專利名稱：離子交換樹脂的批量再生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離子交換法的廢水處理技術(shù)，尤其涉及一種離子交換樹脂的批量
再生裝置。
背景技術(shù)：
在水處理技術(shù)中，常用離子交換樹脂法處理電鍍廢水，其簡略過程是，鍍鎳生產(chǎn)過 程中鍍件在漂洗槽進(jìn)行清洗，鍍鎳溶液帶入漂洗槽，漂洗槽中的含鎳廢水可被抽至一鍍鎳 廢水離子交換回收設(shè)備，鎳離子被離子交換樹脂吸附回收，凈化的水作為漂洗水重復(fù)回用。 離子交換樹脂飽和后進(jìn)行再生，再生后的樹脂可以重復(fù)使用。 傳統(tǒng)的離子交換法回收鍍鎳廢水設(shè)備同時具備吸附和再生兩個功能，廢水的吸附 與再生在同一設(shè)備中完成。再生的過程至少涉及到6個工藝步驟的轉(zhuǎn)換，和十多個閥門的 切換，以往的再生過程主要通過操作人員的視覺觀察、粗略的pH試紙測試或憑經(jīng)驗(yàn)來控制 工序轉(zhuǎn)換和延續(xù)時間。這種方式很難獲得滿意的再生效果。復(fù)雜的再生過程難以為缺乏訓(xùn) 練的人員所掌握，尤其是人員流動頻繁的企業(yè)更是難以保持再生的基本效果。不理想的再 生結(jié)果帶來諸多問題，如再生洗脫液濃度過低而增加資源化成本、再生劑和用水消耗量提 高而增加生產(chǎn)成本、再生不徹底影響下次使用效果等等。為解決這些問題，本申請人申請了 "吸附與再生分離的鍍鎳廢水回收方法"專利(中國申請?zhí)?00710172086. 6)禾P"離子交換 再生方法"專利(中國申請?zhí)?00710172084. 7)。該方法有效地克服了常規(guī)方法的缺點(diǎn)，但 是由于再生過程是以現(xiàn)場回收的單元離子交換器為再生對象，而受到運(yùn)輸條件限制，離子
交換器所裝載的樹脂量一般不會超過ioo升，即使三個單元離子交換器串聯(lián)同時再生，每
次也只能再生約300升樹脂，生產(chǎn)效率較低。而為了大幅提升樹脂再生量，一次串聯(lián)過多 的離子交換器會出現(xiàn)以下問題首先是，多級串聯(lián)阻力增大，離子交換器的耐壓要求增大； 其次是多級串聯(lián)不能利用空間，占地面積增大；再者，管路連接、拆卸工作量大，耗時多；最 后，串聯(lián)再生時樹脂反沖清洗是單個進(jìn)行的，因此串聯(lián)再多的交換器，樹脂清洗仍需逐個進(jìn) 行，效率很低。當(dāng)樹脂再生量大幅上升時這種再生方式已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種離子交換樹脂的批量再生裝置，可以一次 進(jìn)行大容量的樹脂再生。 本發(fā)明還提出一種離子交換樹脂的批量再生裝置，包括批量再生容器及真空泵， 此批量再生容器具有一通氣口 、一用以輸入樹脂的進(jìn)料口以及一用以排出樹脂的出料口 。 真空泵通過真空抽氣管連接該通氣口 ，用于在進(jìn)料時自該通氣口抽取空氣，以便在該批量 再生容器內(nèi)形成負(fù)壓，從而將連接于該進(jìn)料口的一個或多個單元離子交換器中的樹脂輸入 至該批量再生容器中。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述批量再生容器還包含一使通氣口與大氣相通的排氣 管，該排氣管受控于一排氣閥，其中在進(jìn)料時該排氣閥關(guān)閉，而在進(jìn)料結(jié)束后該排氣閥打
