DOWEX離子交換樹(shù)脂操作建議.ppt

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DOWEXTM離子交換樹(shù)脂操作建議 陶氏化學(xué)水處理產(chǎn)品事業(yè)部 DOWEX樹(shù)脂適宜保存條件 未用新樹(shù)脂的儲(chǔ)存已用樹(shù)脂的儲(chǔ)存 未用新樹(shù)脂的儲(chǔ)存 推薦保存期 沒(méi)有使用過(guò)的新樹(shù)脂 在原包裝袋內(nèi)置于適宜條件下時(shí) 保存即使超過(guò)推薦的保存期 大多數(shù)情況下也不會(huì)出現(xiàn)物理性能的下降 標(biāo)準(zhǔn)除鹽和軟化樹(shù)脂 超過(guò)兩年的保存期 樹(shù)脂的化學(xué)性能僅會(huì)出現(xiàn)微小的變化 對(duì)于比較敏感的應(yīng)用場(chǎng)合 建議儲(chǔ)存期少于上表的推薦值 但儲(chǔ)存超過(guò)推薦的保存期時(shí) 建議檢測(cè)樹(shù)脂的標(biāo)準(zhǔn)特性 樹(shù)脂必須存放在其原包裝內(nèi) 置于陰涼干燥的地方 儲(chǔ)存的最佳室內(nèi)溫度0 30oC 存放溫度高于30oC時(shí) 對(duì)于陰樹(shù)脂 尤其以O(shè)H 型態(tài)的樹(shù)脂 將會(huì)出現(xiàn)交換容量的下降 而陽(yáng)樹(shù)脂可以承受較高的溫度 最高到50oC 最好將所有樹(shù)脂存放在相同的條件下 溫度低于0oC時(shí) 會(huì)引起樹(shù)脂的結(jié)冰 必須避免溫度低于 18oC DOWEX樹(shù)脂經(jīng)受重復(fù)結(jié)冰 溶化循環(huán)試驗(yàn)表明 將會(huì)出現(xiàn)樹(shù)脂顆粒的破碎 因此結(jié)冰了的樹(shù)脂在安全的裝填之前應(yīng)首先讓其溶化 而且應(yīng)在室溫下緩慢的完全溶化它們 未用新樹(shù)脂的儲(chǔ)存 存放條件 采用和新樹(shù)脂一樣的存儲(chǔ)環(huán)境 以延長(zhǎng)樹(shù)脂使用壽命防止樹(shù)脂暴露在空氣中 發(fā)生干燥和收縮在樹(shù)脂長(zhǎng)期停用期間 為了減少微生物污染的問(wèn)題 應(yīng)采用濃NaCl溶液封存 此外濃NaCl溶液還能防止樹(shù)脂的結(jié)冰對(duì)于干燥的樹(shù)脂 應(yīng)采用10 的氯化鈉鹽水潤(rùn)濕干樹(shù)脂 隨后進(jìn)行清水稀釋 將鹽水置換掉 防止?jié)B透壓的快速變化所導(dǎo)致的樹(shù)脂顆粒的破碎 已用樹(shù)脂的儲(chǔ)存 樹(shù)脂失效后 充分反洗樹(shù)脂層 配制15 25 NaCl溶液 將該濃鹽水導(dǎo)入交換器內(nèi) 直到樹(shù)脂內(nèi)沒(méi)有空氣為止 在今后投運(yùn)該交換器時(shí) 必須逐漸地降低鹽水的濃度 減少樹(shù)脂滲透壓的沖擊 投運(yùn)前 必須對(duì)該樹(shù)脂床進(jìn)行兩倍或三倍的再生 已用樹(shù)脂的儲(chǔ)存 續(xù) 除鹽系統(tǒng)的樹(shù)脂保存步驟 對(duì)于凝結(jié)水或超純水系統(tǒng)的可再生混床樹(shù)脂 必須將樹(shù)脂轉(zhuǎn)化成再生后的狀態(tài)保存 將樹(shù)脂分層 分別進(jìn)行雙倍再生 沖洗掉再生劑并使樹(shù)脂置于沖洗水中 定期置換樹(shù)脂內(nèi)的存水 每周一次 除去任何TOC溶出物 投運(yùn)前 