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案例頻道 作者簡介：馬麗，女，1973年8月生，遼寧錦州人，1997年畢業于撫順石油學院精細系學士。現任錦州石化公司熱電廠工程師。
摘 要：本文結合我公司新建的混床除鹽系統，分析了混床的設計選擇，探討了混床運行的工藝過程，結合生產實際簡述了混床工藝的優點。
摘 要：本文結合我公司新建的混床除鹽系統，分析了混床的設計選擇，探討了混床運行的工藝過程，結合生產實際簡述了混床工藝的優點。
關鍵詞：混床；樹脂；水處理
Abstract: The paper analysises the design option of mixed-bed, combinated with newly mix-ed bed desalinization system of our company, discussing the technology process of mixed-bed Operation. Combinated with the actual production process ,it outlined the advantages of mixed-bed technology.
Keywords: Mixed-bed Resin Water treatment
1 前言
混合床是將陰、陽離子交換樹脂按一定比例裝在同一個交換器中，并在運行前將它們混合均勻的水處理設備，簡稱混床。混床是一種能制取高純度水的水處理設備，具有出水水質穩定、交換終點明顯等優點，現結合我公司熱電廠100ｔ/h混床除鹽水處理系統對混床技術運行要點作簡要說明。
我公司原有的I級化學除鹽水水系統只能滿足中壓以下鍋爐用水，而不能滿足高壓及以上的汽包爐和直流爐對水質的要求。為了配合公司苯酐裝置開車對II級除鹽水的需求,我們新建了混床除鹽系統。在原水處理系統上采用Ⅱ級除鹽技術，對原一級除鹽出水進行深度處理，從而得到更優質水質。
2 混床的設計選擇和工藝流程
2.1 體內再生式混床的設計
混床的再生分體內再生和體外再生兩種，一般多臺混床時，多采用體外再生，多臺混床共用一個再生器,混床較少時，一般采用體內再生，具有投資少、節省場地等優點，根據我公司的實際情況，考慮在滿足生產要求的前提下，盡量方便操作，節省設備投資和運行費用，我公司決定采用混床體內再生方式，這種方法是把失效的樹脂在交換器內部進行再生，根據進酸、進堿和沖洗步驟不同，它又可分為兩步法和同時處理法，這兩種方法我公司都采用。
2.2 混床樹脂的選擇及配比
混床要求陰、陽樹脂有一定的密度差，便于失效樹脂的分離及再生后樹脂的混合。同時，混床樹脂具有磨損率大，對有機物污染敏感等特點，因此在混床中多采用大孔型樹脂以適應大流速運行，我公司采用的陰、陽樹脂標準如表1。
表1 陰、陽樹脂的標準
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陽樹脂D001-MB |
陰樹脂D201-MB |
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粒徑(mm) |
0.63-1.25 |
0.63-1.25 |
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濕真密度g/cm3 |
1.25-1.28 |
1.05-1.09 |
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密度差g/cm3 |
>0.15 | |
實踐表明，混床中陰、陽樹脂的配比，是由出水水質和周期制水量兩方面決定的，陰、陽樹脂應按等物質的量來選擇，以便使陰、陽樹脂幾乎同時失效，這樣樹脂的工作交換容量能得到充分發揮。經過反復試驗，我公司采用的樹脂體積比為陰﹕陽=2﹕1。
2.3 混床裝置水處理工藝流程
結合我公司水處理車間一級除鹽系統設備布置及運行情況，該混床裝置工藝流程如圖1。
設計安裝2臺混床，Ф1500mm，單臺出力70-106t/h，周期產水量約21000t/周期。設計安裝2臺II級除鹽水泵，容積為100m3的除鹽水箱，貯存混床裝置處理后的除鹽水，通過除鹽水泵將除鹽水輸送出去。
圖1 二級除鹽水工藝流程
3 混床的設計參數和運行操作
3.1混床的設計參數
設計進水：原水處理車間一級除鹽水裝置出水。
