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四川離子交換樹脂罐和離子交換器有何不同?成都森格爾環??萍加邢薰緸榇蠹抑v解一下。
離子交換樹脂硫酸再生酸消耗量廢水排放
離子交換樹脂是用于軟化水的交換劑,在使用一段時間后,吸附的雜質接近飽和狀態,就要進行再生處理,使之恢復原來的組成和性能。目前,國內樹脂的再生常用化學藥劑酸堿法:使失效的樹脂恢復交換能力,酸的使用通常采用HCl或H2SO4,堿的使用一般采用NaOH。
目前,我公司脫鹽水的裝備能力有:40m3/h固定床三個系列,120m3/h雙室浮動床兩個系列,工藝流程是:原水陽離子交換器除碳器中間水箱陰離子交換器脫鹽水箱。在生產中,采用酸堿法再生離子交換樹脂,陽離子交換樹脂的再生原來一直采用HCL,但再生過程產生的大量含CL-廢液難以處理,為解決廢水的排放問題,將再生劑改為H2SO4。
下面就H2SO4再生和HCL再生進行比較:
1、操作方法不同1.1H2SO4再生相對于HCL再生來說要復雜一些:HCL再生采用的是一步再生法,即進行預噴射后,將再生酸濃度一次性調節到指標范圍內(一般控制3~4%),再生液流速≤5m/h,以穩定的濃度、流速將需要消耗的再生劑量消耗完,開始后面的置換、清洗步驟;1.2H2SO4再生采用的是兩步再生法,即進行預噴射后,將再生酸濃度調節到0.7~1.5%,再生液流速7~10m/h,一步再生消耗再生劑總量的60%;第二步再生在第一步再生濃度的基礎上,將再生液濃度直接調節到1.5~3.0%,再生液流速5~7m/h,第二步再生消耗再生劑總量的40%,當需要消耗的再生劑量全部消耗完時,開始后面的置換、清洗步驟。
2、再生劑消耗量不同采用HCL再生和采用H2SO4再生消耗的酸量不同,生產成本不同。我公司固定離子交換器采用的是001*7的強酸性樹脂,雙室浮動離子交換器采用的是001*7的強酸性樹脂和D113-III的大孔弱酸性樹脂,樹脂在不同的交換器和使用不同再生劑時,工作交換容量不一樣。我公司離子交換設備樹脂裝載量及樹脂的參數如表(一)所示:表(一)樹脂型號001×7D113-III備注固定床裝載量(m3)4.0*雙室浮動床裝置量(m3)7.852.82樹脂工作交換容量(mol/m3)10002300HCL再生樹脂工作交換容量(mol/m3)650*H2SO4再生固定床樹脂工作交換容量(mol/m3)9001600H2SO4再生雙室浮動床再生劑消耗量按下式計算:G=V1×EG×N×n/1000公斤(1)式中:V1……1臺交換器中裝載樹脂的體積,m3;EG……樹脂的交換容量,克當量/米3;N……再生劑當量(或每1克當量再生劑所相當的克數,克/克當量;)n……再生劑實際用量為理論量的倍數,又稱再生劑倍率。實際消耗再生劑量為:GG=G/ε×100公斤(2)式中:ε——工業產品中再生劑的含量,以百分率表示,%。再生劑的當量為:H2SO4=49,HCL=36.5;HCL再生固定離子交換器的再生劑倍率取1.5,再生雙室浮動床的再生劑倍率取1.3;H2SO4再生固定離子交換器的再生劑倍率取1.6,再生雙室浮動床的再生劑倍率取1.2,根據式(1)和式(2)計算可得酸消耗量如表(二)所示:表(二)固定離子交換器雙室浮動離子交換器消耗HCL量(kg)消耗H2SO4量(kg)消耗HCL量(kg)消耗H2SO4量(kg)219(100%)203.84(100%)680.24(100%)680.72(100%)730(30%)208(98%)2267.48(30%)694.62(98%)從表中數據可以看出,固定床系列H2SO4再生酸消耗量較HCL再生低,成本下降1.813元/次,雙室浮動床系列H2SO4再生消耗酸量與HCL相當,生產成本上升6.28元/次。(我公司生產的HCL為335.00元/噸,H2SO4為344.00元/噸。)HCL再生和H2SO4再生陽離子交換樹脂,運行情況比較如下:表(三)硬度(mmol/l)脫鹽水電導率(μs/cm)PH值周期制水量(m3)備注固定床系列0.023.57~8640HCL再生陽床浮動床系列0.013.17~82900固定床系列0.0233.177~8644H2SO4再生陽床浮動床系列0.013.27~83000從表中數據可以看出,H2SO4再生和HCL再生相比,裝置周期制水量和出水指標基本一致。