按正常方式?jīng)_洗和再生樹(shù)脂 對(duì)于凝結(jié)水或超純水系統(tǒng)的不可再生混床樹(shù)脂 通常不建議停用保存 如果必需停用 盡可能多的用純水對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行周期性沖洗 至少保證每周一次 目的是防止TOC在樹(shù)脂內(nèi)的堆積 盡量減少死角避免細(xì)菌滋長(zhǎng) 已用樹(shù)脂的儲(chǔ)存 續(xù) DOWEX樹(shù)脂裝填方式 單床離子交換器的裝填建議可再生混床離子交換器的裝填建議 清除交換器內(nèi)所有的殘余碎樹(shù)脂及其他雜物 清洗配水裝置和集水裝置 并檢查所有配水支管 淋水盤 噴嘴 防止損壞和堵塞 檢查襯膠的完整性 如果存在問(wèn)題 在可能的情況下進(jìn)行電火花試驗(yàn) 無(wú)論什么時(shí)候 如果可能 應(yīng)在正常流量下進(jìn)行空交換器的壓力損失檢查 并觀察流動(dòng)是否均勻 單床離子交換器的裝填建議 離子交換器預(yù)檢查 往交換器中注入足夠的水 約為1 3交換器的高度 以允許樹(shù)脂緩慢沉降 避免樹(shù)脂強(qiáng)烈沖撞損壞 裝填時(shí) 可從頂部將樹(shù)脂直接倒入交換器中 或使用真空噴射器 根據(jù)系統(tǒng)制造商推薦的流速反洗樹(shù)脂30分鐘 密閉交換器接管和接口 并進(jìn)行雙倍再生 注意 弱堿陰樹(shù)脂應(yīng)在溶液中浸泡一夜 以使樹(shù)脂在反洗前完全潤(rùn)濕 如果過(guò)夜浸泡無(wú)法做到的話 可將交換器運(yùn)行一個(gè)周期 而后反洗 這樣可以使樹(shù)脂在運(yùn)行中潤(rùn)濕 但應(yīng)注意不要反洗沒(méi)有潤(rùn)濕的樹(shù)脂 否則將有樹(shù)脂流失 單床離子交換器的裝填建議 樹(shù)脂的填裝 對(duì)逆流再生滿式床離子交換系統(tǒng) 除下述增補(bǔ)措施以外 其他步驟同上 樹(shù)脂上的空罐高度應(yīng)基于樹(shù)脂的層高計(jì)算 樹(shù)脂應(yīng)采用最大膨脹型態(tài)下的體積 對(duì)強(qiáng)酸陽(yáng)樹(shù)脂而言 為再生完全的H 型 對(duì)強(qiáng)堿陰樹(shù)脂而言 為再生完全的OH 型 對(duì)于弱堿陰樹(shù)脂而言 為失效形態(tài) 裝填大約一半樹(shù)脂 并按上述方法進(jìn)行反洗 裝填能漂浮的惰性樹(shù)脂 然后將剩余的樹(shù)脂裝在上部 單床離子交換器的裝填建議 樹(shù)脂的填裝 續(xù) 往交換器中注入足夠的水 約為1 3交換器的高度 600 900mm 以允許樹(shù)脂緩慢沉降 避免樹(shù)脂強(qiáng)烈沖撞樹(shù)脂罐底部造成損壞 填裝陽(yáng)樹(shù)脂到比最終所需層高低5cm的位置處 如可能 盡量將陽(yáng)樹(shù)脂浸泡在水中至少4小時(shí) 如有條件 可浸泡過(guò)夜以12 15m h的速率反洗陽(yáng)樹(shù)脂30分鐘 讓樹(shù)脂沉降 而后將交換器內(nèi)的水排放到樹(shù)脂面上方5 10cm處 如果是H 型陽(yáng)樹(shù)脂 繼續(xù)填充剩余樹(shù)脂到中排高度 如果是Na 型陽(yáng)樹(shù)脂 應(yīng)保證陽(yáng)樹(shù)脂層高低于中排3 5cm 因?yàn)樵偕?