混床离子交换树脂电再生技术.pdf

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1、第39卷第5期当代化工Vo1．39．No．52010年10月ContemporaryChemicalIndustry0ctober，2010混床离子交换树脂电再生技术王方，王明亚，王明太(1．清华大学热能工程系，北京100084；2．苏州华清水处理技术有限公司，江苏常熟215500)摘要：用HO分子电离所产生的H’和OH一离子，用水这一再生剂，代替酸碱再生失效离子交换树脂的体外电再生技术，使离子交换水处理变为一种绿色环保水处理技术。从电再生系统、原理、验证和实验及工程应用等几方面，介绍了这项高科

2、技创新技术。关键词：离子交换树脂电再生；电再生；混床；超纯水中图分类号：TQ425．2文献标识码：A文章编号：1671—0460(2010)05—0563-04在制备纯水或超纯水的脱盐系统中，通常都采生，就可以理解复床的电再生。本文只讨论混床的用混床作为精处理设备，而在电子行业用的超纯水电再生。制水系统中，更采用专用的抛光混床作为出水水质混床离子交换树脂体外电再生系统见图1。把关的终端设备，用抛光混床处理水，使出水电阻率接近理论纯水的电阻率18．2Mr／·cm。常用混床失效后，要用酸、碱再生失效

3、的树脂，使其恢复脱盐能力。这种再生操作繁琐，操作中还会排出大量废酸、碱，这会严重污染环境。随着人们环境意识的提高，力图探求其它无污染的再生树脂工艺。有人用水蒸汽或高温水进行树脂热再生，也有人将阳极插入阳树脂和阴极插人阴j树脂来再生失效的树脂，进行了树脂电再生的尝图1混床离子交换树脂体外电再生系统Fig．1Systemofouterelectro·generationofresininmixedbed试[j】。这些没有采用酸碱化学再生的方法，再生效果1一混床；2一纯水；3一水力输送泵；4一体外电再

4、生器；不好，未得到实际应用。1996年笔者在研究电去离5一浓水入13；6一浓水出13子(EDI)净水技术时，提出了描述电去离子过程的图l中，体外电再生器的结构类似于EDI装反应叠加模型[2J，发明了一种利用水的电离来再生置，它相当于一个不填装树脂的空的EDI装置。在树脂的新方法，这种树脂再生法，以电能为推动普通混床失效从脱盐系统解列后，不必将阴、阳树力，用水作为再生剂，不用酸碱化学药剂，操作简脂分开，可直接用纯水通过水力喷射器将失效混合化，也无废物排放，不污染环境，称之为离子交换树树脂抽吸人体外

5、电再生器。只要源源不断地将混床脂电再生法，它是一种无污染的绿色再生工艺[51。中的失效树脂，从原混床抽出再送人体外电再生器，在直流电场的作用下，就有再生好的树脂从出l再生系统介绍口徐徐连续流出。在体外电再生器内进行着树脂的离子交换树脂电再生有复床和混床电再生2动态电再生过程。种方式，复床电再生时，阳床只利用H+离子再生失这时电再生器内树脂层的再生状态见图2。效阳树脂，阴床只利用OH一离子再生失效阴树脂，图2中，树脂颗粒下层涂黑色表示完全失效，所以，复床的电再生过程比较单纯，比较简单。混床中层涂灰

6、色表示已部分再生，上层空白为已再生。电再生时，阴、阳树脂不分开，电离所产生的H+和动态电再生时，树脂层由完全失效层、部分再生过OH一离子自行分别再生失效的阳、阴树脂，所以，混渡层和完全再生层所组成，在稳态条件下，这种分床电再生过程比较复杂。因此，讨论了混床的电再层分布状态基本不变。混床动态电再生是比较理想收稿日期：2010—08一l3作者简介：王方(1938一)，男，浙江平湖人，教授，1962年毕业于清华大学，主要从事工业水处理技术的研究与开发。电话：010—62786321，E—mail：wa

7、ngfang@mail．tsinghua．edu．cn。564当代化工第39卷第5期的再生方式，由于处在流动状态，有利于离子扩散热力势时，水就会解离成H+和OH一离子[61，由于水传质，也就是树脂颗粒表面扩散层较薄，离子传质电离发生在树脂或膜与水界面上，水电离所生成的速度较快，因此相应的再生延续时间较短。另外，由H+和OH一离子很容易马上与失效树脂上的Na和于树脂电再生是一个连续过程，电再生室的体积可Cl一离子发生交换反应，它们迁移的路程极短，全部以设计的较小，相应的利用率较高，体外输送装备电离

8、离子中发生复合的较少，在直流电场的作用全部自控，操作极少。凝结水高速混床体外酸碱再下，交换反应所产生的产物Na和Cl一离子，并不积生工艺是一项现在正在使用的成熟技术，可很方便累，又通过交换膜被迅速地迁移出淡水室，这避免地将其树脂体外输送技术引用过来。了发生逆向交换反应，使后续交换反应能继续进regeneraledresin行。最终，使失效树脂得到再生。f：l因此，在适当的工艺条件下，只要水不断地电离出H+和OH一离子，又不断地消耗于失效树脂的Cl再生，就不断地进行着EDI净水设备内树脂的自行+再