[發明專利]一種脫鹽用的離子交換樹脂的再生方法

無效

• 申請號: 201010295105.6
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN101992134A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發明（設計）人: 周麟
• 申請（專利權）人: 周麟
• 主分類號: B01J49/00
• 分類號: B01J49/00;C02F1/42
• 代理公司: 大連一通專利代理事務所(普通合伙) 21233
• 代理人: 郭麗華

技術領域本發明涉及一種離子交換樹脂的再生方法。

背景技術高礦化度水是指含鹽量較高的水。目前雖然工業用水除鹽的方法很多，但是對于大規模制取除鹽水到現在為止還是應用離子交換方法。當離子交換樹脂失效后用酸或堿對其進行再生，在此過程中我們利用的是酸或堿的氫離子或氫氧根離子，而酸中的酸根離子和堿中的金屬離子則成為這一方法所產生的新污染物，即該方法在大量獲得純水的同時，又大量制造出高礦化度的污水，這種方法是以消耗大量化工原料即酸、堿為代價來濃縮提取水中的礦物質，這種方法不但沒有降低總體水系的礦化度，反而增加了總體水系的鹽含量。

發明內容本發明的目的在于提供一種既節省化工原料、又不會增加新污染物的一種脫鹽用的離子交換樹脂的再生方法。

本發明主要是采用電解水產生的氫離子和氫氧根離子來取代酸堿中的氫離子和氫氧根離子，并用離子交換膜來分隔離子交換樹脂與濃水。

一、本發明所采用的樹脂再生器為電滲析器，還有與其配合使用的噴射泵。最好該樹脂再生器隔板比一般電滲析器厚，其厚度為2-3mm。

二、本發明的方法具體如下：

1、將失效后的陰陽離子交換樹脂與帶有壓力0.5MPa的淡水(或中水)混合，一起進入噴射泵，再由噴射泵將他們送入電滲析器下面的進口，含有樹脂的水進入樹脂再生器的再生室(即滲析器的淡水室)，在樹脂再生器內由下向上運動。

2、在樹脂再生器樹脂出口管上設取壓點即壓力信號源，根據該壓力信號控制濃水室出口閥的開度，使再生室與濃水室壓差要小于0.05MPa。

3、調整樹脂再生器的電場強度，由于樹脂吸附的鹽的種類不同，再生樹脂的流量不同以及要求釋放出的陰陽離子濃度不同電場強度也不同，一般情況下，電流大小等于膜的有效使用面積乘電流密度的經驗值(8mA/cm²)的計算結果；電壓大小等于樹脂再生器膜的對數乘以膜對電壓的經驗值(0.5V/對膜)的計算結果。

4、用流控閥控制再生流程的離子交換樹脂的流速，該流控閥設在樹脂再生器離子交換樹脂出口外(即電滲析器原出水口外)。檢測從再生室出口或濃水室出口排出水的電導值，當其達到某一數值時，如濃水的出口水電導值在2-5μs/cm時，可以認為再生合格。

本發明的樹脂再生過程如圖1所示，上述進入再生室15中失效的陰陽離子交換樹脂攜帶了大量的高電荷的離子或離子團，其中陽樹脂釋放出金屬離子，陰樹脂釋放出酸根離子。它們在樹脂再生器電場的作用下，很容易被電場吸引而定向移動，即金屬離子穿過陽膜16向陰極17遷移，但會在濃水室18被陰膜阻擋而留在濃水室，酸根離子穿過陰膜19向陽極20遷移，但會在濃水室被陽膜阻擋而留在濃水室。失去高電荷離子或離子團的樹脂會吸附低電荷的氫離子或氫氧根離子，便實現再生。而該可定向移動的氫離子或氫氧根離子又是水在該樹脂再生器電場作用下的電解產物。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

1、本發明不用或少用酸堿再生陰陽離子交換樹脂(在作為用于一級除鹽的預處理時)，不僅節約大量的化工原料，而且消除了由此產生的新增高礦化度污水，有效地降低總體水系的礦化度。

2、本發明處理量大，可滿足大規模處理高礦化度水的需要。

3、本發明可與現有除鹽水裝置配套，設備投資費用比反滲透方法少得多，操作也簡單。

附圖說明

圖1是本發明的樹脂再生過程示意簡圖。

圖2是本發明使用狀態示意簡圖。

具體實施方式在圖2所示的高礦化度水質處理裝置主視示意簡圖中，離子交換器殼體1的上端設有原水進口，與其相連的進水管2上設有控制閥；在該離子交換器殼體的下端設有淡水出口，其通過帶有控制閥的出水管3與淡水箱4進水管相連。該離子交換器殼體內下部設有孔板式濾板5，其與離子交換器殼體的下端有一段距離，該濾板上面的殼體內設有陰、陽離子交換樹脂6。在該離子交換器殼體上設有樹脂的的進口，其通過帶有控制閥的裝脂導管7與樹脂再生器出口管相連；在濾板上面的殼體上設有樹脂的的出口，其通過帶有控制閥的卸脂導管8與噴射泵9入口管相連。上述離子交換器為并列的三臺，該三臺離子交換器進水管并聯在原水管上，出水管并聯在淡水箱的進水管上。該三臺離子交換器裝脂導管并聯在樹脂再生器出口管上，卸脂導管并聯在噴射泵入口管上。樹脂再生器10為現有的電滲析器，其進口與噴射泵的出口管11相連，該噴射泵還設有淡水進口管，其可與外供的淡水管線12相連，也可與泵13的出水管相連，該泵的進水管與上述淡水箱相連。該電滲析器有兩個出口，其一個出口與離子交換器裝脂導管相連，另一個出口14為濃水排放口。

當設在交換器出水口的電導監控裝置反映出口水質的電導值即將失效時，該交換器可切換到樹脂再生程序。將失效后的陰陽離子交換樹脂與帶有壓力0.5MPa的淡水混合，一起進入噴射泵，再由噴射泵將他們送入樹脂再生器下面的進口，含有樹脂的水進入樹脂再生器的再生室，在樹脂再生器內由下向上運動。某一樹脂再生器為4回路，流道寬度為100mm，再生流道長度為500mm，再生流道總長度為2000mm.隔板厚度為3mm，通流截面積3cm²，流速10cm/s，流量為30cm³/s.按再生樹脂量為2m³/h，樹脂與水的比例為1∶2，則通流量為6m³/h。膜對數n＝6/0.03×3.6＝55.按經驗值選取電流密度i為8mA/cm²膜的有效面積s為2000cm²，單模電流I＝i×s＝8×2000/1000＝16(A)，按經驗值選取膜對電壓V＝2V/對膜，總電壓V＝v×n＝2×55＝110(V)。在樹脂再生器樹脂出口管上設取壓點，根據該壓力信號控制濃水室出口閥的開度，使再生室與濃水室壓差要小于0.05MPa。用流控閥控制再生流程的離子交換樹脂的流速，該流控閥設在樹脂再生器離子交換樹脂出口外。檢測從再生室出口或濃水室出口排出水的電導值，當濃水的出口水電導值在2-5μs/cm時，可以認為再生合格。上述裝置設三臺交換器，每臺樹脂有效裝填量為1.2立方米，陰陽樹脂的裝填比例為2∶1；如按工作交換容量1.5-2mmol/ml，水中溶鹽按氯化鈉計為500mg/l；交換器總脫鹽量為400×2＝800mol，800×40＝32000(g)總產水量3200/0.5＝64000(L)＝64(T)，如每小時處理6T，可運行10小時，即10小時再生一次。