郭晓芬 刘程
陕西精益化工有限公司 陕西省神木市 719300
摘要：随着我国工业化的开展，环境问题被越发关注。近年来，由于科学技术的广泛应用，水处理手段也不断被创新，为实现污水零排放，采用离子交换制水工艺、反渗透制水工
艺、机械过滤器反洗工艺、阴、阳离子交换器再生工艺、混合离子交换器再生工艺等将水分开处理，实现了有效的回收使用。
关键词：脱盐水；离子交换树脂；排放水；
一、离子交换原理及特征
用于水处理的离子交换剂包括离子交换树脂和磺化煤。离子交换树脂是不溶的高分子化合物，由空间网结构骨架（即基质）和许多与骨架相连的活性基团组成。活化剂在水中被电离并分为两部分。（1）固体部分仍牢固地结合在骨架上，无法自由移动，形成固定离子。（2）活动部可以在一定的空间内移动，并与周围溶液中相同性质的其他离子交换反应，称为可交换离子。因此，离子交换的本质是溶液中不溶性电解质树脂与另一种电解质之间的化学反应。
离子交换树脂对溶液中各种离子的交换容量不同。对于相同种类的阳离子树脂，某些离子易于通过树脂交换而被吸附，但是吸附后的置换困难，而其他离子则更难以吸附，但置换则更容易。该树脂的性质称为离子交换选择性。离子交换再生的过程受到选择性的极大影响。可以看出，弱酸性树脂容易被酸再生，弱碱性树脂容易被碱再生。设置弱交换可以减少再生剂的消耗。上述选择性顺序仅适用于盐含量低的水。若是在盐含量高的溶液中，选择性顺序则有差异，一些低价离子处于高价离子之前。
工作交换容量是指交换剂在工作条件下可以交换的离子量，通常以体积表示。影响工作交换容量的原因很多，主要影响因素有：
（1）交换剂粒度。对于具有相同体积的离子交换剂，颗粒越小，表面积越大，交换体积也越大。但是，如果颗粒太小，则流过交换剂中的压力损失会增加，从而影响交换剂的输出。
（2）交换剂高度。交换层越高，交换剂的利用率越高，交换容量越大。交换剂层高至少为1米。
（3）原水的质量。在相同流速下，原水的盐含量和硬度增加，工作交换容量会降低。交换终端的标准也会影响交换容量。
（4）离子交换器结构。交换器的水分分布是否均匀，交换层高与交换器的直径比的方法等对工作交换容量都有一定影响。通常，直径与高度之比越小，工作交换容量越大，逆流再生的工作能力大于顺流再生的工作能力。
（5）工作条件。在操作过程中，流量和温度对操作交换容量有很大影响。例如，对于交换层高为1.5m的交换器，工作流量从10 m/h增加到30 m/h会使交换容量减少10％-15％。温度升高会增加离子交换速率，从而增加工作交换容量。建议在制水和再生过程中适当控制流量和温度。
（6）溶液的pH值对树脂反应过程有很大的影响。针对阳离子交换树脂，当溶液的酸碱度降低时，树脂中酸基的活性降低，并且工作交换容量也减少。而阴离子交换树脂，降低溶液的酸碱值会加速树脂中碱性基团的离解，增加工作交换容量。相反，阴离子树脂的功交换容量降低。一般来说，阴离子在氢离子交换之后进行，可以增加阴离子树脂的工作交换量。
（7）再生度。交换的再生度极大地影响了交换工作的能力。完全再生后，可以实现最大的工作交换容量。在正常操作中，应该注意合适的再生速率，以更好地实现再生，而不会消耗太多的再生剂[1]。
二、脱盐水树脂再生水处理技术工艺流程
1、离子交换制水
原水通过原水阀进入原水箱，在泵的推动下，经过机械过滤，然后进入阳离子交换床进行交换。原水中的大多数阳离子被H+取代，生成酸性水。原水通过原水阀进入原水箱，在泵的推动下，经过机械过滤，然后进入阳离子交换床进行交换。原水中的大多数阳离子被H+取代，生成酸性水。交换后的水去除二氧化碳后,进入中间水箱，并通过中间水泵加压，以进入阴离子交换器。原水中的大多数阴离子被OH取代。OH与进水中的H+中和产生水，因此水的酸度降低，酸碱值增加。通过减少水中的盐分含量，可以达到目标并成为合格的脱盐水，其电导率低于等于10微西每厘米，酸碱值为7-10。合格的脱盐水进入专有水箱，然后由泵送至除氧器。
