專利名稱：一種雙室滿室床除鹽水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種雙室滿室床除鹽水處理方法。
背景技術(shù)：
工業(yè)水的除鹽工藝，可分為離子交換法、反滲透法和電滲析法三種。電滲析法在工程應(yīng)用中尚未成熟，一般不能單獨(dú)使用；反滲透法雖然沒(méi)有廢酸、廢堿排放，但存在廢水量大、運(yùn)行及維護(hù)成本高、出水水質(zhì)較差、產(chǎn)水能力較低等弊端，僅適用于含鹽量高的原水處理；傳統(tǒng)的離子交換法有固定床、浮動(dòng)床、滿室床、雙室浮動(dòng)床、雙室"浮動(dòng)床+滿室床"等多種工藝，都不同程度地存在有大量廢酸廢堿排放、酸堿消耗高、樹(shù)脂壽命短、反洗水量大、操作麻煩、生產(chǎn)成本較高等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)廢酸廢堿排放、出水水質(zhì)好、酸堿耗低、排污少、處理量大、樹(shù)脂壽命長(zhǎng)、運(yùn)行成本低、操作簡(jiǎn)單的雙室滿室床除鹽水處理方法。
本發(fā)明以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明雙室滿室床除鹽水處理方法的處理步驟是原水經(jīng)過(guò)機(jī)械過(guò)濾器過(guò)濾，消除懸浮雜質(zhì)后從底部進(jìn)入結(jié)構(gòu)為雙室滿室床的陽(yáng)床，依次通過(guò)弱酸性和強(qiáng)酸性樹(shù)脂除去陽(yáng)離子，再經(jīng)過(guò)脫碳塔脫除二氧化碳后以泵輸送，從底部進(jìn)入結(jié)構(gòu)為雙室滿室床的陰床，依次通過(guò)弱堿性和強(qiáng)堿性樹(shù)脂除去陰離子，同時(shí)使陽(yáng)床產(chǎn)生的氫離子和陰床產(chǎn)生的氫氧根離子自行中和，制成合格的除鹽水進(jìn)入除鹽水槽貯存供外用。 所述陽(yáng)床的上室裝滿強(qiáng)酸性樹(shù)脂，下室裝滿弱酸性樹(shù)脂，陰床的上室裝滿強(qiáng)堿性樹(shù)脂，下室裝滿弱堿性樹(shù)脂，陽(yáng)床和陰床罐體內(nèi)兩頭均配有多孔板布水器，中間用多孔板布水器把兩種樹(shù)脂隔開(kāi)。 陽(yáng)床以鹽酸或硫酸作為再生劑，其再生方式是逆流串聯(lián)再生方式，即再生劑從頂部進(jìn)入陽(yáng)床，依次流經(jīng)強(qiáng)酸性樹(shù)脂和弱酸性樹(shù)脂進(jìn)行交換，再生廢液從陽(yáng)床的底端直接排入中和池，再生廢液ra值大于3 ;陰床以燒堿作為再生劑，其再生方式是逆流串聯(lián)再生，即再生劑從頂部進(jìn)入陰床，依次流經(jīng)強(qiáng)堿性樹(shù)脂和弱堿性樹(shù)脂進(jìn)行交換，再生廢液從陰床的
底端直接排入中和池，再生廢液ra值低于ii。 陽(yáng)床若以鹽酸為再生劑，其再生液濃度(質(zhì)量百分比，下同)為1 4%，流速為3 6米/小時(shí)；陽(yáng)床若以硫酸為再生劑，則采用二步再生法，第一步再生液濃度為0. 5 0. 7%，流速為5 7米/小時(shí)，酸量為70 80%;第二步再生液濃度為1. 2 1. 5%，流速為5 7米/小時(shí)，酸量為20 30% ;陰床以燒堿為再生劑，再生液濃度為1 4%，流速為3 6米/小時(shí)；再生液流量和濃度通過(guò)再生除鹽水流量計(jì)及酸或堿流量計(jì)來(lái)調(diào)節(jié)。
