离子交换树脂再生剂

2018-07-06

 离子交换树脂是带有可交换离子的活性基团、具有网状结构、不溶性的高分子化合物,使用一段时间后吸附的杂质接近饱和状态时,要用化学药剂进行再生处理,目的是将树脂所吸附的离子和其他杂质洗脱除去,使之恢复原来的组成和性能,这种化学药剂即离子交换树脂再生剂。
   
  

 离子交换树脂再生原理
 离子交换树脂是一种聚合物,带有相应的功能基团,一般情况下,常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。 当水中的Ca2+、Mg2+含量高时,离子交换树脂可以释放出Na+,功能基团与Ca2+、Mg2+结合,这样水中的Ca2+、Mg2+离子含量降低,水的硬度下降,硬水就变为软水,如以RNa代表钠型树脂,其交换过程如下:
              
2RNa + Ca2+ = R2Ca + 2Na+  
     2RNa + Mg2+ = R2Mg + 2Na+  

  即水通过钠离子交换器后,水中的Ca+、Mg+被置换成Na+,当树脂上的大量功能基团与Ca2+、Mg2+结合后,树脂的软化能力下降,可以用价廉货广的离子交换树脂再生剂——食盐(氯化钠Nacl)溶液流过树脂,此时溶液中的钠离子含量高,功能基团会释放出钙镁离子而与钠离子结合,这样树脂就恢复了交换能力,这个过程叫作“再生”,其过程反应如下:  

     R2Ca + 2NaCl = 2RNa + CaCl2  
     R2Mg + 2NaCl = 2RNa + MgCl2

  离子交换树脂再生方法和过程:
    
  
离子交换树脂的种类作用和用途可分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂——
   1、阳离子交换树脂再生方法: 
   ①、配酸,比重≥3,同时将阳床内水全部放空;
   ②、打开进酸阀、上排阀,其他阀门全部关闭,打开酸泵;
   ③、待进酸液面超过树脂以上500px后,开启下排,下排流量和进酸流量相同,此时流量控制在600-1000L/h,进酸时间不低于40分钟。
   阳床清洗进酸完毕后可直接进行清洗,先开启砂过滤,精密过滤,精密过滤处于上排上进状态。放掉阳床进酸管道、上进管道内的残酸,方法是开启上进下进,下排开启进酸阀,此时将精密过滤出水阀打开、关闭上排阀,将进酸管道内的残酸冲洗到酸槽后关闭进酸阀;关闭阳床下进阀,开始进行清洗,清洗时打开阳床上排阀,阳床内的水须始终漫过树脂,注意不要使树脂失水;清洗到下排阀出水PH值为7左右(接近中性)为止。
   2、阴离子交换树脂再生方法
   ①、配碱,比重≥5,将阴床内水放空;
   ②、打开进碱阀、上排阀,其他阀门全部关闭,然后开启碱泵;
   ③、待碱液液面超过树脂500px后,开启下排,下排流量与进碱流量一致,此时流量控制在600-1000L/h,进碱时间不得少于60min,进碱完毕后放空阴床内碱液。
   阴床清洗时需打开中间水箱泵、风机,防止碱液倒流至中间水箱槽,然后将进碱管道内残碱冲洗到碱槽内及即可以开始阴床清洗;同阳床清洗一样,清洗到下排排出水PH值约为7(中性),测试电导率小于5即可。
   3、
阴阳离子交换树脂同步再生
   ①、首先对混床内树脂进行分层:开启清洗阀、上排阀并启动清洗泵,此时分层开始;若分层困难,可进少量酸帮助树脂分层,在混床内树脂出现明显分层时分层完毕,再开启上进阀、中排阀(同时混床以前的阴、阳床正常开启运行)将阴离子交换树脂冲洗干净直至排出的水呈中性。
   ②、进酸进碱 
   配碱比重≥5、配酸比重≥3,碱液由上排进入,中排排出;酸液由下排进入、中排排出;进酸进碱在同步进行时,必须保证各泵的流量一致,泵流量应保持在600-1000L/h,时间不低于30min;阴、阳离子交换树脂再生完毕后进行清洗时清洗水分别从上排阀、下排阀进入,由中排阀排出,此时须确保清洗的同步进行以及进水流量的一致;待中排排水呈中性时清洗操作完毕。 
   进酸进碱也可以分别进行,按此操作再生时进酸、碱的方式、流量与时间和同步再生时一样。步骤如下:首先将混床内阴离子交换树脂柱内的水排空,再进碱对树脂进行再生,再生完毕后将阴树脂清洗干净直至排出的水呈中性,然后将阴离子交换树脂柱内的水排空;在进酸对阳离子交换树脂进行清洗时,也应先将阳树脂柱内水排空,再进酸液进行再生,再生完毕后将阳树脂清洗干净直至排出的水呈中性,随后也应将阳树脂柱内水排空。
   ③、阴阳离子交换树脂的混合
   清洗操作完毕后,开启压缩空气对阴、阳离子交换树脂进行混合,直至阴、阳离子交换树脂均匀混合为止,压缩空气压力范围为:0.15-0.25MPa。
   ④、阴、阳离子交换树脂混合完毕后再由上、下排进水对其进行清洗,水由中排排出。清洗至出水之电导率达到规定范围时即可将混床投入运行。
   4、树脂再生的特殊处理法:
   离子交换树脂在使用较长时间后,由于它所吸附的一部分杂质
 ( 特别是大分子有机胶体物质 ) 不易被常规的再生处理所洗脱,其逐渐积累而将树脂污染,使树脂效能降低。此时要用特殊的方法处理,如:阳离子树脂受含氮的两性化合物污染,可用 4%NaOH溶液处理,将它溶解而排掉;阴离子树脂受有机物污染,可提高碱盐溶液中的 NaOH  浓度至0.5-1.0%,以溶解有机物。

   5、加速树脂再生
   按化学反应平衡原理,提高化学反应某一方物质的浓度,可促进反应向另一方进行,故提高再生液浓度可加速再生反应,并达到较高的再生水平。
   为加速树脂再生的化学反应,通常先将再生液加热至70-80℃。它通过树脂的流速一般为1-2BV/h,也可采用先快后慢的方法,以充分发挥再生剂的效能;再生时间约为一小时。随后用软水顺流冲洗树脂约一小时(水量约4BV),待洗水排清之后,再用水反洗,
至洗出液无色、无混浊为。

  离子交换树脂再生时间
  一般为3-5m/h;为了使再生时交换反应充分进行,一般认为再生液与交换树脂的接触时间应不少于30分钟。因为水与树脂的接触时间越长,交换越充分,但相对单位树脂的产水能力下降,接触的时间越短,交换越充分,单位树脂的交换能力下降,而单位树脂的产水能力提高。因此合理的接触时间对于软化器的经济运行非常重要,一般建议1.0-5.0gpm/ft3树脂或8-4bv/h(每小时流量为树脂装载量的八至四十倍)。

  备注:
    
  离子交换树脂再生剂又称软水盐,成分为高纯度的氯化钠,是用来恢复(还原)血液透析用水设备软化系统里面离子交换树脂(离子交换树脂是软化系统里面核心部分,是用来吸附原水里面的钙镁离子的,也就是水碱)的活性的,软化系统中的树脂需要不断地通过饱和氯化钠溶液冲洗树脂,以恢复树脂自身的活性,因而离子交换树脂再生剂的作用颇大。