樹(shù)脂將轉(zhuǎn)型膨脹到正好中排高度 進(jìn)行二次反洗10分鐘 并充分沉降 確保樹(shù)脂層面均勻 層高達(dá)到上述規(guī)定要求 混床離子交換器的裝填建議 混床樹(shù)脂的填裝 裝填陰樹(shù)脂前 在陽(yáng)樹(shù)脂上注入1m高度的水 裝完后 用5m h的慢流速反洗5分鐘 如果陰樹(shù)脂是Cl 型而陽(yáng)樹(shù)脂是Na 型 對(duì)兩種樹(shù)脂進(jìn)行雙倍劑量的再生 正洗樹(shù)脂30分鐘 進(jìn)水從上下同時(shí)進(jìn)行 廢水從中排排放 排水至液面高于樹(shù)脂層5cm 進(jìn)氣混合樹(shù)脂15 20分鐘 如果裝填的是即裝即用的H OH型樹(shù)脂 則該過(guò)程中至少用使用10M以上純水 混床離子交換器的裝填建議 混床樹(shù)脂的填裝 續(xù) 混床離子交換器的裝填建議 MR 3UPW MR 450UPW預(yù)混好的混床樹(shù)脂 1 在以下的所有步驟中使用高純水 以下的步驟中提到的 水 都指高純水 2 高純 表示至少17 5M cm的電阻率 約10ppb或更少的TOC含量 3 預(yù)混樹(shù)脂在裝運(yùn)時(shí) 陽(yáng)樹(shù)脂中99 9 以上是H型 陰樹(shù)脂中95 以上是OH型 如果樹(shù)脂裝填和運(yùn)行正常 在第一個(gè)制水周期中運(yùn)行了數(shù)小時(shí)之后 50BV 混床樹(shù)脂應(yīng)該能生產(chǎn)出大于18M cm并且小于2ppb TOC 的純水 4 在存儲(chǔ)和運(yùn)輸時(shí) 所有離子交換樹(shù)脂都會(huì)釋放一定量的有機(jī)物 小心裝填能保證使樹(shù)脂達(dá)到最好的性能 另外 在安裝過(guò)程中引入的任何污染物 離子或有機(jī)物質(zhì) 都會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂性能的下降 因此 在裝填過(guò)程中 所有設(shè)備 用水以及空氣都必須盡可能的清潔 因?yàn)榭諝庵械膿]發(fā)性有機(jī)物或者塵埃都能污染樹(shù)脂 5 保證樹(shù)脂交換器中所有舊樹(shù)脂都徹底清除干凈 離子交換器內(nèi)部也必須清潔不含雜質(zhì) 而且 樹(shù)脂裝填的設(shè)備必須經(jīng)過(guò)衛(wèi)生處理來(lái)預(yù)防細(xì)菌生長(zhǎng) 6 建議操作盡可能的迅速以減少樹(shù)脂污染可能性 在樹(shù)脂裝填過(guò)程中 不要一次同時(shí)打開(kāi)多個(gè)樹(shù)脂罐 這樣能減少樹(shù)脂與空氣的接觸 同時(shí)也能減少污染物進(jìn)入樹(shù)脂的存放容器內(nèi) 7 在出水水質(zhì)達(dá)到要求之前必須進(jìn)行充分的沖洗 一般不建議在閉路循環(huán)中沖洗精處理混床 除非循環(huán)流程中有去除TOC的設(shè)備 比如UV燈 混床離子交換器的裝填建議 MR 3UPW MR 450UPW預(yù)混好的混床樹(shù)脂 1 因?yàn)镈OWEX MONOSPHERE MR 3UPW樹(shù)脂中的陽(yáng)陰樹(shù)脂不容易抱團(tuán) 所以陰陽(yáng)樹(shù)脂在裝填過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)分層 因此 在裝填樹(shù)脂過(guò)程中要保證離子交換器中的液位盡可能的低 避免預(yù)混的樹(shù)脂出現(xiàn)分層 2 在離子交換器中注入大約20cm高度的水 液面高度要足以覆蓋交換器底部的排水系統(tǒng) 并且足以保證樹(shù)脂在注入交換器時(shí)不會(huì)與交換器底部發(fā)生直接沖撞而損壞 3 