离子交换水处理系统 工艺设计说明书

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1、离子交换水处理系统工艺设计说明书目录1工艺设计说明51.1工艺设计依据51.2原理介绍61.3流程介绍81.4树脂再生与否的选择91.5出水质量要求111.6处理能力及水池水量122主要设备设计计算122.1树脂柱设计计算122.1.1设计依据122.1.2阳离子柱设计计算132.1.2.1柱内径D内1计算132.1.2.2柱高H1计算142.1.2.3再生周期计算142.1.3阴离子柱设计计算152.1.3.1柱内径D内2计算162.1.3.2柱高H2计算162.1.3.3再生周期计算172.1.4混合交

2、换柱设计计算172.2过滤器设计计算172.3除碳器设计计算192.3.1工作面积计算202.3.2填料高度计算212.4槽罐设计计算222.5管路设计计算222.5.1进出水管232.5.2树脂注入管232.5.3树脂卸出管232.5.4压空进气管232.5.5呼排管243废物治理244附图附表24附图：24附图1设备布置平面图24附表：24附表1主要设备、材料一览表25附表2管道特性表251工艺设计说明1.1工艺设计依据（1）《水处理工程师手册》(北京：化学工业出版社，2000)；（2）《锅炉水处理技术

3、》(郑州：黄河水利出版社，2003)；（3）《火电厂水处理及水质控制》(北京：中国电力出版社，2008)；（4）GB50109-2006工业用水软化除盐设计规范；（5）HG/T20519-2009化工工艺设计施工图内容和深度统一规定；（6）HG/T20553-2011化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列；（7）GB17279—1998水池贮源型γ辐照装置设计安全准则；（8）GB7465-2009高活度钴60密封放射源。1.2原理介绍离子交换柱的结构和一级复床加混床系统原理图如图1和图2所示。如图2所示的一级

4、复床加混床系统，是水处理专著文献《水处理工程师手册》(北京：化学工业出版社，2000)、《锅炉水处理技术》(郑州：黄河水利出版社，2003)的推荐流程，其系统较简单，出水水质稳定。该系统采用化学法对进水进行除盐处理，水中的各种盐类几乎都可被除尽，出水水质主要指标为：电导率小于20μS/m。该系统中，当水通过强酸性H离子交换树脂时，水中的各种阳离子被树脂中的H+交换后留在树脂中，而H+则到了水中，其交换反应可用下式综合表示：由上述反应式可知，阳床的出水呈酸性，其中含有和进水中阴离子相应的H2SO4和HCl等强

5、酸，以及H2CO3和H2SiO3等弱酸。通常H2CO3在酸图1离子交换柱的结构性水中成为CO2。随后，阳床出水由除碳器上部经喷淋装置，流过填料层表面，空气自下部风口进入逆流穿过填料层。水中的游离二氧化碳迅速解析进入空气中，自顶部排出，其残留量可达5mg/L。然后，再进入阴床。这时水中各种阴离子被OH型树脂交换吸附，树脂上的OH-则被置换到水中，并与水中的H+结合成H2O，其交换反应可用下式综合表示：经复床除盐后，出水水质达到初级纯水的水平。最后，复床的出水进入混床，进一步纯化除盐，出水电导率达20μS/m以

6、下。从而，实现原水的净化处理。图2一级复床加混床除盐系统原理图1—阳床；2—除二氧化碳器；3—中间水泵；4—阴床；5—混床1.3流程介绍离子交换水处理系统工艺管道及仪表流程图如图3所示。如图所示，首先树脂由树脂注入口通过漏斗（F01/1～3）注入树脂柱内。树脂注入口还可以作为备用管口，如用于柱内树脂的酸碱洗涤等。管道W01-32P为进水管道的旁路，用于调节系统的进水流量，超出处理能力的池水直接由此旁路返回池内。进水由经石英砂过滤器和活性炭过滤器两级过滤后，按1.1小节所述原理及图2中的流程依次进入由阳离子交

7、换柱(R01)、除碳器(R02)、阴离子交换柱(R03)和混合离子交换柱(R04)，进行阴阳离子交换纯化及除碳。石英砂过滤器和活性炭过滤器具有滤去水中游离物、微生物、部分重金属离子的作用。若池水电导率符合要求，只是为了除去之中的铁锈、絮状物等渣滓，池水可仅经两级过滤后，由管道W03-15P直接返回水池。各柱进出液管道上均设有在线电导率仪、压差变送器及管道过滤器，其中，电导率仪用于测定出水水质；管道过滤器用于过滤出水中的碎树脂等小颗粒物质；压差变送器用于指示管道过滤器前后的压差，当压差达到一定值后对其中过滤芯

8、子进行更换。同时，在各管道上还设置有取样点，取样后送分析室分析电导率等，并与在线电导率显示数据相对比。为防止柱内树脂的板结等情况，造成进水流动不畅，各柱上均设置了压差测量仪表和压空进气管。压差测量仪表安装在柱子进出水管上。压差测量仪表显示值达一定值或进水流速变慢时，由压空进气管向柱内通入压空可以疏松柱内树脂确保水流畅通。待各柱树脂达到工作交换容量，即出水水质达不到要求后，开启树脂卸出管道上的相关阀门，同时向柱内注