在进水含盐量较低、处理水量较小的情况下,通过混床可以制得品质很高的除盐水。正常运行时出水电导率<0.2μS/cm,HSiO3-为10~20μg/L。但混床系统的树脂工作交换容量较低,经济性较差,再生时操作复杂。
1、混床的交换原理与特性
1)混床交换原理:用混床进行离子交换,就是把阳、阴离子交换树脂置于同一交换床中。运行前,将它们混合均匀,此时,两种树脂颗粒互相紧密地排列,相当于许多级由阳、阴树脂交错排列而组成的多级式复床。
在混床中,由于阳、阴离子交换树脂是相互混合均匀的,所以其阳、阴离子交换反应几乎是同时进行的,或者说水的阳离子交换和阴离子交换是多次交换进行的,即经H型阳离子交换所产生的H+,与经OH型离子交换所产生的OH-都不能积累起来,会立即生成离解度很低的水,这就基本上消除了反离子的影响,使交换反应进行得十分彻底,出水水质很高。
混床失效后,利用离子交换树脂的密度差,用反洗使其分层,然后分别进行再生。
2)混床的特性:与复床式除盐比较,混床有出水水质好、运行稳定和交换终点明显等优点。
3)混床的树脂选择
(1)树脂组合的选择:混床的阳、阴树脂有多种组合方式。树脂的组合方式不同,其工艺特点和出水水质差别很大。对于电子、医药等用水量较小的行业,常常单独使用混床进行水的除盐处理。一般都选用强酸/强碱组合。对于高参数大容量的发电厂,由于锅炉给水量较大,对水质的要求也高,所以混床都是串联在一级复床除盐系统之后来使用。一般也都选用强/强组合。
(2)树脂高度的选择:混床树脂装填高度应从两个方面去考虑:
①混床的树脂高度与进水流速在一定范围内,对其出水的电导率影响不大。当低于这个范围时则会产生影响。从生产实践看,当树脂的高度低于0.6m时,进水流速对出水水质有较大的影响;当树脂高度超过0.6m时,进水流速则对出水水质影响不大。所以一般认为0.6m是树脂的最低装填高度。
②要考虑混床的运行周期。由于混床入床水一般都为一级除盐水,水质较好,所以混床的运行周期往往很长。在生产实践中曾发生如下情况:尽管混床没有失效,但由于运行时间过长,树脂被压得过于密实,而使送水困难,不得不提前再生。
一般认为,树脂的装填量要保证混床至少每个月再生一次,所以树脂的装填高度也要考虑这一点。
综合上述情况,混床树脂的装填高度一般为:强酸阳树脂最低高度为0.6m,强碱阴树脂一般为1.2m较适宜。