3開，用以使容器恢復(fù)常壓。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述進(jìn)料口位于所述批量再生容器的上部，所述出料口 位于所述批量再生容器的下部。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述真空抽氣管受控于一真空抽氣閥，所述進(jìn)料口受控 于一進(jìn)料閥，其中在進(jìn)料時該真空抽氣閥及該進(jìn)料閥為打開。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述出料口受控于一出料閥，其中在出料時該出料閥和 排氣閥為打開，利用位差使所述樹脂從該出料口輸出至一個或多個單元離子交換器中。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的批量離子交換再生裝置還可設(shè)置以下部件以進(jìn)行 再生一套再生劑儲存裝置、一組進(jìn)料控制閥、一洗脫液儲存槽、一組出料控制閥、一沖洗裝 置以及一控制裝置。再生劑儲存裝置包括分別用以提供各種再生劑的儲存槽。 一組進(jìn)料控 制閥一一對應(yīng)地設(shè)在各儲存槽的出口管路上，根據(jù)控制信號選擇其中至少一控制閥打開， 使再生劑從該批量再生容器的其中一再生接口流入。 一組出料控制閥通過管路連接于該批 量再生容器的另一再生接口 ，其至少包括一可選擇交換器出口的液體流入洗脫液儲存槽的 洗脫液出料閥。沖洗裝置通過管路連接至該批量再生容器，以提供沖洗該批量再生容器的 水?？刂蒲b置連接該組進(jìn)料控制閥、出料控制閥及沖洗裝置，根據(jù)再生工序控制該組進(jìn)料控 制閥、出料控制閥及沖洗裝置的動作。 本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，相比現(xiàn)有技術(shù)提高了再生效率。在操作人員數(shù)和 工作時間相同的情況下，樹脂再生量是采用傳統(tǒng)的串聯(lián)再生方法的4倍以上，而且勞動強(qiáng) 度降低，再生成本下降，再生質(zhì)量提高。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具 體實(shí)施方式作詳細(xì)說明，其中 圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的離子交換樹脂轉(zhuǎn)移輸入批量再生容器和再生后轉(zhuǎn) 移返回單元再生器的過程示意圖。
圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的離子交換再生裝置示意圖。
圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的批量再生流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的批量再生裝置部分結(jié)構(gòu)示意圖，其中顯示離子交 換樹脂轉(zhuǎn)移輸入批量再生容器和再生后轉(zhuǎn)移返回單元再生器的過程。請參照圖l所示。批 量再生裝置100主要包含一大型的批量再生容器110以及一真空泵120。在一實(shí)施例中，根 據(jù)需要，批量再生容器110可以在幾個、幾十個到幾百個甚至更多單元離子交換器10的容 量之和之間進(jìn)行選擇。例如，一個直徑1600mm、高度3000mm的再生器一次可以再生50-60 個單元離子交換器10內(nèi)的5000-6000升的樹脂，其中假定每個單元離子交換器10的容量 在100升。 批量再生容器110具有進(jìn)料口 111、通氣口 112和出料口 113。 一吸料管101可 插入敞口的來自生產(chǎn)現(xiàn)場的已飽和失效的單元離子交換器IO，此單元離子交換器10中含 有飽和樹脂11。吸料管101經(jīng)過進(jìn)料閥102與批量再生容器110的進(jìn)料口 111連接。批量再生容器110的出料口 113與出料閥104和出料管103連接，出料管103則可連接到敞 口的待罐裝的單元離子交換器10'。