专利名称：一种双室满室床除盐水处理方法
技术领域：
本发明属于工业水处理技术领域，具体是一种双室满室床除盐水处理方法。
背景技术：
工业水的除盐工艺，可分为离子交换法、反渗透法和电渗析法三种。电渗析法在工程应用中尚未成熟，一般不能单独使用；反渗透法虽然没有废酸、废碱排放，但存在废水量大、运行及维护成本高、出水水质较差、产水能力较低等弊端，仅适用于含盐量高的原水处理；传统的离子交换法有固定床、浮动床、满室床、双室浮动床、双室"浮动床+满室床"等多种工艺，都不同程度地存在有大量废酸废碱排放、酸碱消耗高、树脂寿命短、反洗水量大、操作麻烦、生产成本较高等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无废酸废碱排放、出水水质好、酸碱耗低、排污少、处理量大、树脂寿命长、运行成本低、操作简单的双室满室床除盐水处理方法。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题本发明双室满室床除盐水处理方法的处理步骤是原水经过机械过滤器过滤，消除悬浮杂质后从底部进入结构为双室满室床的阳床，依次通过弱酸性和强酸性树脂除去阳离子，再经过脱碳塔脱除二氧化碳后以泵输送，从底部进入结构为双室满室床的阴床，依次通过弱碱性和强碱性树脂除去阴离子，同时使阳床产生的氢离子和阴床产生的氢氧根离子自行中和，制成合格的除盐水进入除盐水槽贮存供外用。 所述阳床的上室装满强酸性树脂，下室装满弱酸性树脂，阴床的上室装满强碱性树脂，下室装满弱碱性树脂，阳床和阴床罐体内两头均配有多孔板布水器，中间用多孔板布水器把两种树脂隔开。 阳床以盐酸或硫酸作为再生剂，其再生方式是逆流串联再生方式，即再生剂从顶部进入阳床，依次流经强酸性树脂和弱酸性树脂进行交换，再生废液从阳床的底端直接排入中和池，再生废液ra值大于3 ;阴床以烧碱作为再生剂，其再生方式是逆流串联再生，即再生剂从顶部进入阴床，依次流经强碱性树脂和弱碱性树脂进行交换，再生废液从阴床的
底端直接排入中和池，再生废液ra值低于ii。 阳床若以盐酸为再生剂，其再生液浓度(质量百分比，下同)为1 4%，流速为3 6米/小时；阳床若以硫酸为再生剂，则采用二步再生法，第一步再生液浓度为0. 5 0. 7%，流速为5 7米/小时，酸量为70 80%;第二步再生液浓度为1. 2 1. 5%，流速为5 7米/小时，酸量为20 30% ;阴床以烧碱为再生剂，再生液浓度为1 4%，流速为3 6米/小时；再生液流量和浓度通过再生除盐水流量计及酸或碱流量计来调节。
阳床以出水含钠量大于200mg/L为运行终点，阴床以出水含二氧化硅量大于100mg/L为运行终点。 本发明的阳床和阴床在运行过程中，树脂充满整个室，运行时固定不动，解决了浮动床树脂翻滚破碎问题，因此树脂寿命更长；待处理水从下室底部进入，悬浮物被截留在下室底部，可被再生和置换废水冲洗掉，因此可取消固定床反洗工序，节约了大量新鲜反洗水，因此废水量更少。 阳床再生时酸液依次流经强酸性和弱酸性树脂，强酸性树脂交换后产生的残余
废酸可完全被弱酸性树脂吸收，再生废液ra值为3 7，对应盐酸质量百分比浓度为0 0. 00365%，硫酸质量百分比浓度为0 0. 0098%，说明酸利用率可高达99. 99%以上；阴床再生时碱液依次流经强碱性和弱碱性树脂，强碱性树脂交换后产生的残余废碱可完全被弱碱性树脂吸收，再生废液ra值为7 11，对应烧碱质量百分比浓度为0 0. 004% ，说明碱利用率可高达99.99%以上。因此基本实现再生废酸、废碱的"零排放"，不仅解决了固定床、浮动床、满室床、双室浮动床、双室"浮动床+满室床"等传统除盐工艺的大量废酸、废碱排放难题，还大幅度降低了运行成本。 本发明方法与传统离子交换除盐法、反渗透除盐法相比具有以下优点