陽(yáng)床以出水含鈉量大于200mg/L為運(yùn)行終點(diǎn)，陰床以出水含二氧化硅量大于100mg/L為運(yùn)行終點(diǎn)。 本發(fā)明的陽(yáng)床和陰床在運(yùn)行過(guò)程中，樹(shù)脂充滿整個(gè)室，運(yùn)行時(shí)固定不動(dòng)，解決了浮動(dòng)床樹(shù)脂翻滾破碎問(wèn)題，因此樹(shù)脂壽命更長(zhǎng)；待處理水從下室底部進(jìn)入，懸浮物被截留在下室底部，可被再生和置換廢水沖洗掉，因此可取消固定床反洗工序，節(jié)約了大量新鮮反洗水，因此廢水量更少。 陽(yáng)床再生時(shí)酸液依次流經(jīng)強(qiáng)酸性和弱酸性樹(shù)脂，強(qiáng)酸性樹(shù)脂交換后產(chǎn)生的殘余
廢酸可完全被弱酸性樹(shù)脂吸收，再生廢液ra值為3 7，對(duì)應(yīng)鹽酸質(zhì)量百分比濃度為0 0. 00365%，硫酸質(zhì)量百分比濃度為0 0. 0098%，說(shuō)明酸利用率可高達(dá)99. 99%以上；陰床再生時(shí)堿液依次流經(jīng)強(qiáng)堿性和弱堿性樹(shù)脂，強(qiáng)堿性樹(shù)脂交換后產(chǎn)生的殘余廢堿可完全被弱堿性樹(shù)脂吸收，再生廢液ra值為7 11，對(duì)應(yīng)燒堿質(zhì)量百分比濃度為0 0. 004% ，說(shuō)明堿利用率可高達(dá)99.99%以上。因此基本實(shí)現(xiàn)再生廢酸、廢堿的"零排放"，不僅解決了固定床、浮動(dòng)床、滿室床、雙室浮動(dòng)床、雙室"浮動(dòng)床+滿室床"等傳統(tǒng)除鹽工藝的大量廢酸、廢堿排放難題，還大幅度降低了運(yùn)行成本。 本發(fā)明方法與傳統(tǒng)離子交換除鹽法、反滲透除鹽法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
(1)對(duì)原水適應(yīng)范圍廣，含鹽量小于700mg/L均可采用。 (2)再生時(shí)酸、堿利用率達(dá)到99. 99%以上，基本實(shí)現(xiàn)廢酸、廢堿的"零排放"，因此它的酸堿單耗低，運(yùn)行成本低；而傳統(tǒng)離子交換除鹽法酸堿利用率一般僅為20 70%，酸堿單耗高，產(chǎn)生大量的廢酸、廢堿，運(yùn)行成本高。 (3)傳統(tǒng)離子交換除鹽法必須使用活性炭過(guò)濾器去除有機(jī)物和重金屬離子，防止
陽(yáng)樹(shù)脂重金屬中毒和陰樹(shù)脂有機(jī)物中毒，但效果不佳。而本發(fā)明利用雙室滿室床的弱酸性
和弱堿性樹(shù)脂可有效吸附和脫附重金屬離子及有機(jī)物，防止樹(shù)脂中毒，因此樹(shù)脂壽命長(zhǎng)，并
可取消活性炭過(guò)濾器，縮短工藝的同時(shí)，還減少了設(shè)備投資及活性炭運(yùn)行費(fèi)用。 (4)廢水量少，傳統(tǒng)固定床廢水率一般為10%，反滲透一般為35%，而本發(fā)明采用
雙室滿室床只有3%，因?yàn)殡p室滿室床除鹽法利用再生及置換廢水代替新鮮水進(jìn)行反洗，取