批量再生容器110的通氣口 112經(jīng)過真空抽氣閥106 與真空抽氣管105連接，通氣口 112同時還與設(shè)有排氣閥108的排氣管107連接。排氣管 107經(jīng)過排氣閥108與大氣相通。真空抽氣管105經(jīng)過真空抽氣閥106與真空泵120的進(jìn) 口 121連接，真空泵120的出口 122與大氣相通。批量再生容器IIO的上通口 114a和下通 口 114b分別連接上通閥115a和下通閥115b，上通閥115a和下通閥115b分別設(shè)置再生連 接口 116a、116b，用以與再生裝置的相關(guān)管路(參見圖2所示)連接。 此外，在一實(shí)施例中，批量再生容器IIO還具有上視鏡119a、中視鏡119b、下視鏡 119c，用于觀察和控制輸入、輸出批量再生容器110的樹脂量。 圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的批量再生方法流程圖。參見圖3所示，首先于步驟301， 將已飽和失效的多個單元離子交換器中的樹脂轉(zhuǎn)移到批量再生容器中，其中可以一次性轉(zhuǎn) 移多個單元離子交換器中的樹脂，也可以依次轉(zhuǎn)移多個單元離子交換器中的樹脂。
具體地說，各單元離子交換器10中的飽和樹脂11轉(zhuǎn)移輸入批量再生容器110的 過程為吸料管101插入一個飽和的單元離子交換器10底部，開啟進(jìn)料閥102和真空抽氣 閥106，其它閥門關(guān)閉，啟動真空泵120。隨著真空泵120的運(yùn)行，批量再生容器110內(nèi)的壓 力逐漸下降，形成負(fù)壓，當(dāng)單元離子交換器10與批量再生容器110內(nèi)的壓差達(dá)到一定范圍 時飽和樹脂11借壓差向批量再生容器110流動，當(dāng)飽和樹脂11全部進(jìn)入批量再生容器110 后關(guān)閉進(jìn)料閥102，替換另一個飽和的單元離子交換器。當(dāng)批量再生容器110內(nèi)的飽和樹脂 達(dá)到規(guī)定位置時關(guān)閉進(jìn)料閥102、真空抽氣閥106和真空泵120，停止向批量再生容器110 輸入飽和樹脂11。開啟排氣閥108使批量再生容器110恢復(fù)常壓狀態(tài)。
于步驟302，在批量再生容器110中進(jìn)行再生。其中，樹脂批量再生裝置100的結(jié) 構(gòu)參照圖2所示，還包括一套用以提供再生過程所需的各類再生劑的儲存裝置130、一組 進(jìn)料控制閥組140、一組出料控制閥組150、一洗脫液儲存槽160、以及控制裝置170，這些部 件與中央的批量再生容器110配套，組成完整的再生系統(tǒng)。具體地說，再生劑儲存裝置130 進(jìn)一步分為套用液槽131、酸液槽132、堿液槽133以及純水槽134，其中套用劑槽中存有前 一次再生回流的鎳含量低于一定標(biāo)準(zhǔn)的套用溶液。酸液槽132、堿液槽133以及純水槽134 分別儲存酸液、堿液和純水，酸液例如是硫酸(H2S04)或鹽酸(HC1)，濃度是1. 5-4. ON(當(dāng)量 濃度)；堿液例如是氫氧化鈉(NaOH)，其濃度是1.0-3.5N。然而酸液和堿液的種類、濃度均 可依據(jù)實(shí)際需要而定，并不作為本發(fā)明的限制。此外，仍可根據(jù)需要設(shè)置其他的再生劑儲存 槽。再生劑儲存裝置130的各槽均具有一連接出口管路的出液口，進(jìn)料控制閥組140包括進(jìn) 套用液閥141、進(jìn)酸閥142、進(jìn)堿閥143以及進(jìn)純水閥144，一一對應(yīng)地與上述套用液槽131、 酸液槽132、堿液槽133以及純水槽134的出口管路連接。這些控制閥141 144受控于控 制裝置170，而選擇其中一種溶液流向一進(jìn)料泵145所在的管路。 進(jìn)料泵145通過進(jìn)口管路連接到批量再生容器110的再生連接口 116a。進(jìn)口管路 上還連接有排放閥117和排水口 118。批量再生容器110的另一再生連接口 116b連接出口 管路，出口管路上設(shè)有pH值傳感器171和電導(dǎo)率傳感器172。此外，一自來水槽180的出口 依次連接反沖洗泵181和反沖洗閥182，組成反沖裝置，通過出口管路連接至批量再生容器 110的再生連接口 116b處。 出料控制閥組150連接在批量再生容器110的出口管路上，它是由套用液回流閥