裝填預(yù)混的混床樹(shù)脂到離子交換器中 裝填的樹(shù)脂應(yīng)該保持接貨時(shí)的形態(tài) 4 檢查樹(shù)脂層上的液面高度 如果樹(shù)脂層高已經(jīng)接近液面高度 從頂部注入部分水 保證樹(shù)脂床層上液面高度大約為10cm 注水時(shí)盡量避免擾動(dòng)已裝填好的樹(shù)脂 導(dǎo)致陰陽(yáng)樹(shù)脂分層 可以沿離子交換器內(nèi)壁緩慢注水 5 繼續(xù)裝填樹(shù)脂 并且確保樹(shù)脂層面均勻 直到離子交換器中的裝填量和層高達(dá)到要求 6 在樹(shù)脂完全裝好后 必須保證樹(shù)脂完全被水覆蓋 即使裝填操作無(wú)誤 部分的陰陽(yáng)樹(shù)脂也可能會(huì)出現(xiàn)分層 可以采取以下的步驟來(lái)再混樹(shù)脂 1 排水至液面高于樹(shù)脂層5cm2 進(jìn)氣混和樹(shù)脂10至30分鐘 DOWEX樹(shù)脂運(yùn)行溫度 在高于操作溫度上限的條件下運(yùn)行時(shí)樹(shù)脂的官能基團(tuán)會(huì)降解 交換容量會(huì)降低具體的降解溫度還受到離子交換器中溶解氧和催化性金屬的影響 樹(shù)脂最高運(yùn)行溫度 強(qiáng)酸陽(yáng)樹(shù)脂 強(qiáng)堿陰樹(shù)脂 弱型樹(shù)脂 樹(shù)脂最高運(yùn)行溫度 強(qiáng)堿一型陰樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性 特定溫度下140小時(shí)后樹(shù)脂的SaltSpilitCapacity剩余百分含量 樹(shù)脂的耐氧化能力 DOWEX樹(shù)脂能承受的最大余氯范圍 最大余氯含量 H2O2 HNO3 H2CrO4 Cl2溶解氧 重金屬 高溫強(qiáng)堿陰樹(shù)脂氧化后 強(qiáng)堿基團(tuán)變?yōu)槿鯄A基團(tuán)弱堿陰樹(shù)脂氧化后 生成弱酸基團(tuán) 吸附鈉離子 再生后消耗大量沖洗水強(qiáng)酸陽(yáng)樹(shù)脂氧化后 主鏈斷裂 含水量上升 交換容量下降 某些樹(shù)脂污染的清除方法 被硅和有機(jī)物污染的陰樹(shù)脂被鐵污染的陽(yáng)樹(shù)脂和陰樹(shù)脂 硅 有機(jī)物污染陰樹(shù)脂的清除方法 使樹(shù)脂完全失效常規(guī)流速反洗10 20分鐘后排水將1 5個(gè)床層體積的10 NaCl 1 NaOH混合溶液注入離子交換器中 在一小時(shí)內(nèi)排水至床層高度 繼續(xù)浸泡3 16小時(shí) 建議將該堿性鹽水升溫至50oC 強(qiáng)堿一型和弱堿陰離子交換樹(shù)脂 或40oC 強(qiáng)堿二型 在20 30分鐘內(nèi)以2 3床層體積的水替換鹽水 以3 5床層體積的出鹽水快速?zèng)_洗 雙倍劑量再生 相同再生劑濃度 雙倍再生時(shí)間 沖洗后可投入使用如果進(jìn)水中有機(jī)物含量較高 推薦用這種方法對(duì)陰樹(shù)脂進(jìn)行常規(guī)性清洗 當(dāng)有機(jī)物污染很嚴(yán)重時(shí) 鹽水清洗法可能無(wú)法使所有的交換容量得到恢復(fù) 鐵污染陽(yáng)樹(shù)脂的清除方法 三種解決鐵污染的方法 空氣擦洗 在床體底部噴射壓縮空氣以攪拌和擦洗樹(shù)脂 使用于凝結(jié)水精處理系統(tǒng)和其他類似于除鹽水系統(tǒng)的水處理系統(tǒng)以除去不溶解的鐵顆粒以及其他的雜質(zhì)高濃度的HCl酸洗去除污垢和可溶解的污染物使用還原劑Na2S2O3把三價(jià)鐵轉(zhuǎn)換成二價(jià)鐵 