混合离子交换器
一、概述
混合离子交换器是用于初级纯水的进一步精制。一般设置于阴、阳离子交换器之后，也可设置在电渗析或反渗透后串联使用。出水水质可达到SiO2≤0.02 mg/L，导电度≤0.02µS/cm，处理后的高纯水可供高压钢炉、电子、医药、造纸、化工和石油等工业部门。
二、工作原理
混合离子交换法，就是把阴、阳离子交换树脂放在同一个交换器中，将它们混合，所以可看成是由无数阴、阳交换树脂交错排列的多级式复床。水中所含盐类的阴、阳离子通过该交换器，则被树脂交换，而得到高纯度的水。
在混床中，由于阴、阳树脂是相互均匀的，所以其阴、阳离子交换反应几乎同时进行。或者说，水的阳离子交换和阴离子交换是多次交错进行的。经H型交换所产生的H+和OH-都不能积累起来，基本上消除了反离子的影响，交换进行得比较彻底。
其反应式：
Na+ SO42- Na+ SO42-
RH+R´OH+ Ca2+ CL- →R Ca2+ + R´ CL- +H2O
Mg2+ CO32+ Mg2+ CO32+
HSiO3- HSiO3-
本混合床采用体内再生法。再生时利用两种树脂的比重不同，用反洗使阴、阳离子交换树脂完全分离，阳树脂沉积在下，阴树脂浮在上面，然后阳树脂用盐酸（或硫酸）再生，阴树脂用烧碱再生。
三、技术数据表
|
设备名称
|
混合离子交换器
|
||
|
运行流速（m/h）
|
40～60
|
||
|
反洗
|
流速（m/h）
|
10
|
|
|
时间 (min)
|
15
|
||
|
再生
|
药剂
|
HCL
|
NaOH
|
|
耗量 (g/mol)
|
100～150
|
200～250
|
|
|
含量 (%)
|
5
|
4
|
|
|
流速（m/h）
|
5
|
5
|
|
四、结构简述：
1.进水装置
在交换器上部设有进水装置，使水能均匀分布。
2.再生装置
在阴离子交换树脂上方设有进液母管，进液母管采用母支管形式，支管采用加强型T型绕丝管。阴离子交换树脂再生用碱液即由该进液母管送入。再生阳离子交换树脂用的酸液由底部排水装置进入，再生酸、碱废液均由中排口排出。
3.中排装置
中排装置设置在阴、阳树脂的分界面上，用于排泄再生时酸、碱废液和冲洗液，型式为双母管式或支管母管式，支管采用加强型T型绕丝管。
4.排水装置
均采用多孔板上装设水帽，多孔板采用钢衬胶。
另外，在阴阳树脂分界面外、树脂表面处及较大反洗膨胀高度处各设视镜一个，用以观察树脂表面及反洗树脂的情况。
筒体上部设树脂输入口，在筒体下部近多孔板处设树脂卸出口。树脂的输入和卸出均可采用水力输送。
五、运行及再生操作
程序控制表：
|
阀门名称
状态步骤
|
进
水
口
k1
|
出
水
口
k2
|
反
洗
进
水
口
k3
|
反
洗
排
水
口
k4
|
正
洗
排
水
口
k5
|
中
间
排
水
口
k6
|
压
缩
空
气
进
口
k7
|
进
酸
口
k8
|
进
碱
口
k9
|
排
气
口
k10
|
控制指标
|
|
|
参考数据
|
||||||||||||
|
1
|
运 行
|
∨
|
∨
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
流速40～60m/h
|
|
2
|
反洗分层
|
－
|
－
|
∨
|
∨
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
流速10 m/h、15min
|
|
3
|
沉 降
|
－
|
－
|
－
|
－
|
∨
|
－
|
－
|
－
|
－
|
∨
|
5～10min
|
|
4
|
强迫沉降
|
∨
|
－
|
－
|
－
|
∨
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
|
|
5
|
预 喷 射
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
∨
|
－
|
∨
|
∨
|
－
|
1min
|
|
6
|
再 生
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
∨
|
－
|
∨
|
∨
|
－
|
流速5 m/h
|
|
7
|
置 换
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
∨
|
－
|
∨
|
∨
|
－
|
流速5 m/h
|
|
8
|
清 洗
|
∨
|
－
|
∨
|
－
|
－
|
∨
|
－
|
－
|
－
|
－
|
|
|
9
|
排 水
|
－
|
－
|
－
|
－