5151、回用酸回流閥152、回用堿回流閥153、以及洗脫液出料閥154組成，其中套用液回流閥 151通過管路連接至套用液槽131，回用酸回流閥152通過管路連接至酸液槽132，回用堿 回流閥153通過管路連接至堿液槽133，而洗脫液出料閥154通過管路連接洗脫液儲存槽 160。 在本發(fā)明實(shí)施例中選用耐腐蝕的氣動閥門構(gòu)成控制閥組140和150，進(jìn)料泵145為 耐腐蝕磁力泵，所有管路和閥門均選用耐腐蝕的UPVC材料。 控制裝置170作為本裝置的核心，起到控制再生過程的作用，控制裝置170中的控 制部分例如是以計算機(jī)結(jié)合可編程控制器(PLC)的方式構(gòu)建，并配置pH和電導(dǎo)率監(jiān)控儀 表，以及電氣控制元器件。控制裝置170通過信號線173連接pH值傳感器171和電導(dǎo)率傳 感器172，通過控制線174連接到進(jìn)料控制閥組140、出料控制閥組150、反沖洗泵181和反 沖洗閥182?？刂蒲b置170可以接受從pH傳感器171和電導(dǎo)率傳感器172發(fā)出的信號，據(jù) 此通過控制線174發(fā)出控制指令按程序啟、閉自動閥門和泵，實(shí)現(xiàn)再生過程中各工序間的 自動轉(zhuǎn)換，最終完成樹脂的再生。控制裝置170也可以不通過傳感器信號，而根據(jù)預(yù)設(shè)的時 間程序?qū)﹂y門和泵進(jìn)行控制，最終完成樹脂的再生。
再生過程按以下步驟進(jìn)行 1、按再生工藝的要求在再生劑儲存裝置130中的套用液槽131，酸液槽132，堿液 槽133，純水槽134內(nèi)準(zhǔn)備好充足的相應(yīng)物料，在自來水槽180內(nèi)準(zhǔn)備充足的自來水。
2、將批量再生容器110通過上下兩個再生器連接口 116a、116b分別與再生進(jìn)料控 制閥組140和出料控制閥組150固定連接。 3.樹脂沖洗開啟反沖洗自動閥182和反沖洗泵181，開啟批量再生容器110的 排放閥117，用自來水槽180中的自來水沖洗批量再生容器110內(nèi)的機(jī)械雜質(zhì)，通過排水口 118排出。 4、再生控制裝置170根據(jù)內(nèi)置的再生程序先后開啟或關(guān)閉進(jìn)料控制閥組140中 的進(jìn)含鎳套用液閥141，進(jìn)酸閥142，進(jìn)堿閥143，進(jìn)純水閥144和出料自動閥組150中的含 鎳套用液回流閥151，回用酸回流閥152，回用堿回流閥153，洗脫液出料閥154，完成再生藥 劑的進(jìn)料和再生高濃度洗脫液的收集以及酸、堿、低濃度鎳洗脫液的回收。廢棄的水通過自 動排放閥155排入廢水處理系統(tǒng)。濃的鎳再生洗脫液進(jìn)入洗脫液儲存槽160，作為生產(chǎn)鎳產(chǎn) 品的原料回收利用。可以進(jìn)一步利用的酸、堿和鎳返回相應(yīng)的儲存槽，以提高鎳的再生回收 率，降低再生的成本。 以上再生過程由pH儀表、電導(dǎo)率儀表在線檢測與時間程序相結(jié)合的再生程序來
控制，通過自動閥門切換實(shí)現(xiàn)各程序之間的自動轉(zhuǎn)換。當(dāng)然出于投資成本考慮，本發(fā)明也完
