DOWEX离子交换树脂操作建议.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Ensure that there is free space of at least 3/16-inch(4.8 mm)around the DOW Diamond.,DOWEX,TM,离子交换树脂操作建议,陶氏化学水处理产品事业部,DOWEX,树脂适宜保存条件,未用新树脂的储存,已用树脂的储存,树 脂,离子形态,应 用 领 域,软 化,除 盐,核 电,超纯水,阳树脂,Na,2,年,2,年,阳树脂,H,2,年,2,年,1,年,阳树脂,NH,4,1,年,阴树脂,I/II,型,Cl,2,年,阴树脂,I,型,OH,2,年,1,年,1,年,可立即投运的混床树脂,H/OH,1,年,1,年,1,年,未用新树脂的储存,推荐保存期,没有使用过的新树脂，在原包装袋内置于适宜条件下时，保存即使超过推荐的保存期，大多数情况下也不会出现物理性能的下降。,标准除盐和软化树脂，超过两年的保存期，树脂的化学性能仅会出现微小的变化。,对于比较敏感的应用场合，建议储存期少于上表的推荐值，但储存超过推荐的保存期时，建议检测树脂的标准特性。,树脂必须存放在其原包装内，置于阴凉干燥的地方，储存的最佳室内温度,0,30,o,C,。,存放温度高于,30,o,C,时，对于阴树脂，尤其以,OH,型态的树脂，将会出现交换容量的下降，而阳树脂可以承受较高的温度,(,最高到,50,o,C),，最好将所有树脂存放在相同的条件下。,温度低于,0,o,C,时，会引起树脂的结冰，必须避免温度低于,-18,o,C,。,DOWEX,树脂经受重复结冰溶化循环试验表明，将会出现树脂颗粒的破碎，因此结冰了的树脂在安全的装填之前应首先让其溶化，而且应在室温下缓慢的完全溶化它们。,未用新树脂的储存,存放条件,采用和新树脂一样的存储环境，以延长树脂使用寿命,防止树脂暴露在空气中，发生干燥和收缩,在树脂长期停用期间，为了减少微生物污染的问题，应采用浓,NaCl,溶液封存，此外浓,NaCl,溶液还能防止树脂的结冰,对于干燥的树脂，应采用,10%,的氯化钠盐水润湿干树脂，随后进行清水稀释，将盐水置换掉，防止渗透压的快速变化所导致的树脂颗粒的破碎,已用树脂的储存,树脂失效后，充分反洗树脂层；,配制,15,25%NaCl,溶液，将该浓盐水导入交换器内，直到树脂内没有空气为止；,在今后投运该交换器时，必须逐渐地降低盐水的浓度，减少树脂渗透压的冲击；,投运前，必须对该树脂床进行两倍或三倍的再生。,已用树脂的储存（续）,除盐系统的树脂保存步骤：,对于凝结水或超纯水系统的可再生混床树脂，必须将树脂转化成再生后的状态保存,：,将树脂分层，分别进行双倍再生；,冲洗掉再生剂并使树脂置于冲洗水中；,定期置换树脂内的存水,(,每周一次,),，除去任何,TOC,溶出物；,投运前，按正常方式冲洗和再生树脂。,对于凝结水或超纯水系统的,不可再生,混床树脂，通常不建议停用保存，如果必需停用：,尽可能多的用纯水对树脂进行周期性冲洗，至少保证每周一次，目的是防止,TOC,在树脂内的堆积，尽量减少死角避免细菌滋长,已用树脂的储存（续）,DOWEX,树脂装填方式,单床离子交换器的装填建议,可再生混床离子交换器的装填建议,清除交换器内所有的残余碎树脂及其他杂物；,清洗配水装置和集水装置，并检查所有配水支管、淋水盘、喷嘴，防止损坏和堵塞；,检查衬胶的完整性，如果存在问题，在可能的情况下进行电火花试验；,无论什么时候，如果可能，应在正常流量下进行空交换器的压力损失检查，并观察流动是否均匀,。