|
∨
|
－
|
－
|
－
|
－
|
∨
|
放水至树脂层表面上100mm左右处
|
|
10
|
混 合
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
∨
|
－
|
－
|
∨
|
压力0.1～0.12MPa,
气量2～3m3/(m2.min),0.5～1min
|
|
11
|
灌 水
|
∨
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
∨
|
|
|
12
|
正 洗
|
∨
|
－
|
－
|
－
|
∨
|
－
|
－
|
－
|
－
|
－
|
流速15～30 m/h
|
l 表中“∨”表示阀门开启状态，“－” 表示阀门关闭状态。
l 表中所列各步骤的时间，应在调试时再确认。
1、运行操作
启动前检查：
（1）设备处于备用，各阀门处于关闭位置。
（2）流量表、压力表完好，考克开启。
（3）一级除盐水箱水位在1/2以上（或根据二级水位情况决定）。
启动与停止操作：
启动：
（1）除盐泵投入运行，开进水门k1，空气门k10，当空气门出水即关闭。
（2）开正洗排水门k5，冲洗至出水符合标准。
（3）关正洗排水门k5，开出水门k2，向二级水箱送水，并调整流量至需要值。
停止：
关出水门k2，进水门k1，停止除盐泵运行。
运行维护及监督：
（1）运行中每2小时取样化验SiO2，电导率一次，临近失效增加分析次数。
（2）运行中应检查各表计指示正常，一级水箱水位供应充足。
（3）检查树脂捕捉器内是否有树脂漏出。
（4）增减负荷应缓慢进行。
2、再生操作
再生前准备：
（1）按照规定日期或出水质量下降，即将碱，酸分别压入计量箱内。
（2）准备好再生所需药品、仪器、记录表单等。
再生操作：
按规定日期或出水质量下降，即进行再生，再生操作如下：
a.反洗分层：
关出水门k2，进水门k1，硅表取样门待塔内压力降为0时二次关闭出水门k2，开反洗进水门k3，反洗排水门k4，流量由小至大，待树脂层松动膨胀后，增加至30—40t/h树脂层上升至上窥视孔时，稳定流量同时观察下窥视孔树脂情况，分层一段时间，每隔2分钟，降低流量5 t/h，下窥视孔树脂界面明显时，关闭反洗进水门k3，关反洗排水门k4，停止除盐泵运行，反洗结束，分层效果不明显可重新分层。
b.静置放水：
待树脂沉降下来以后，开空气门k10，正洗排水门k5，将水放至上窥视孔中心线处，关闭正洗排水门k5，空气门k10。
c.阴树脂进碱：
除盐泵投运，开酸、碱计量箱出口门，开混床进碱门k9、进酸门k8，开碱喷射器进水门，酸喷射器进水门，流量全部调整在5—8t/h，开中间排水门k6，以中间排水门控制器内液位稳定在上窥视孔中心，开喷射器进碱门，进碱浓度2—3%，流速2—4m/h。
d.阴树脂置换：
进碱结束后，关喷射器进碱门，关碱计量箱出口门，继续进水，进行冲洗置换至出水碱度<0.5mmol/L。
e.阳树脂进酸：
开喷射器进酸门，进酸浓度2—3%，流速2—4米/时。
f.阳树脂置换：
进酸结束后，关喷射器进酸门，酸计量箱出口门，继续进水，进行冲洗置换至出水酸度≤0.5mmol/L关碱喷射器进水门，进碱门k9，酸喷射进水门，进酸门k8，中间排水门k6，置换结束。
g.阴、阳树脂串联正洗：
开进水门k1，当空气门k10出水后，关闭空气门k10，开正洗排水门k5，调整流量65t/h，冲洗至出水导电度<1.0 µS/cm（正洗排水门取样）关正洗排水门k5、进水门k1，停除盐泵运行。
h.放水：开空气门k10，正洗排水门k5，将水放至高出树脂层10公分处，关正洗排水门k5。
i.混合树脂：
空压机投运，开混床进气门k7，保持器内压力0.1—0.2MPa，时间10分钟左右，从窥视孔看到树脂混合均匀后，关进气门k7，停空压机运行。
j.混合后正洗：
除盐泵投入运行，开进水门k1，待空气门出水后即关闭。开正洗排水门k5调整流量65t/h，开硅表取样门取样合格，此时开出水门k2，关正洗排水门k5，设备投入运行，或停止运行列为备用。
维护及监督：
（1）进酸、碱及置换期间须控制器内水位稳定，不得忽高忽低。
（2）应经常检查中间排水，底部排水是否有跑树脂现象。
（3）如分层效果不明显，可进碱5—10升以增加阴、阳树脂比重差。
（4）当塔内快要满水时，应适当关小进水门，慢慢进水，以防设备受力而损坏。
（5）待树脂沉降放水时对出口一、二道门进行二次关闭。
六、安装要点
1、设备安装前根据发货清单清点设备、部件数量。检查设备是否在运输中损坏。并检查设备衬胶面有无损坏、擦伤。
2、设备就位后运行前检查内部中排装置、碱液分配装置、水帽有无松动，有无漏装的零部件。