全可以采用人工切換閥門，間歇采樣分析或時間控制方式控制再生過程。 上述實(shí)施例的樹脂再生過程的其他細(xì)節(jié)還可參照中國專利申請200710172084. 7
的"離子交換再生方法"所揭示的內(nèi)容。 最后，于步驟303，將再生完畢的樹脂重新分配到單元離子交換器中。樹脂再生完 畢后樹脂從批量再生容器110轉(zhuǎn)移輸送到待罐裝的單元離子交換器10'的過程為先開啟 排氣閥108，再開啟出料閥104，再生好的樹脂借位差流入待罐裝單元離子交換器10'，當(dāng)樹 脂到達(dá)規(guī)定高度時關(guān)閉出料閥104，裝滿再生后樹脂的單元離子交換器10'裝好配件后即 可返回生產(chǎn)現(xiàn)場重新用于鍍鎳廢水的回收。為提高效率，在樹脂出料時也可以將數(shù)個單元離子交換器并聯(lián)起來同步操作。 為了減小樹脂輸送的阻力，樹脂轉(zhuǎn)移輸入和輸出時較佳地保持適當(dāng)?shù)暮浚瑴p 小樹脂與管壁的摩擦阻力。 綜上所述，本發(fā)明的實(shí)施例批量再生方法和裝置，通過使用大型的再生容器，可以 使樹脂再生效率大大提高，并且可將數(shù)十個分散的小再生系統(tǒng)集中為一個大再生系統(tǒng)，有 利于降低設(shè)備投資、節(jié)約生產(chǎn)場地、節(jié)約化工原料單耗、降低生產(chǎn)成本。 雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護(hù)范 圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種離子交換樹脂的批量再生裝置，其特征在于包括批量再生容器，具有一通氣口、一用以輸入樹脂的進(jìn)料口以及一用以排出樹脂的出料口；真空泵，通過真空抽氣管連接該通氣口，用于在進(jìn)料時自該通氣口抽取空氣，以便在該批量再生容器內(nèi)形成負(fù)壓，從而將連接于該進(jìn)料口的一個或多個單元離子交換器中的樹脂輸入至該批量再生容器中。
2. 如權(quán)利要求1所述的離子交換樹脂的批量再生裝置，其特征在于，所述批量再生容器還包含一使通氣口與大氣相通的排氣管，該排氣管受控于一排氣閥，其中在進(jìn)料時該排氣閥關(guān)閉，而在進(jìn)料結(jié)束后該排氣閥打開，用以使容器恢復(fù)常壓。
3. 如權(quán)利要求1所述的離子交換樹脂的批量再生裝置，其特征在于，所述進(jìn)料口位于所述批量再生容器的上部，所述出料口位于所述批量再生容器的下部。
4. 如權(quán)利要求2所述的離子交換樹脂的批量再生裝置，其特征在于，所述真空抽氣管受控于一真空抽氣閥，所述進(jìn)料口受控于一進(jìn)料閥，其中在進(jìn)料時該真空抽氣閥及該進(jìn)料閥為打開。
5. 如權(quán)利要求2所述的離子交換樹脂的批量再生裝置，其特征在于，所述出料口受控于一出料閥，其中在出料時該出料閥和排氣閥為打開，利用位差使所述樹脂從該出料口輸出至一個或多個單元離子交換器中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離子交換樹脂的批量再生裝置，可以一次進(jìn)行大容量的樹脂再生。此裝置包括批量再生容器及真空泵，此批量再生容器具有一通氣口、一用以輸入樹脂的進(jìn)料口以及一用以排出樹脂的出料口。真空泵通過真空抽氣管連接該通氣口，用于在進(jìn)料時自該通氣口抽取空氣，以便在該批量再生容器內(nèi)形成負(fù)壓，從而將連接于該進(jìn)料口的一個或多個單元離子交換器中的樹脂輸入至該批量再生容器中。
文檔編號B01J49/00GK101711997SQ20091005312
公開日2010年5月26日 申請日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者王維平 申請人:上海輕工業(yè)研究所有限公司