3、廢液排放量和處理廢液成本不同離子交換樹脂運行一個周期后再生時排出的酸、堿性廢液量,在處理一般水質的原水時,約占除鹽系統出力的5~10%,對于陽離子交換樹脂而言,采用HCL和采用H2SO4再生由于在操作控制上有區別,產生的廢液量不同,使生產成本不同。
3.1我公司的脫鹽水裝置再生操作參數如表(四)所示:表(四)固定床浮動床陽床陰床陽床陰床HCL再生H2SO4再生NaOH再生HCL再生H2SO4再生NaOH再生小反洗流量m3/h303030***小反洗時間(min)202進再生液濃度(%)30.81.530.82.522進再生液流量(m3/h)1014101622161016進再生液時間(min)45654285140823055置換流量(m3/h)101010161616置換時間(min)303030303030清洗流量(m3/h)3030303535353.2廢液排放量計算
3.2.1酸性廢液排放量Q1,一般只考慮中和前陽離子樹脂交換器酸性廢水排放量,陰離子樹脂交換器少量酸性廢水的排放量忽略不計,按下式計算:Q1=V1+V2+V3+V4+V5m3/周期(3)式中:V1——反洗(或逆流再生的小反洗)水量,m3;V2——進交換器稀再生液的體積,m3;V3——置換水量,m3;V4——正洗水量,m3;V5——逆流再生時頂壓前的放水量m3;根據式(3)計算,可得酸性廢水排放量如表(五)所示:3.2.2堿性廢水排放量Q2計算一般只考慮中和前陰離子樹脂交換器堿性廢水的排放量。Q2=V2+V3+V4m3/周期(4)式中各符號含義同前。根據式(4)計算,可得堿性廢水排放量見表(六)所示:
3.2.3自行中和時剩余酸量的計算水處理站內酸堿自行中和后,剩余的酸量G4按下式計算:廢酸液中能被廢堿液中和部分的酸量G3=G2*N1/40kg/周期(5)剩余酸量G4=G1-G3kg/周期(6)式中:G2——陰離子交換器再生時消耗的NaOH量,kg;N1——再生用酸的摩爾質量;G1——陽離子再生時消耗的酸量,kg;根據式(1)計算可得固定陰離子交換器再生消耗100%NaOH為102.94kg,雙室浮動陰離子交換器再生消耗100%NaOH為546.36kg;根據式(5)、(6)計算,可得離子交換器再生廢液經過自行中和后,剩余的酸量、中和剩余酸需100%的NaOH量見下表所示:固定床浮動床HCL再生H2SO4再生HCL再生H2SO4再生G3(kg/周期)93.93126.10498.55669.29G4(kg/周期)125.0777.74181.6911.44剩余酸量消耗100%的NaOH137.0631.73199.114.67從表中數據可以看出,中和廢水成本方面,H2SO4再生較HCL再生成本有所下降,其中固定床系列成本降低163.26元/周期,浮動床系列成本降低301.388元/周期。
4、結論:H2SO4再生陽離子交換樹脂效果與HCL再生效果相當,但H2SO4再生操作較HCL再生復雜,并且由于再生時濃度控制得低,再生耗時較HCL再生長,廢水排放量較HCL再生高;
H2SO4再生陽離子交換樹脂酸消耗成本比HCL再生稍高,但H2SO4再生產生的廢水,中和處理成本較HCL再生產生的廢水中和處理成本低得多,使脫鹽水裝置總生產成本降低,并且廢水中SO42-離子比CL-離子易處理,對環保排水有利。因此,硫酸再生陽離子交換樹脂值得推廣.
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