,单床离子交换器的装填建议,离子交换器预检查,往交换器中注入足够的水,(,约为,1/3,交换器的高度,),，以允许树脂缓慢沉降，避免树脂强烈冲撞损坏；,装填时，可从顶部将树脂直接倒入交换器中，或使用真空喷射器；,根据系统制造商推荐的流速反洗树脂,30,分钟；,密闭交换器接管和接口，并进行双倍再生。,注意,:,弱碱阴树脂应在溶液中浸泡一夜，以使树脂在反洗前完全润湿，如果过夜浸泡无法做到的话，可将交 换器运行一个周期，而后反洗。这样可以使树脂在运行中润湿，但应注意不要反洗没有润湿的树脂，否则将有树脂流失；,单床离子交换器的装填建议,树脂的填装,对逆流再生满式床离子交换系统，除下述增补措施以外，其他步骤同上：,树脂上的空罐高度应基于树脂的层高计算，树脂应采用最大膨胀型态下的体积。对强酸阳树脂而言，为再生完全的,H+,型；对强碱阴树脂而言，为再生完全的,OH-,型；对于弱碱阴树脂而言，为失效形态；,装填大约一半树脂，并按上述方法进行反洗；,装填能漂浮的惰性树脂，然后将剩余的树脂装在上部。,单床离子交换器的装填建议,树脂的填装（续）,往交换器中注入足够的水,(,约为,1/3,交换器的高度，,600-900mm),，以允许树脂缓慢沉降，避免树脂强烈冲撞树脂罐底部造成损坏；,填装阳树脂到比最终所需层高低,5cm,的位置处；,如可能，尽量将阳树脂浸泡在水中至少,4,小时，如有条件，可浸泡过夜,以,12,15m/h,的速率反洗阳树脂,30,分钟；,让树脂沉降，而后将交换器内的水排放到树脂面上方,5,10cm,处，如果是,H+,型阳树脂，继续填充剩余树脂到中排高度，如果是,Na+,型阳树脂，应保证阳树脂层高低于中排,3,5cm,，因为再生后，树脂将转型膨胀到正好中排高度。进行二次反洗,10,分钟，并充分沉降。确保树脂层面均匀，层高达到上述规定要求；,混床离子交换器的装填建议,混床树脂的填装,装填阴树脂前，在阳树脂上注入,1m,高度的水。装完后，用,5m/h,的慢流速反洗,5,分钟；,如果阴树脂是,Cl,-,型而阳树脂是,Na,型，对两种树脂进行双倍剂量的再生；,正洗树脂,30,分钟，进水从上下同时进行，废水从中排排放；,排水至液面高于树脂层,5cm,，进气混合树脂,15,20,分钟。,如果装填的是即装即用的,H/OH,型树脂，则该过程中至少用使用,10M,以上纯水,混床离子交换器的装填建议,混床树脂的填装（续）,混床离子交换器的装填建议,-,MR-3 UPW/MR-450 UPW,预混好的混床树脂,1.,在以下的所有步骤中使用高纯水。（以下的步骤中提到的“水”都指高纯水）,2.“,高纯”表示至少,17.5M.cm,的电阻率，约,10ppb,或更少的,TOC,含量。,3.,预混树脂在装运时，阳树脂中,99.9%,以上是,H,型，阴树脂中,95%,以上是,OH,型。如果树脂装填和运行正常，在第一个制水周期中运行了数小时之后,(50BV),，混床树脂应该能生产出大于,18,M.cm,并且小于,2ppb”TOC”,的纯水。,4.,在存储和运输时，所有离子交换树脂都会释放一定量的有机物。小心装填能保证使树脂达到最好的性能。另外，在安装过程中引入的任何污染物，离子或有机物质，都会导致树脂性能的下降。因此，在装填过程中，所有设备，用水以及空气都必须尽可能的清洁，因为空气中的挥发性有机物或者尘埃都能污染树脂。,5.,保证树脂交换器中所有旧树脂都彻底清除干净，离子交换器内部也必须清洁不含杂质。而且，树脂装填的设备必须经过卫生处理来预防细菌生长。,6.,建议操作尽可能的迅速以减少树脂污染可能性。在树脂装填过程中，不要一次同时打开多个树脂罐。