離子交換除鹽水處理器的失效控制實(shí)例分析

    圖1 陽(yáng)床出水水質(zhì)                圖2 陽(yáng)床出水水質(zhì)        圖3：陽(yáng)床先失效時(shí)陰床出水水質(zhì) 

　　從圖2、圖3可見(jiàn)：（1）RO對(duì)各有機(jī)溶質(zhì)的去除率大于NF膜。（2）不同有機(jī)溶質(zhì)的去除率不相同，有的甚至相差很大（例如，RO和NF膜對(duì)乙酸的吸光度去除率分別為95.34%、81.45%，而對(duì)苯胺的吸光度去除率則分別為61.50%、46.82%）。

　　3 出水水質(zhì)

原水經(jīng)一級(jí)復(fù)床除鹽后，電導(dǎo)率（25℃）低于10μS/cm，水中硅含量低于100μg/L。

3.1 陽(yáng)床出水水質(zhì)

圖1中b 點(diǎn)以前三條曲線(xiàn)都迅速下降，表明離子交換器中樹(shù)脂再生后，正洗時(shí)出水中各種雜質(zhì)的含量（酸度、鈉離子濃度和硬度）都迅速下降，當(dāng)出水水質(zhì)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)（如b點(diǎn)）時(shí)就可以投入運(yùn)行。所以，在ba段運(yùn)行期間，陽(yáng)床出水呈酸性，而且基本呈緩慢變化趨勢(shì)。運(yùn)行至a點(diǎn)時(shí)，陽(yáng)床開(kāi)始有陽(yáng)離子穿透，根據(jù)離子交換活性知道，最先泄漏出的是鈉離子；在除鹽系統(tǒng)中，為了除去水中H⁺ 以外的所有陽(yáng)離子，強(qiáng)酸性離子交換器必須在有鈉泄漏時(shí)停止運(yùn)行(一般此時(shí)出水的酸度接近中性)，并進(jìn)行再生，如圖1的a點(diǎn)位置，此點(diǎn)為鈉離子穿透點(diǎn)。

3.2 陰床出水水質(zhì)

由于離子交換除鹽系統(tǒng)中陰床始終是陽(yáng)床的后級(jí)，所以陰離子交換器的水質(zhì)變化分兩種情況：

① 陽(yáng)床正常運(yùn)行時(shí),陰床先失效時(shí)的陰床出水水質(zhì)

陰床出水水質(zhì)見(jiàn)圖2，b 點(diǎn)以前幾條曲線(xiàn)迅速下降，表明再生后正洗時(shí)，水中雜質(zhì)迅速下降直至達(dá)到運(yùn)行的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，ba區(qū)間為穩(wěn)定交換運(yùn)行期，出水水質(zhì)的pH值為7-9，電導(dǎo)率<5μS/cm,含硅量（以SiO₂ 計(jì)）為20-50μg/L。運(yùn)行至a點(diǎn)后，陰床開(kāi)始失效，但陽(yáng)床仍在正常運(yùn)行。此時(shí)，陰床由于酸泄漏，故PH值下降；與此同時(shí)，陰床出水中的硅含量和電導(dǎo)率增加。

② 陽(yáng)床先失效時(shí), 陰床出水水質(zhì)

如圖3復(fù)床系統(tǒng)運(yùn)行到a點(diǎn)，陽(yáng)床開(kāi)始失效，但陰床仍在正常運(yùn)行。此時(shí)陽(yáng)床漏出的Na+ 流經(jīng)陰床，在陰床的出水中含有NaOH,使陰床出水PH值升高，并對(duì)強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂對(duì)HSiO₃^- 的吸附產(chǎn)生干擾作用，使出水的含硅量增加，其反應(yīng)為：

RHSiO₃+NaOH=ROH+NaHSiO₃

4 結(jié)論和改進(jìn)方法

(1)當(dāng)陽(yáng)床接近失效時(shí)，水中Na⁺的含量逐漸增加，從而影響陰離子交換器，在對(duì)純化水水質(zhì)要求不是很高時(shí)（如醫(yī)藥行業(yè)等），可以通過(guò)控制陽(yáng)床出水的酸度（母管制）和陰床的出水電導(dǎo)率（一級(jí)復(fù)床）來(lái)控制陽(yáng)床的失效。由于陽(yáng)床產(chǎn)水中溶解有CO₂ ，未經(jīng)過(guò)排除進(jìn)入陰床，在陰床中與OH-反應(yīng)，影響陰床處理能力，因此，可以在陽(yáng)床和陰床之間加裝除碳器。

(2) 由于HCO3^-一般在陽(yáng)床中已經(jīng)去除，加之電導(dǎo)率對(duì)OH-較敏感，因此在對(duì)于對(duì)將硅作為非檢測(cè)項(xiàng)目的行業(yè)（如醫(yī)藥行業(yè)等），可以通過(guò)檢測(cè)陰床的出水電導(dǎo)來(lái)控制陰床的失效。

(3) 離子交換的硅泄漏是世界性的難題，實(shí)踐證明：采用 雙陰床+混床 的離子交換系統(tǒng)對(duì)于控制硅泄漏十分有效。