(1)对原水适应范围广，含盐量小于700mg/L均可采用。 (2)再生时酸、碱利用率达到99. 99%以上，基本实现废酸、废碱的"零排放"，因此它的酸碱单耗低，运行成本低；而传统离子交换除盐法酸碱利用率一般仅为20 70%，酸碱单耗高，产生大量的废酸、废碱，运行成本高。 (3)传统离子交换除盐法必须使用活性炭过滤器去除有机物和重金属离子，防止
阳树脂重金属中毒和阴树脂有机物中毒，但效果不佳。而本发明利用双室满室床的弱酸性
和弱碱性树脂可有效吸附和脱附重金属离子及有机物，防止树脂中毒，因此树脂寿命长，并
可取消活性炭过滤器，縮短工艺的同时，还减少了设备投资及活性炭运行费用。 (4)废水量少，传统固定床废水率一般为10%，反渗透一般为35%，而本发明采用
双室满室床只有3%，因为双室满室床除盐法利用再生及置换废水代替新鲜水进行反洗，取
消了反洗工序，节约大量的新鲜反洗水。 (5)本发明方法再生所产生极少量的废酸可于排水沟内自行中和，经中和池缓冲后直接达标排放。而传统离子交换方法则产生大量的废酸液、废碱液必须另寻碱液、酸液中和才能排放。 (6)本发明方法在处理过程中，原水经过阳床的弱酸性和强酸性两种树脂，脱阳离子水经过阴床的强碱性和弱碱性两种树脂二次处理，因此出水水质更好，正常运行时电导率为0. 1 10 ii s/cm， 二氧化硅含量为0. 5 100 y g/L，出水硬度为0。
(7)树脂破损少，不易中毒，使用寿命长。
(8)运行周期长。
(9)流程简单合理，设备结构简单紧凑，易于操作维护。
图1是本发明处理方法的工艺流程图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明处理方法的工艺流程为原水经过砂滤器，消除悬浮杂质后从底部进入阳床，阳床为双室满室床，它包括上室和下室，上室装满强酸性树脂，下室装满弱酸性树脂，罐体内两头均配有多孔板布水器，中间用多孔板布水器把两种树脂隔开，原水依次通过弱酸性和强酸性树脂除去水中的钙、镁、钠、钾和铁锰等阳离子(同时释放出氢离子)后从顶部出水，再经过脱碳塔脱除二氧化碳后以泵输送，从底部进入阴床，阴床亦是双室满室床，它包括有上室和下室，上室装满强碱性树脂，下室装满弱碱性树脂，罐体内两头配有多孔板布水器，中间用多孔板布水器把两种树脂隔开，脱阳离子水依次通过弱碱性和强碱性树脂除去水中的硫酸根、氯根、硅酸根和硝酸根等阴离子(同时释放出氢氧根离子)后从顶部出水，同时使阳床产生的氢离子和阴床产生的氢氧根离子自行中和，制成合格的除盐水(必要时再经过混床二次除盐)进入除盐水槽贮存供外用。 阳床以盐酸或硫酸作为再生剂，采用逆流串联再生方式，即再生剂从顶部进入阳床，依次流经强酸性树脂和弱酸性树脂进行交换，交换后废液从罐底直接排入中和池。若以盐酸为再生剂，其再生液浓度(质量百分比，下同)为1 4%分比，流速为3 6米/小时。若以硫酸为再生剂，则采用二步再生法，第一步再生液浓度为0. 5 0. 7% ，流速为5 7米/小时，酸量为70 80% ;第二步再生液浓度为1. 2 1. 5% ，流速为5 7米/小时，
酸量为20 30%。再生时严格控制进酸量，保证再生废液ra不低于3。再生液流量和浓
度通过再生除盐水流量计和酸流量计来调节。 阴床以烧碱为再生剂，亦采用逆流串联再生方式，即再生剂从顶部进入阴床，依次流经强碱性树脂和弱碱性树脂进行交换，交换后废液从罐底直接排入中和池，其再生液浓