这样能减少树脂与空气的接触，同时也能减少污染物进入树脂的存放容器内。,7.,在出水水质达到要求之前必须进行充分的冲洗。一般不建议在闭路循环中冲洗精处理混床，除非循环流程中有去除,TOC,的设备（比如,UV,灯）。,混床离子交换器的装填建议,-,MR-3 UPW/MR-450 UPW,预混好的混床树脂,1.因为DOWEX MONOSPHERE MR-3 UPW树脂中的阳阴树脂不容易抱团，所以阴阳树脂在装填过程中可能会出现分层。因此，在装填树脂过程中要保证离子交换器中的液位尽可能的低，避免预混的树脂出现分层。,2.在离子交换器中注入大约20cm高度的水。液面高度要足以覆盖交换器底部的排水系统，并且足以保证树脂在注入交换器时不会与交换器底部发生直接冲撞而损坏。,3.,装填预混的混床树脂到离子交换器中。装填的树脂应该保持接货时的形态,。,4.检查树脂层上的液面高度，如果树脂层高已经接近液面高度，从顶部注入部分水，保证树脂床层上液面高度大约为10cm。注水时尽量避免扰动已装填好的树脂，导致阴阳树脂分层，可以沿离子交换器内壁缓慢注水。,5.,继续装填树脂，并且确保树脂层面均匀，直到离子交换器中的装填量和层高达到要求,。,6.,在树脂完全装好后，必须保证树脂完全被水覆盖。即使装填操作无误，部分的阴阳树脂也可能会出现分层，可以采取以下的步骤来再混树脂,。,1)排水至液面高于树脂层5cm,2)进气混和树脂10至30分钟,DOWEX,树脂运行温度,在高于操作温度上限的条件下运行时树脂的官能基团会降解，交换容量会降低,具体的降解温度还受到离子交换器中溶解氧和催化性金属的影响,树脂最高运行温度,强酸阳树脂,强碱阴树脂,弱型树脂,树脂最高运行温度,强碱一型阴树脂的热稳定性：,特定温度下,140,小时后树脂的,Salt,Spilit,Capacity,剩余百分含量,树脂的耐氧化能力,DOWEX,树脂能承受的最大余氯范围,最大余氯含量,H,2,O,2,HNO,3,H,2,CrO,4,Cl,2,溶解氧,+,重金属,/,高温,强碱阴树脂氧化后，强碱基团变为弱碱基团,弱碱阴树脂氧化后，生成弱酸基团，吸附钠离子，再生后消耗大量冲洗水,强酸阳树脂氧化后，主链断裂，含水量上升，交换容量下降,某些树脂污染的清除方法,被硅和有机物污染的阴树脂,被铁污染的阳树脂和阴树脂,硅,/,有机物污染阴树脂的清除方法,使树脂完全失效,常规流速反洗,10-20,分钟后排水,将,1.5,个床层体积的,10%NaCl+1%NaOH,混合溶液注入离子交换器中，在一小时内排水至床层高度，继续浸泡,3-16,小时。建议将该碱性盐水升温至,50,o,C,（强碱一型和弱碱阴离子交换树脂），或,40,o,C,（强碱二型）。,在,20-30,分钟内以,2-3,床层体积的水替换盐水。,以,3-5,床层体积的出盐水快速冲洗。,双倍剂量再生（相同再生剂浓度，双倍再生时间）,冲洗后可投入使用,如果进水中有机物含量较高，推荐用这种方法对阴树脂进行常规性清洗。当有机物污染很严重时，盐水清洗法可能无法使所有的交换容量得到恢复。,铁污染阳树脂的清除方法,三种解决铁污染的方法：,空气擦洗：在床体底部喷射压缩空气以搅拌和擦洗树脂。,使用于凝结水精处理系统和其他类似于除盐水系统的水处理系统以除去不溶解的铁颗粒以及其他的杂质,高浓度的,HCl,酸洗,去除污垢和可溶解的污染物,使用还原剂,Na,2,S,2,O,3,把三价铁转换成二价铁。