2、反渗透制水
原水有两种，一种是由净水厂提供的工艺水，第二种是通过管壳式冷却器和板式热交换器回收的蒸汽冷凝水，这些冷凝器与制冷剂进行热交换并进入原水箱。蒸汽冷凝水以0-100立方米每小时的流速间歇性地供应。原水泵安装在原水箱的出水管中，原水泵用于将絮凝剂，氧化剂和原水加压，使其充分混合，然后使原水胶体絮凝，提高过滤器的效果。加入氧化剂以将不稳定离子氧化成稳定离子。处理过滤器和活性炭后，进入安全过滤器以过滤并除去直径不小于5微米介质，以阻止其刮擦反渗透膜元件。同时，在安全过滤器之前，在管道中安装了还原剂加药装置和阻垢剂加药装置。还原剂通常使用碳酸氢钠，是一种可减少进水中氯并防止膜组件氧化的溶液。防垢剂是一种有机化合物材料，不仅可以与LSI2.8一起使用，其主要功能是相对增加水中物质溶解性，可防止碳酸钙和硫酸钙阻塞膜，使铁离子不会阻塞膜中的微孔。安全过滤器中的排水通过高压泵加压到反渗透装置，只有渗透的水中含有游离的二氧化碳，在缓冲水箱除去二氧化碳后，大部分的游离二氧化碳被去除，水进入缓冲水箱由增压水泵加压并送至混合床，混合床中经过进一步脱盐的高纯水进入脱盐专用水箱，并由水泵送至供水站。
3、机械过滤器反洗
过滤器运行一段时间后，压差会增加，因此此时必须对过滤器进行反冲洗。反冲洗使用浓缩水收集箱中的浓缩水反冲洗泵加压，通过阀门进入过滤器底，再从过滤器顶部排放到沟槽中，然后进入再生中和池。反冲洗流速为300立方米每小时，持续8~15分钟，直到水变清为止。
4、混合离子交换器再生
混合床阳离子树脂采用逆流再生，阴离子树脂采用顺流再生。再生酸通过管道直接送至硫酸储罐，碱通过碱卸载泵进入碱储存箱，然后流入酸碱计量箱。再生泵从脱盐水箱中抽水，对其加压，然后进入酸碱喷射器，后者使用加压水从酸碱计量罐中吸收酸和碱。稀释后，混合层阳离子和阴离子树脂同时再生，再生液体的质量分数为3％-4％。
5、反渗透清洗
反渗透清洗包括化学清洗和泵停低压清洗。化学清洗是在混合层中使用水和添加剂后，打开洗涤水泵和回流阀，以完全混合并溶解化学液体，再关闭回流阀，洗涤液通过管线进入1段和2段反渗透，并通过回流阀返回到洗涤水箱。清洁可以分阶段进行，首先清洗污染低的1段，然后进行2段清洁。低压清洗则是每次关闭反渗透设备时，都需要低压回洗。来自增压泵的脱盐水通过净化水管道进入第1和第2段，然后通过洗排水阀和浓缩液排放阀排放到沟槽中，以完全替代系统中的浓缩水[2]。
6、酸碱废水处理
一般来说，混合床再生污水从中间排放管道汇入原始脱盐装置阴离子床再生液的出口，然后通过管道泵转移到复合肥污水碱液罐中进行存储，并定期使用冰晶石。在异常情况下，污水直接从中间排水管排放到酸碱中和罐中，水通过废液输送泵排放到磷酸装置中以进行再利用。
结束语：在科学技术发展的大背景下，越来越多的企业开始应用脱盐树脂处理设备。加强操作过程中脱盐水处理单元的检测和管理，以便在出现问题时可以根据问题的类型进行处理。同时，应及时更换设备的使用情况，以进一步改善脱盐装置的预处理系统，避免由于设备的老化而导致脱盐装置的运行效率下降的情况，并应进一步阐明工艺流程以减少操作，可以在减少成本的同时保障企业的稳定生产。
参考文献：
[1]高林.离子交换原理及脱盐水工艺[C]//2014青岛国际脱盐大会.0.
[2]陈玉龙.脱盐水处理装置存在问题及改进措施分析[J].中国科技博览,2015(42):46-46.