度为i 4%，流速为3 6米/小时。再生时严格控制进碱量，保证再生废液ra不高于
11。再生液流量和浓度通过再生除盐水流量计及碱流量计调节。 本发明处理方法采用的阳床和阴床均为双室满室床，其上室和下室均为满室床，
使用的树脂是水处理用的各种树脂，树脂以展开型充满整个室。系统运行时树脂固定不动，
待处理水从下室底部进入，悬浮物被截留在下室底部，可被再生和置换废水冲洗掉，因此可
取消固定床反洗工序，节约了大量新鲜反洗水。因此树脂寿命更长，废水量更少。 本发明采用的阳床以出水含钠量大于200mg/L为运行终点，阴床以出水含二氧化
硅量大于100mg/L为运行终点。可采用在线监测或手动化验进行监控水质。 以下是应用本发明处理方法的工程实例 1.广西桂南化工有限责任公司采用传统处理工艺及应用本发明方法处理的对比实例如下 原系统的两套①1500mmXH5500mm固定床，阳床填装001X7强酸性树脂，阴床填装201X7强碱性树脂，单台设计产水量为35吨/小时，而单台实际产水量约为32吨/小时，原水硬度为3 1Ommol/L，阳床采用3% (质量百分比浓度)的盐酸再生，再生方法为低流速逆流再生；阴床采用3% (质量百分比浓度)的烧碱再生，再生方法为低流速逆流再生。按2009年10月生产报表提供的数据，阳床实际运行周期约为15 19个小时，酸耗为3. 45公斤/吨水，出水钠离子含量约为100 300 ii g/L。阴床实际运行周期约为32 40个小时，碱耗为4. 68公斤/吨水，出水电导率约为0. 8 10 ii s/cm。由于酸碱利用率仅为10 15%，大量废酸、废碱排放造成环境严重污染，废水率也高达10%以上。
2009年11月份上马一套双室满室床除盐水系统(即采用本发明处理方法)，设备规格为①1500XH5500mm，阳床的上室填装001 X 7强酸性树脂，下室填装D113弱酸性树脂；阴床的上室填装201X7强碱性树脂，下室填装D301弱碱性树脂，单台设计产水量为40吨/小时，阳床采用3% (质量百分比浓度)的盐酸再生，再生方法为逆流串联再生，再生废酸ra值为4 7，说明废液中盐酸含量为0 0. 000365%，酸利用率达到99. 999%以上；阴床
采用3% (质量百分比浓度)的烧碱再生，再生方法为逆流串联再生，再生废碱ra值为7
IO，说明废液中烧碱含量为0 0.0004%，碱利用率达到99.999%以上。阳床单台实际产水量为40吨/小时，实际运行周期约为65个小时，出水钠离子含量约为20 150 ii g/L，酸耗低于0. 6公斤/吨水。阴床单台实际产水量为40吨/小时，实际运行周期约为105个小时，碱耗低于0. 15公斤/吨水，出水电导率约为0. 1 1 ii s/cm。投运后没有废酸、废碱排放，废水率降到3%以下。 2.蓝星化工新材料股份有限公司广西分公司应用本发明处理方法的实施例
该公司于2009年7月份上马一套双室满室床除盐水系统，设备规格为①1500XH4270mm，阳床的上室装满001X7强酸性树脂，下室装满D113弱酸性树脂；阴床的上室装满201X7强碱性树脂，下室装满D301弱碱性树脂，单台设计产水量为50吨/小时，原水硬度为3 5mmol/L。阳床采用硫酸为再生剂，采用二步再生法，第一步再生浓度为0. 5 0. 7% (质量百分比浓度)，流速为5 7米/小时，酸量为70 80% ;第二步再生浓度为1.2 1.5% (质量百分比浓度)，流速为5 7米/小时，酸量为20 30%，再生方法为逆流串联再生，再生废液ra值为3 7，对应硫酸质量百分比浓度为0 0. 0098%，说明酸利用率可高达99.99%以上。阴床采用3% (质量百分比浓度)的烧碱为再生剂，流