消了反洗工序，節(jié)約大量的新鮮反洗水。 (5)本發(fā)明方法再生所產(chǎn)生極少量的廢酸可于排水溝內(nèi)自行中和，經(jīng)中和池緩沖后直接達(dá)標(biāo)排放。而傳統(tǒng)離子交換方法則產(chǎn)生大量的廢酸液、廢堿液必須另尋堿液、酸液中和才能排放。 (6)本發(fā)明方法在處理過(guò)程中，原水經(jīng)過(guò)陽(yáng)床的弱酸性和強(qiáng)酸性兩種樹(shù)脂，脫陽(yáng)離子水經(jīng)過(guò)陰床的強(qiáng)堿性和弱堿性兩種樹(shù)脂二次處理，因此出水水質(zhì)更好，正常運(yùn)行時(shí)電導(dǎo)率為0. 1 10 ii s/cm， 二氧化硅含量為0. 5 100 y g/L，出水硬度為0。
(7)樹(shù)脂破損少，不易中毒，使用壽命長(zhǎng)。
(8)運(yùn)行周期長(zhǎng)。
(9)流程簡(jiǎn)單合理，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，易于操作維護(hù)。


圖1是本發(fā)明處理方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明處理方法的工藝流程為原水經(jīng)過(guò)砂濾器，消除懸浮雜質(zhì)后從底部進(jìn)入陽(yáng)床，陽(yáng)床為雙室滿室床，它包括上室和下室，上室裝滿強(qiáng)酸性樹(shù)脂，下室裝滿弱酸性樹(shù)脂，罐體內(nèi)兩頭均配有多孔板布水器，中間用多孔板布水器把兩種樹(shù)脂隔開(kāi)，原水依次通過(guò)弱酸性和強(qiáng)酸性樹(shù)脂除去水中的鈣、鎂、鈉、鉀和鐵錳等陽(yáng)離子(同時(shí)釋放出氫離子)后從頂部出水，再經(jīng)過(guò)脫碳塔脫除二氧化碳后以泵輸送，從底部進(jìn)入陰床，陰床亦是雙室滿室床，它包括有上室和下室，上室裝滿強(qiáng)堿性樹(shù)脂，下室裝滿弱堿性樹(shù)脂，罐體內(nèi)兩頭配有多孔板布水器，中間用多孔板布水器把兩種樹(shù)脂隔開(kāi)，脫陽(yáng)離子水依次通過(guò)弱堿性和強(qiáng)堿性樹(shù)脂除去水中的硫酸根、氯根、硅酸根和硝酸根等陰離子(同時(shí)釋放出氫氧根離子)后從頂部出水，同時(shí)使陽(yáng)床產(chǎn)生的氫離子和陰床產(chǎn)生的氫氧根離子自行中和，制成合格的除鹽水(必要時(shí)再經(jīng)過(guò)混床二次除鹽)進(jìn)入除鹽水槽貯存供外用。 陽(yáng)床以鹽酸或硫酸作為再生劑，采用逆流串聯(lián)再生方式，即再生劑從頂部進(jìn)入陽(yáng)床，依次流經(jīng)強(qiáng)酸性樹(shù)脂和弱酸性樹(shù)脂進(jìn)行交換，交換后廢液從罐底直接排入中和池。若以鹽酸為再生劑，其再生液濃度(質(zhì)量百分比，下同)為1 4%分比，流速為3 6米/小時(shí)。若以硫酸為再生劑，則采用二步再生法，第一步再生液濃度為0. 5 0. 7% ，流速為5 7米/小時(shí)，酸量為70 80% ;第二步再生液濃度為1. 2 1. 5% ，流速為5 7米/小時(shí)，
酸量為20 30%。再生時(shí)嚴(yán)格控制進(jìn)酸量，保證再生廢液ra不低于3。再生液流量和濃
度通過(guò)再生除鹽水流量計(jì)和酸流量計(jì)來(lái)調(diào)節(jié)。 陰床以燒堿為再生劑，亦采用逆流串聯(lián)再生方式，即再生劑從頂部進(jìn)入陰床，依次流經(jīng)強(qiáng)堿性樹(shù)脂和弱堿性樹(shù)脂進(jìn)行交換，交換后廢液從罐底直接排入中和池，其再生液濃
度為i 4%，流速為3 6米/小時(shí)。再生時(shí)嚴(yán)格控制進(jìn)堿量，保證再生廢液ra不高于
