分析连续离子交换过程的控制

1、离子交换的重要作用

随着我国国民经济的发展，用电量越来越高，各类电厂发展迅速。电厂中水处理设备Zui主要的初始部分吃的水越好，发电量越多,锅炉，汽机，电气等设备的使用寿命才能越长。如果我们的地表水或是地下水。直接作为电厂发电中的锅炉补给水使用，那必将会造成严重后果。所以必须要做好水质预处理工作。地表水或地下水中含有大量的杂物，如污物，悬评物，余氣等,这些可以通过多介质过滤器，反渗透除去。但是Zui主要的部分是要除去水中的离子态杂质，为了除去水中离子态杂质，大多数采用的方法都是离子交换。这样可以使离子在离子交换柱中，将离子态杂质清除得比较彻底，可以制得很纯的水，如-级纯水、二级纯水、一级除盐水、二级除盐水等,以用作电厂发电。在发电厂锅炉用水的制水工艺中,离子交换处理是其中重要组成部分之一。离子交换处理就是用离子作为一种离子交换剂来处理、当这种交换剂也遇到水时,可以将本身所具有的离子与水中同符号的离子进行交换，比如钠离子与钙离子交换，可以将钙离子吸附在交换剂上转成改型排出，排出到离子交换树脂罐体外。

在水处理工艺中，离子交换的机理有许多种说法，现在还不能统一。但有的表述为：离子交换就是将离子交换树脂看作具有胶体型结构的物质，在离子交换树脂高分子的表面上有许多和胶体表面相似的双电层，就是有两层离子，紧挨高分子的为内层离子,而相反的则为外层离子。

2、离子交换过程中再生剂的控制

针对各地客户对产品质量的要求及对价格的要求，在离子交换过程中再生剂的用量和再生过程的控制也严重影响了生产成本及出水质量。所以控制离子交换过程是非常必要的。

因此控制再生剂质量、提高出水质量在离子交换控制，离子交换的运行过程，在整个水处理工艺当中非常必要的。在运行过程离子交换柱运行过程，要注意点巡检，无论是单床或是双浮动双流动床或是混合床，在运行过程中观察进水流量和产水流量，观察再生液质量，观察树脂高度集中布置是否被运行当中的水质覆盖及出水速率。观察各个管路罐体是否有跑冒滴漏现象，观察出水水质指标的电导电阻率是否达标，是在控制离子交换柱运行过程中的基本操作。

在连续离子交換运行过程中要控制树脂液位，一般来说，液位应高于树脂10厘米左右为液位。过高或过低都对树脂在离子交换运行过程中有一定的影响，应对液位过高设置报警器，在运行过程中，一旦出现报警，能够及时处理，以防罐体跑冒滴漏或出现炸坏现象。巡检过程中也要注意水位是否低于树脂的高度，一旦低于其高度，-定要及时加水，并查出哪里漏水，及时修理，以防树脂在没有水的浸泡下，失去再生交换能力，失去离子生产合格水的作用。

在离子交换运行过程当中，还要对各个出口进口的水质进行指标性控制，一定要按时点巡检，按时送到化验室化验，如对离子交换过程中的进水水质进行电导率，污物，余氯的化验及控制。在进水水质前面加除碳风机，已达到除去二氧化碳的效果。更要控制出水水质，比如硅酸根，镁离子、铁离子以验证离子交换能力是否达标，运营过程是否正常。

为控制连续离子交换的正常运行，要配置相应的化验人员及化验仪器，如酸碱PH分析仪，硅酸根分析仪等一系列仪器，随时监控连续离子交换运行是否正常。

而再生过程的控制在离子交换运行当中是Zui重要的一部分，它严重影响着离子交换树脂的生存周期也影响着出水质量。再生过程中再生阴离子树脂，我们可以用氢氧化钠溶液进行再生，而阳离子树脂,一般用酸液盐酸进行再生吗，一般再生液的浓度含量质量及再生液的温度直接影响着离子交换是否运行正常，是否交换的彻底。我们可以控制再生液的浓度及温度，比如氢氧化钠溶液在交换阴离子树脂时，我们可以选择大约2%-4%甚至更好浓度的氢氧化钠溶液，温度控制在20-25C甚至30C的温度，这样不仅可以大大节约了再生剂的用量，还能达到的离子交换再生效果。

为节约再生剂的用量，我们也可以采取浸泡的方式，使其连续性流动改为不动性，浸泡完全再生彻底，然后再进行流动再生。阳离子树脂可以用盐酸再生，盐酸控制浓度及再生剂质量影响了离子交换的运行能力，在盐酸再生阳离子树脂过程中，我们也可以浸泡，加大再生液浓度，减缓再生液再生速度。在再生完毕之后，一定要冲洗彻底，可以用PH计或PH试纸验证是否已经达到中性。可以针对再生过程中排除的酸液或碱液，设置专门的储蓄罐来循环使用，使用后，用专用的鼓风机或过滤系统，把酸盐或碱液过滤干净,可以第二次使用配置再生。这样不仅降低用水量，也降低水耗，更能达到环保的效果，如果没有储蓄罐，可以将酸液和碱液统一排放到中和水池，可以将其酸碱性中和以达到以预防污染水质的要求。

在离子交换行过程当中，原来更多的是以单床单一形式存在，比如说是阳床或阴床再生，过程比较简单，但是浪费的再生液比较多，阳床在再生过程中，主要以盐酸再生，其进口流量或出口量存在在再生液流量过大，再生不彻底，并且程序大多是属于自动控制，这种情况应该给予改正，应该手动阀门控制再生液流量，按时按要求调节流量，进而节省更多再生液。

3、连续离子交换过程的监控

连续离子交换过程中，时刻监控观察调节是必要的。连续床离子交换可以分为移动床和流动床两类。因固定床交换器体积较大，树脂量也较多，再生前离子交换能力早已完全丧失,造成了大部分空间都用来储存失效交换剂，运行方式也不连续，冲洗时间不能供水，降低了补给水速度。所以连续离子交换的工作效率要大于固定床效率。在连续离子交换过程中，大致需要控制以下几点：一是为提高混合床再生速度,可以用稀碱液浸泡分层，为提高阴树脂再生效果可以增加蒸汽伴热器辅助加热系统，合适温度为25--30C。二是硅酸根化合物是在连续离子交换中比较难以除去的物质。所以在连续离子交换过程中的浮动床可以用强碱操作，因其不易冲洗，易造成二次污染，所以可用除盐水冲洗，如果效果不好，可以加热除盐水进行冲洗。连续离子交换过程中无论是哪种装置,都离不开再生剂，所以控制再生剂的各项指标，把控运行过程,做好再生运行的操作，对连续离子交换的能力和周期有着关键性的作用。

通过实验与经验可知，连续离子交换的再生程度，再生剂用量，浓度并不成比例，并不是说用量越大，浓度越高，再生效果就越好。厦门世达膜科技有限公司成功自主开发出国内首创并具有国际领先水平的铅锌冶炼废水零排放装置和连续流体分离设备。前者已成功在云南、广西、甘肃、贵州等国内知名有色大型企业全面采用。