速为3 6米/小时，再生方法为逆流串联再生，再生废液ra值为7 11，对应烧碱质量百
分比浓度为0 0. 004% ，说明碱利用率可高达99. 99%以上。阳床单台实际产水量为50吨/小时，实际运行周期约为24个小时，出水硬度为Ommol/L，酸耗约为0. 4公斤/吨水。阴床单台实际产水量为50吨/小时，实际运行周期约为48个小时，碱耗约为0. 12公斤/吨水，出水电导率约为0. 2 10ii s/cm。投运后没有废酸、废碱排放，废水率降到3%以下。
权利要求
一种双室满室床除盐水处理方法，其特征在于该方法的处理步骤是原水经过机械过滤器过滤，消除悬浮杂质后从底部进入结构为双室满室床的阳床，依次通过弱酸性和强酸性树脂除去阳离子，再经过脱碳塔脱除二氧化碳后以泵输送，从底部进入结构为双室满室床的阴床，依次通过弱碱性和强碱性树脂除去阴离子，同时使阳床产生的氢离子和阴床产生的氢氧根离子自行中和，制成合格的除盐水进入除盐水槽贮存供外用。
2. 根据权利要求1所述的双室满室床除盐水处理方法，其特征在于所述阳床的上室装满强酸性树脂，下室装满弱酸性树脂，阴床的上室装满强碱性树脂，下室装满弱碱性树脂，阳床和阴床罐体两头均配有多孔板布水器，中间用多孔板布水器把两种树脂隔开。
3. 根据权利要求1或2所述的双室满室床除盐水处理方法，其特征在于阳床以盐酸或硫酸作为再生剂，其再生方式是逆流串联再生，即再生剂从顶部进入阳床，依次流经强酸性树脂和弱酸性树脂进行交换，再生废液从阳床的底端直接排入中和池，再生废液ra值大于3;阴床以烧碱作为再生剂，其再生方式是逆流串联再生，即再生剂从顶部进入阴床，依次流经强碱性树脂和弱碱性树脂进行交换，再生废液从阴床的底端直接排入中和池，再生废液ra值低于11。
4. 根据权利要求1所述的双室满室床除盐水处理方法，其特征在于阳床若以盐酸为再生剂，其再生液浓度为1 4%，流速为3 6米/小时；阳床若以硫酸为再生剂，则采用二步再生法，第一步再生液浓度为0. 5 0. 7% ，流速为5 7米/小时，酸量为70 80%;第二步再生液浓度为1. 2 1. 5%，流速为5 7米/小时，酸量为20 30%;阴床以烧碱为再生剂，再生液浓度为1 4%，流速为3 6米/小时；再生液流量和浓度通过再生除盐水流量计及酸或碱流量计来调节。
5. 根据权利要求1或2或3或4所述的双室满室床除盐水处理方法，其特征在于阳床以出水含钠量大于200mg/L为运行终点，阴床以出水含二氧化硅量大于100mg/L为运行终点。
全文摘要
本发明公开了一种双室满室床除盐水处理方法，该处理方法的操作步骤是原水经过机械过滤器过滤，消除悬浮杂质后从底部进入结构为双室满室床的阳床，依次通过弱酸性和强酸性树脂，再经过脱碳塔脱除二氧化碳后以泵输送，从底部进入结构为双室满室床的阴床，依次通过弱碱性和强碱性树脂，同时使阳床产生的氢离子和阴床产生的氢氧根离子自行中和，制成合格的除盐水进入除盐水槽贮存供外用。本发明方法的酸碱利用率达到99.99％以上，废水可直接达标排放，工艺短，设备投资及运行费用低，废水量低，水质好，操作简便。
文档编号C02F1/20GK101759310SQ20101004562
公开日2010年6月30日 申请日期2010年1月12日 优先权日2010年1月12日
发明者周小英, 梁家栋, 梁广胜 申请人:广西三宝山新技术水处理有限公司