設計進水水質：電導率<10μS/cm，SiO2<100μmol/l。
設計處理水量：200t/h。
設計出水水質：電導率<0.2μS/cm，SiO2<10μmol/l。
混床尺寸：Ф1500mm，工作面積：約1.76立方米。
設計單臺最大產水量：21000t/周期。
設計單臺產水量：100t/h。
陽樹脂層高：800mm。
陰樹脂層高：1600mm，裝填高度到中排管下300mm。
樹脂的全交換容量：D001為4.35mmol/l ，D201為3.8mmol/l。
反洗膨脹率:50-80%。
3.2 混床運行程序操作
正常運行:打開進水閥與出水閥門，運行流速控制在20-40m/h，當出水水質電導率﹥0.2μS/cm，Si02﹥0.02mg/1時，即達到運行終點。
3.2.1 反洗分層
反洗分層的作用有兩個：一是洗去碎樹脂和淤積在床層內的懸浮物，二是將失效的陰、陽樹脂分開，以后分別再生。通常采用水利篩分法，即用水反洗，根據交換樹脂的密度差，將失效的陰陽的樹脂充分分離。一般陰樹脂密度比陽樹脂小，分層后陰樹脂在上，陽樹脂在下，反洗時，先開反洗排水門，再緩慢開啟反洗入口門，控制反洗流量10-15m/h，時間一般10-15min。
分層的好壞對混床的再生影響很大，分層不好，位于中部排水管附近的樹脂由于受“交叉”污染，會影響混床的出水質量。同時，陰陽樹脂的劣化，樹脂“抱團”及兩種樹脂的粒度差異等都會影響混床的分層的效果。
3.2.2 再生
再生時，先開啟堿噴射器入口水門，調整進水流量10m3/h，再開啟酸噴射器入口水門，調整進水流量7.5m3/h，排出液從中排流出。調整正常后，依次開啟堿計量罐出口門，酸計量罐出口門，酸堿液的濃度控制在2%左右。
3.2.3 對流沖洗
進酸、進堿完畢后，繼續用除鹽水從上、下兩部分分別進入床層進行清洗，清洗至中部排水取樣化驗：DD<10μs/cm，SiO2<50μg/l。停止對流清洗，關閉有關閥門。
3.2.4 混脂
樹脂經再生和洗滌后，在投入運行前，必須將分層的樹脂重新混合均勻。首先將交換器中的水面降到樹脂層表面以上100-150mm處。其次從交換器底部通入凈化風，一般壓力為100-150kpa，流量2-3m3/m2/min，混合攪拌時間大約5分鐘。從窺視孔看到樹脂基本混合均勻后，要快開正洗排水門，快關壓縮風門，以達到快速落實，避免樹脂重新分層的目的。
3.2.5 正洗
混合好后的樹脂以10-15m／h的流速通水進行正洗，正洗終點以排水HSiO3-<20μg／L，DD<0.2μs/cm為好。
4 混床的特點
4.1 出水純度高
純水DD的理論值為0.00546μs/cm.，混床出水最小值可達0.0556μs/cm。我廠混床這段時間的運行，出水DD一般小于0.08μS/cm，要求DD <0.2μS/cm，遠遠低于指標要求。
4.2 出水水質穩定
因為混床是無數級的復床,一般樹脂層高度和運行流速在一定范圍內對出水水質影響不大。混床的反應平衡常數K遠遠大于復床的反應平衡常數K，而且幾乎沒有逆反應。所以進水含鹽量有所改變或再生程度有所不同時，一般不影響出水水質，而只影響周期產水量。
4.3 沖洗時間短
混床沖洗時間短是因為最后殘留在樹脂中的微量酸堿在混脂時吸收掉了，所以沖洗時間短，出水很快合格，而這一過程中消耗的交換容量是可忽略不計的。如果混脂不好，就會使沖洗時間延長。
4.4 間斷運行影響小
混床間斷運行時，只需把交換器中靜止的水置換出來即可，所以啟動后很容易合格。
4.5 交換終點明顯
由于混床出水純度高，且水質穩定，因此任何一種樹脂耗盡都將使其出水導電度明顯升高，尤其陽床先失效，終點易于控制。
4.6 混床的缺點
混床具有樹脂工作交換容量低，樹脂損耗大，操作復雜，對有機物污染敏感等缺點。
5 結論
混床在制取高純水中發揮著重要作用。由于在日常的運行操作中比較復雜，條件要求苛刻，稍有疏忽其出水質量即達不到要求。因此，在設計和操作的過程中，應對每一步工藝，精心設計，細致操作，才能保證混床發揮出水水質好的優勢。
參考文獻
[1] 張奇兵,趙明. 混床除鹽水處理設計 工業技術[J].2009(11):124.
[2] 莊秀梅.電廠水處理技術[M]. 北京:中國電力出版社2007,1.
[3] 彭啟宏. 水處理除鹽系統中混床周期的影響因素分析與對策江西科學[J]. 2009,27(2):295-297.
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號