應(yīng)用于因采用鹽酸會(huì)腐蝕系統(tǒng)材質(zhì)的軟化水及其他應(yīng)用 通常以不溶解的三價(jià)鐵形式污染樹(shù)脂 鐵污染陽(yáng)樹(shù)脂的清除方法 1 先使樹(shù)脂失效 2 用2個(gè)床深體積的10 濃度的HCl循環(huán)30分鐘 盡可能逆流 3 10 濃度的HCl侵泡2 4小時(shí) 4 用2 3個(gè)床深體積的清水沖洗 盡可能逆流 5 用3 5個(gè)床深體積的除鹽水快速正洗 用原再生濃度的NaOH重復(fù)再生兩次 在步驟2和4中描述的加酸和加水應(yīng)盡量采取逆流沖洗方式以保證松動(dòng)樹(shù)脂層并保證充分的接觸時(shí)間 如果逆流沖洗 循環(huán)方式不能實(shí)現(xiàn) 那應(yīng)該在酸洗前先采取反洗措施松動(dòng)一下樹(shù)脂層 高濃度HCl酸洗步驟 鐵污染陽(yáng)樹(shù)脂的清除方法 1 先使樹(shù)脂失效 2 用一個(gè)床深體積的5 濃度的Na2S2O3循環(huán)接觸30分鐘 盡可能逆流 3 浸泡2小時(shí) 4 用一個(gè)床深體積的5 濃度的Na2S2O3循環(huán)接觸30分鐘 盡可能逆流 5 浸泡24小時(shí)以上 6 用2 3個(gè)床深體積的清水沖洗干凈 盡可能逆流 7 用3 5個(gè)床深體積的除鹽水快速正洗 用原再生濃度的NaOH重復(fù)再生兩次 處理過(guò)程中不允許采用空氣擦洗 以免削弱還原劑的性能 還原劑清洗方法 鐵污染陰樹(shù)脂的清除方法 兩種解決鐵污染的方法 高濃度的HCl酸洗去除污垢和可溶解的污染物使用還原劑Na2S2O3把三價(jià)鐵轉(zhuǎn)換成二價(jià)鐵 應(yīng)用于因采用鹽酸會(huì)腐蝕系統(tǒng)材質(zhì)的軟化水及其他應(yīng)用清洗時(shí)必須確認(rèn)系統(tǒng)材質(zhì)不會(huì)被該兩種藥劑所腐蝕 通常以不溶解的三價(jià)鐵形式污染樹(shù)脂 鐵污染陰樹(shù)脂的清除方法 酸洗時(shí)的酸濃度應(yīng)逐步提高以避免過(guò)強(qiáng)滲透壓對(duì)樹(shù)脂的沖擊 1 先使樹(shù)脂失效 2 用一個(gè)床深體積的5 濃度的HCl逆流循環(huán)30分鐘 3 用一個(gè)床深體積的10 濃度的HCl逆流循環(huán)30分鐘 4 10 濃度的HCl侵泡2 4小時(shí) 5 用2 3個(gè)床深體積的清水逆流沖洗 6 用3 5個(gè)床深體積的除鹽水快速正洗 7 用原再生濃度的NaOH重復(fù)再生兩次 高濃度HCl酸洗步驟 鐵污染陰樹(shù)脂的清除方法 1 先使樹(shù)脂失效 2 用一個(gè)床深體積的5 濃度的Na2S2O3逆流循環(huán)30分鐘后在浸泡2小時(shí) 3 用一個(gè)床深體積的10 濃度的Na2S2O3逆流循環(huán)30分鐘后在浸泡24小時(shí) 4 用2 3個(gè)床深體積的清水逆流沖洗干凈 5 用3 5個(gè)床深體積的除鹽水快速正洗 6 用原再生濃度的NaOH重復(fù)再生兩次 還原劑清洗方法 DOWEX樹(shù)脂的再生 典型再生程度和獲得的相應(yīng)的運(yùn)行交換容量 超純水系統(tǒng)可再生混床再生程度 HCl150 180g LNaOH120 160g Lat45C 典型再生效率 再生效率 消耗的再生劑 eq L 獲得的運(yùn)行交換容量 eq L BackupSlides 離子交換選擇性系數(shù) 陽(yáng)離子選擇性系數(shù) 陰離子選擇性系數(shù)