11。再生液流量和濃度通過(guò)再生除鹽水流量計(jì)及堿流量計(jì)調(diào)節(jié)。 本發(fā)明處理方法采用的陽(yáng)床和陰床均為雙室滿室床，其上室和下室均為滿室床，
使用的樹(shù)脂是水處理用的各種樹(shù)脂，樹(shù)脂以展開(kāi)型充滿整個(gè)室。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)樹(shù)脂固定不動(dòng)，
待處理水從下室底部進(jìn)入，懸浮物被截留在下室底部，可被再生和置換廢水沖洗掉，因此可
取消固定床反洗工序，節(jié)約了大量新鮮反洗水。因此樹(shù)脂壽命更長(zhǎng)，廢水量更少。 本發(fā)明采用的陽(yáng)床以出水含鈉量大于200mg/L為運(yùn)行終點(diǎn)，陰床以出水含二氧化
硅量大于100mg/L為運(yùn)行終點(diǎn)?？刹捎迷诰€監(jiān)測(cè)或手動(dòng)化驗(yàn)進(jìn)行監(jiān)控水質(zhì)。 以下是應(yīng)用本發(fā)明處理方法的工程實(shí)例 1.廣西桂南化工有限責(zé)任公司采用傳統(tǒng)處理工藝及應(yīng)用本發(fā)明方法處理的對(duì)比實(shí)例如下 原系統(tǒng)的兩套①1500mmXH5500mm固定床，陽(yáng)床填裝001X7強(qiáng)酸性樹(shù)脂，陰床填裝201X7強(qiáng)堿性樹(shù)脂，單臺(tái)設(shè)計(jì)產(chǎn)水量為35噸/小時(shí)，而單臺(tái)實(shí)際產(chǎn)水量約為32噸/小時(shí)，原水硬度為3 1Ommol/L，陽(yáng)床采用3% (質(zhì)量百分比濃度)的鹽酸再生，再生方法為低流速逆流再生；陰床采用3% (質(zhì)量百分比濃度)的燒堿再生，再生方法為低流速逆流再生。按2009年10月生產(chǎn)報(bào)表提供的數(shù)據(jù)，陽(yáng)床實(shí)際運(yùn)行周期約為15 19個(gè)小時(shí)，酸耗為3. 45公斤/噸水，出水鈉離子含量約為100 300 ii g/L。陰床實(shí)際運(yùn)行周期約為32 40個(gè)小時(shí)，堿耗為4. 68公斤/噸水，出水電導(dǎo)率約為0. 8 10 ii s/cm。由于酸堿利用率僅為10 15%，大量廢酸、廢堿排放造成環(huán)境嚴(yán)重污染，廢水率也高達(dá)10%以上。
2009年11月份上馬一套雙室滿室床除鹽水系統(tǒng)(即采用本發(fā)明處理方法)，設(shè)備規(guī)格為①1500XH5500mm，陽(yáng)床的上室填裝001 X 7強(qiáng)酸性樹(shù)脂，下室填裝D113弱酸性樹(shù)脂；陰床的上室填裝201X7強(qiáng)堿性樹(shù)脂，下室填裝D301弱堿性樹(shù)脂，單臺(tái)設(shè)計(jì)產(chǎn)水量為40噸/小時(shí)，陽(yáng)床采用3% (質(zhì)量百分比濃度)的鹽酸再生，再生方法為逆流串聯(lián)再生，再生廢酸ra值為4 7，說(shuō)明廢液中鹽酸含量為0 0. 000365%，酸利用率達(dá)到99. 999%以上；陰床
采用3% (質(zhì)量百分比濃度)的燒堿再生，再生方法為逆流串聯(lián)再生，再生廢堿ra值為7