,应用于因采用盐酸会腐蚀系统材质的软化水及其他应用,通常以不溶解的三价铁形式污染树脂,铁污染阳树脂的清除方法,1.,先使树脂失效,；,2.,用,2,个床深体积的,10%,浓度的,HCl,循环,30,分钟（尽可能逆流）；,3.10%,浓度的,HCl,侵泡,2-4,小时；,4.,用,2-3,个床深体积的清水冲洗（尽可能逆流）；,5.,用,3-5,个床深体积的除盐水快速正洗；,用原再生浓度的,NaOH,重复再生两次,。,在步骤,2,和,4,中描述的加酸和加水应尽量采取逆流冲洗方式以保证松动树脂层并保证充分的接触时间，如果逆流冲洗,/,循环方式不能实现，那应该在酸洗前先采取反洗措施松动一下树脂层,高浓度,HCl,酸洗步骤,铁污染阳树脂的清除方法,1.,先使树脂失效,。,2.,用一个床深体积的,5%,浓度的,Na,2,S,2,O,3,循环接触,30,分钟（尽可能逆流）；,3.,浸泡,2,小时。,4.,用一个床深体积的,5%,浓度的,Na,2,S,2,O,3,循环接触,30,分钟（尽可能逆流）；,5.,浸泡,24,小时以上。,6.,用,2-3,个床深体积的清水冲洗干净（尽可能逆流）。,7.,用,3-5,个床深体积的除盐水快速正洗。,用原再生浓度的,NaOH,重复再生两次,。,处理过程中不允许采用空气擦洗，以免削弱还原剂的性能,还原剂清洗方法,铁污染阴树脂的清除方法,两种解决铁污染的方法：,高浓度的,HCl,酸洗,去除污垢和可溶解的污染物,使用还原剂,Na,2,S,2,O,3,把三价铁转换成二价铁。,应用于因采用盐酸会腐蚀系统材质的软化水及其他应用,清洗时必须确认系统材质不会被该两种药剂所腐蚀,通常以不溶解的三价铁形式污染树脂,铁污染阴树脂的清除方法,酸洗时的酸浓度应逐步提高以避免过强渗透压对树脂的冲击：,1.,先使树脂失效；,2.,用一个床深体积的,5%,浓度的,HCl,逆流循环,30,分钟；,3.,用一个床深体积的,10%,浓度的,HCl,逆流循环,30,分钟；,4.10%,浓度的,HCl,侵泡,2-4,小时；,5.,用,2-3,个床深体积的清水逆流冲洗；,6.,用,3-5,个床深体积的除盐水快速正洗；,7.,用原再生浓度的,NaOH,重复再生两次。,高浓度,HCl,酸洗步骤,铁污染阴树脂的清除方法,1.,先使树脂失效；,2.,用一个床深体积的,5%,浓度的,Na,2,S,2,O,3,逆流循环,30,分钟后在浸泡,2,小时；,3.,用一个床深体积的,10%,浓度的,Na,2,S,2,O,3,逆流循环,30,分钟后在浸泡,24,小时；,4.,用,2-3,个床深体积的清水逆流冲洗干净；,5.,用,3-5,个床深体积的除盐水快速正洗；,6.,用原再生浓度的,NaOH,重复再生两次。,还原剂清洗方法,DOWEX,树脂的再生,典型再生程度和获得的相应的运行交换容量,再生方式,再生程度,典型交换容量,(,g/l,),(lbs/ft,3,),(,eq/l,),(kgr/ft,3,),共流再生,HCl,80-120,5-7.5,0.8-1.2,17.5-26,H,2,SO,4,150-200,9.5-12.5,0.5-0.8,11-17.5,NaOH,80-120,5-7.5,0.4-0.6,8.5-13,逆流再生,HCl,40-55,2.5-3.5,0.8-1.2,17.5-26,H,2,SO,4,60-80,3.75-5,0.5-0.8,11-17.5,NaOH,30-45,2-2.8,0.4-0.6,8.5-13,超纯水系统可再生混床再生程度：,HCl,150-180g/L,NaOH,120-160g/L at 45C,典型再生效率,再生效率,=,消耗的再生剂,(,eq,/L)/,获得的运行交换容量,(,eq,/L),Back up Slides,离子交换选择性系数,阳离子选择性系数,阴离子选择性系数,