混合离子交换器优化操作技术

混合离子交换器简称混合床，是我厂除盐水站的二次脱盐设备，也是除盐水处理的最后一道工序。混合床的工作原理是利用阴、阳离子交换树脂上的可交换离子与水中离子进行等电荷反应，从而降低水中的含盐量。离子反应式如下：
阳离子交换：Cａ2++2HR=2H++CａR2阴离子交换：ROH+CL—=RCL+OH—混合床的再生效果直接关系着除盐水出水水质的好坏；混合床的运行周期，直接关系着车间酸、碱消耗量大小和除盐水收率。
除盐水站工艺流程简介：
原水先经8台双滤料过滤器除去水中大颗粒悬浮物和胶体，再经超滤系统去除大分子有机物后进入反渗透（RO）系统。
反渗透出水经阴阳离子交换器处理，将出水电导率控制在20μs/cm以下后进入混合离子交换器进行二次脱盐，最后生产出电导率＜5μs/cm的除盐水。
1、交换器运行情况统计
（1）混合床的设计运行周期长达三个月，而实际运行周期不足24小时；
（2）除盐水站的酸、碱设计年消耗量为酸56.8吨，碱106吨，而实际2006年的消耗量为酸607.34吨，碱695.2吨。
（3）混合离子交换树脂设计年消耗量为10%，而2006年的消耗量为72%。
（4）混合离子交换器的设计再生耗水量为80吨，实际耗水量在120吨以上。
我们对混合床的运行情况进行了调查统计，统计表如下：

混床运行情况统计表附表一
从上表可以看出，混合床平均运行周期为18.9小时，不足20小时；月平均树脂填充量312.5公斤，占总树脂量19.89吨的1.57%；再生频次较多，日平均值为1.29次/天；酸月消耗量达39.75吨，碱月消耗量达59.6吨，酸碱总消耗量为99.35吨。
我们对除盐水站的水质记录进行了调查统计，统计表如下：

水质情况统计表表二
从上表可以看出，反渗透出水电导率平均值为78.5μs/cm，交换器平均出水电导率为4.13μs/cm，数值均较高。
2、运行情况分析
（1）混合离子交换器进水电导率高。反渗透膜时常出现堵塞，运行压力高、压差大、产水量下降、电导率高，致使交换器运行周期下降，
（2）交换器再生一次需要动作大小十多个阀门，历时2小时以上，而且得在现场随时分析检测。频繁的再生使操作工的劳动强度加大，有时分析检测不准确或不及时，交换器再生酸、碱浓度不够或者过量，致使混合床再生效果差，运行时间短。频繁再生使酸、碱消耗量增加。
（3）酸碱浓度表显示不准确
混合床再生在线酸、碱浓度表是操作工再生操作的重要参数，浓度表经常出现不动作或不显示数值的现象，既影响职工操作调整，影响再生效果，又浪费酸、碱。对此，我们要求操作工再生时要做到认真观察、细心检查，一旦发现浓度表故障，及时联系仪表工修理。
3、优化操作措施
（1）调整工艺流程。混合离子交换器进水电导率＜5μs/cm时直接打开反洗进水阀和出水阀，使混合离子交换器进水走短路，延长运行周期。
（2）交换器再生操作时必须明显观察到树脂分层界面后才能进酸碱再生，否则树脂再生率低，工作交换容量低，运行周期短。再生操作时要进行酸、碱计量箱液位统计计算和浓度计显示双从计量，以掌握酸碱投加量和浓度大小，及时进行调整。
（3）再生酸、碱水流量由50t/h降低到30-35t/h，延长进酸、碱时间以保证充足的树脂与酸碱交换交换时间，提高树脂的工作交换容量。
（4）当离子交换器偶尔发生出水水质劣化或者出力降低时，采用重复再生或增加再生剂的用量等方法进行设备性能恢复是正常的。运行经济指标降低故障系指设备再生剂的比耗明显大于或超过设计数值。
一般而言，造成离子交换器再生剂比耗较高的主要原因还有有：树脂使用年数较长或受污染中毒导致树脂全交换容量和工作交换容量降低；再生剂品质较差，杂质离子含量偏高；离子交换器再生过程中反洗流量过大或布水滤网发生泄漏跑树脂，造成床体中树脂量过少；交换器内再生液分配装置损坏造成再生液偏流；交换器内衬胶层部分脱落，使设备在再生和运行过程中配水偏流；运行人员操作不当或再生系统有缺陷未及时发现；原水水质在一段时间内发生了明显变化等等。当设备出现运行经济指标降低故障时，可根据上述项目对照原始资料情况进行一一排查，在排查过程中可按先易后难或者可能性较大者的顺序进行检查。
4、优化后运行统计
我们调整操作后对混合床再生记录分别作了统计和对比，对比表如下：


混合床运行情况对比表表三
从表中可以看出：优化操作后混合床的平均再生周期长达67.1小时，酸碱月平均消耗量下降为25.7吨，10-12月份树脂填充量为0公斤，检修频次降低为0次。
5、结语
由于水质、设备和工艺等各种差别，在实际操作中应结合生产实际对工艺技术不断进行研究探讨和部分借鉴。在科技进步和环保意识逐渐提高的今天，水处理装置设计选择效果好、投资低、效益高的工艺技术不仅可以降低劳动强度，还可以大大提高装置运行平稳率。每一位技术人员必须挖掘、发挥更大的潜力去探索各种优化操作技术。 


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