IO，說(shuō)明廢液中燒堿含量為0 0.0004%，堿利用率達(dá)到99.999%以上。陽(yáng)床單臺(tái)實(shí)際產(chǎn)水量為40噸/小時(shí)，實(shí)際運(yùn)行周期約為65個(gè)小時(shí)，出水鈉離子含量約為20 150 ii g/L，酸耗低于0. 6公斤/噸水。陰床單臺(tái)實(shí)際產(chǎn)水量為40噸/小時(shí)，實(shí)際運(yùn)行周期約為105個(gè)小時(shí)，堿耗低于0. 15公斤/噸水，出水電導(dǎo)率約為0. 1 1 ii s/cm。投運(yùn)后沒(méi)有廢酸、廢堿排放，廢水率降到3%以下。 2.藍(lán)星化工新材料股份有限公司廣西分公司應(yīng)用本發(fā)明處理方法的實(shí)施例
該公司于2009年7月份上馬一套雙室滿室床除鹽水系統(tǒng)，設(shè)備規(guī)格為①1500XH4270mm，陽(yáng)床的上室裝滿001X7強(qiáng)酸性樹(shù)脂，下室裝滿D113弱酸性樹(shù)脂；陰床的上室裝滿201X7強(qiáng)堿性樹(shù)脂，下室裝滿D301弱堿性樹(shù)脂，單臺(tái)設(shè)計(jì)產(chǎn)水量為50噸/小時(shí)，原水硬度為3 5mmol/L。陽(yáng)床采用硫酸為再生劑，采用二步再生法，第一步再生濃度為0. 5 0. 7% (質(zhì)量百分比濃度)，流速為5 7米/小時(shí)，酸量為70 80% ;第二步再生濃度為1.2 1.5% (質(zhì)量百分比濃度)，流速為5 7米/小時(shí)，酸量為20 30%，再生方法為逆流串聯(lián)再生，再生廢液ra值為3 7，對(duì)應(yīng)硫酸質(zhì)量百分比濃度為0 0. 0098%，說(shuō)明酸利用率可高達(dá)99.99%以上。陰床采用3% (質(zhì)量百分比濃度)的燒堿為再生劑，流
速為3 6米/小時(shí)，再生方法為逆流串聯(lián)再生，再生廢液ra值為7 11，對(duì)應(yīng)燒堿質(zhì)量百
分比濃度為0 0. 004% ，說(shuō)明堿利用率可高達(dá)99. 99%以上。陽(yáng)床單臺(tái)實(shí)際產(chǎn)水量為50噸/小時(shí)，實(shí)際運(yùn)行周期約為24個(gè)小時(shí)，出水硬度為Ommol/L，酸耗約為0. 4公斤/噸水。陰床單臺(tái)實(shí)際產(chǎn)水量為50噸/小時(shí)，實(shí)際運(yùn)行周期約為48個(gè)小時(shí)，堿耗約為0. 12公斤/噸水，出水電導(dǎo)率約為0. 2 10ii s/cm。投運(yùn)后沒(méi)有廢酸、廢堿排放，廢水率降到3%以下。
權(quán)利要求
一種雙室滿室床除鹽水處理方法，其特征在于該方法的處理步驟是原水經(jīng)過(guò)機(jī)械過(guò)濾器過(guò)濾，消除懸浮雜質(zhì)后從底部進(jìn)入結(jié)構(gòu)為雙室滿室床的陽(yáng)床，依次通過(guò)弱酸性和強(qiáng)酸性樹(shù)脂除去陽(yáng)離子，再經(jīng)過(guò)脫碳塔脫除二氧化碳后以泵輸送，從底部進(jìn)入結(jié)構(gòu)為雙室滿室床的陰床，依次通過(guò)弱堿性和強(qiáng)堿性樹(shù)脂除去陰離子，同時(shí)使陽(yáng)床產(chǎn)生的氫離子和陰床產(chǎn)生的氫氧根離子自行中和，制成合格的除鹽水進(jìn)入除鹽水槽貯存供外用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙室滿室床除鹽水處理方法，其特征在于所述陽(yáng)床的上室裝滿強(qiáng)酸性樹(shù)脂，下室裝滿弱酸性樹(shù)脂，陰床的上室裝滿強(qiáng)堿性樹(shù)脂，下室裝滿弱堿性樹(shù)脂，陽(yáng)床和陰床罐體兩頭均配有多孔板布水器，中間用多孔板布水器把兩種樹(shù)脂隔開(kāi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙室滿室床除鹽水處理方法，其特征在于陽(yáng)床以鹽酸或硫酸作為再生劑，其再生方式是逆流串聯(lián)再生，即再生劑從頂部進(jìn)入陽(yáng)床，依次流經(jīng)強(qiáng)酸性樹(shù)脂和弱酸性樹(shù)脂進(jìn)行交換，再生廢液從陽(yáng)床的底端直接排入中和池，再生廢液ra值大于3;陰床以燒堿作為再生劑，其再生方式是逆流串聯(lián)再生，即再生劑從頂部進(jìn)入陰床，依次流經(jīng)強(qiáng)堿性樹(shù)脂和弱堿性樹(shù)脂進(jìn)行交換，再生廢液從陰床的底端直接排入中和池，再生廢液ra值低于11。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙室滿室床除鹽水處理方法，其特征在于陽(yáng)床若以鹽酸為再生劑，其再生液濃度為1 4%，流速為3 6米/小時(shí)；陽(yáng)床若以硫酸為再生劑，則采用二步再生法，第一步再生液濃度為0. 5 0. 7% ，流速為5 7米/小時(shí)，酸量為70 80%;第二步再生液濃度為1. 2 1. 5%，流速為5 7米/小時(shí)，酸量為20 30%;陰床以燒堿為再生劑，再生液濃度為1 4%，流速為3 6米/小時(shí)；再生液流量和濃度通過(guò)再生除鹽水流量計(jì)及酸或堿流量計(jì)來(lái)調(diào)節(jié)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的雙室滿室床除鹽水處理方法，其特征在于陽(yáng)床以出水含鈉量大于200mg/L為運(yùn)行終點(diǎn)，陰床以出水含二氧化硅量大于100mg/L為運(yùn)行終點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙室滿室床除鹽水處理方法，該處理方法的操作步驟是原水經(jīng)過(guò)機(jī)械過(guò)濾器過(guò)濾，消除懸浮雜質(zhì)后從底部進(jìn)入結(jié)構(gòu)為雙室滿室床的陽(yáng)床，依次通過(guò)弱酸性和強(qiáng)酸性樹(shù)脂，再經(jīng)過(guò)脫碳塔脫除二氧化碳后以泵輸送，從底部進(jìn)入結(jié)構(gòu)為雙室滿室床的陰床，依次通過(guò)弱堿性和強(qiáng)堿性樹(shù)脂，同時(shí)使陽(yáng)床產(chǎn)生的氫離子和陰床產(chǎn)生的氫氧根離子自行中和，制成合格的除鹽水進(jìn)入除鹽水槽貯存供外用。本發(fā)明方法的酸堿利用率達(dá)到99.99％以上，廢水可直接達(dá)標(biāo)排放，工藝短，設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用低，廢水量低，水質(zhì)好，操作簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)C02F1/20GK101759310SQ20101004562
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者周小英, 梁家棟, 梁廣勝 申請(qǐng)人:廣西三寶山新技術(shù)水處理有限公司