混床计算参考.docx

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混床计算参考

1、运行

本系统有两种进水方式：

软化（软化器处理水）进水和初脱盐（反渗透处理水）进水，分别由各自的控制阀控制进水。

运行时，开初脱盐进水控制阀、进水阀、产水阀，其他阀们均应关闭！

2、反洗

关闭进水阀、产水阀；打开反洗进水阀、反洗排放阀，以10m/h反洗15min。

然后，关闭反洗进水阀、反洗排放阀。

静置，沉降5~10min。

开排气阀、中排阀，部分排水至树脂层表面上10cm左右，关闭排气阀、中排阀。

3、再生

开进水阀、加酸泵、进酸阀、中排阀，以5m/s、200L/h对阳树脂进行再生，用反渗透产水对阴树脂进行清洗，维持柱内液面在树脂层表面上10cm。

对阳树脂再生30min后，关进水阀、加酸泵、进酸阀，开反洗进水阀、加碱泵、进碱阀，以5m/s、200L/h对阴树脂进行再生，用反渗透产水对阳树脂进行清洗，维持柱内液面在树脂层表面上10cm，再生30min。

4、置换、混脂、冲洗

关加碱泵、进碱阀，开进水阀，上下同时进水对树脂进行置换、清洗。

30min后，关进水阀、反洗进水阀、中排阀，开反洗排放阀、进气阀、排气阀，以压力0.1~0.15MPa，气量2~3m3/（m2·min），混合树脂0.5~5min。

关反洗排放阀、进气阀，沉降1~2min。

开进水阀、正洗排放阀，调节排气阀，灌水至柱内无空气后，关排气阀，对树脂冲洗。

当电导率达到要求时，开产水阀，关正洗排放阀，开始制水。

楼上的兄弟写得详细，但有些步骤没写出来。

我有几点问题请教：

1，无论分步再生还是同步再生，理论上均应将液位降至阴树脂层上10cm处（从第二个视镜能看到阴树脂表层），以防止罐体内的水稀释碱液。

问题是在再生进药时，如何保持床体内液位的恒定？

2，进行空气混合树脂时，也必须将液位降低至阴树脂层上10cm处。

气混结束后迅速排水。

问题是，开始正洗的时候，罐体内充满了气体，此时必须正洗排水阀和排气阀同时打开，但如此正洗水会短流，且要较长时间才能将罐体充满水；或者先不开正洗排水阀先排气，但不能做到刚排完气的时候同时打开正洗排水阀。

主要问题是，如果做到全自动，如何控制排气阀关闭的问题。

3，至于SIO2的问题，因为硅酸是不会在电导里面表现出来的，而在线硅酸分析仪很贵且不好用。

所以，混床经常会电导还很低，硅酸却超标了。

混床的再生

一、反洗

          1、开启混床反洗排水门，启动中间水泵，缓慢开启反洗进水门待树脂层松动后，逐渐开大反洗进水门，控制反洗流速10-15m/h，并保持树脂层上升至视镜中心线。

反洗时注意观察排水口处不要有树脂跑出.

2、冲洗至反洗排水清后，停下中间水泵、关闭反洗进水门，快速开启正洗排水门，让树脂快速落实。

3、关闭正洗排水门和反洗排水门，从下视镜检查树脂应有明显分层界面（两种树脂颜色的深浅差别）。

否则应重新反洗分层。

正常反洗分层的时间一般为15-20min。

二、阴树脂进碱：

  1、放水：

开空气门和中间排水门，排水至树脂层以上100-200mm，关闭中间排水门。

  2、进碱：

启动再生专用泵，开启碱喷射器进水门和混床进碱门与中间排水门，调整流速15-20m3/h然后开启碱计量箱出口门，使进碱浓度为2-3%。

开酸喷射器进水门和混床进酸门，从底部进入一定流量的除盐水，并同进碱水一起从中部排水装置排出，其作用是防止碱液向阳树脂中渗漏。

  3、冲洗：

混床进碱时间为40-45分钟，进碱完毕，关闭碱计量箱出口门，保持原喷射器流速，对阴树脂进行冲洗至排水OH碱度≤0.5mmol/L将流速降至1.0-1.5m/h。

三、阳树脂进酸：

  1、进酸：

开大酸喷射器进水门和混床进酸门，调整流速15-20m3/h，开启酸计量箱出口门，使进酸浓度为3-4%，进酸时间为30-40分钟。

  2、冲洗：

混床进酸结束，关闭酸计量箱出口门。

保持喷射器流速不变，冲洗至排水酸度≤0.5mmol/L，停再生专用泵，关闭酸、碱喷射器进水门，混床进酸进碱门，中间排水门。

四、    混脂：

1、开混床进气门，反洗排水门。

然后开中间排水门放水至树脂层以上100-200mm，关闭中间排水门。

2、开罗茨风机与混床进气门，风压0.1-0.15Mpa，进气量使树脂层全部翻动起来即可。

进气时间3-5分钟。

停下罗茨风机，关闭进气门、反洗排水门。

五、正冲洗：

  启动中间水泵，开混床进水门、正洗排水门（当空气门有水流出时，关闭空气门），以10-15m/h流速冲洗至排水合格。

开启混床出水门，关闭正冲排水门，混床即投入运行（或停下备用）。

六、注意事项

  1、混脂应采用无油润滑空压机或罗茨风机。

  2、反洗分层时，要严格控制树脂上升高度，防止跑树脂。

  3、混床阴阳树脂装填比是2：

1，其分界线正好在中部排水装置中心线上。

  4、混床再生中，发现树脂分层不明显时，可注入碱液，使阴树脂尽可能的转变成OH型，阳树脂转变成Na型，加大两种树脂的密度差，以利于分层，具体方法为：

a、    反洗完毕，待树脂落实下来，保持树脂上部有100-200mm水层。

b、    开启碱喷射器向混床注入少量（如0.1-0.2m3浓度30%）的碱，注入浓度为1.5-2.0%。

c、    注碱完毕，关闭正洗排水门，静置10-15分钟。

d、    静置完毕，重新开始分层操作，待分层排水中无泡沫时，关闭反洗入口门。

速开正洗排水门，待树脂落实后关闭正洗排水门。

阴阳树脂从颜色上观察应有明显的分界限。

表示分层效果良好。

5、工业酸碱的质量和再生液的温度（尤其对阴树脂）对混床的再生效果也有着直接的影响。

6、一般采用混床进酸量为理论量的2倍，进碱量为理论量的3倍。

但是，在保证了进酸、碱的浓度和时间的条件下，往往用量要比此数值还高些，否则，难以保证再生效果。

混床再生方法

体内混床再生方法，可分为碱液流经阳、阴树脂层的两步再生法，酸、碱分别流经阳、阴树脂层的两步再生法和同步再生法三种。

本系统混床再生是采用酸、碱分别流经阳、阴树脂层的两步再生法

工艺程序如下：

（1）运行：

运行流速40～60米/时，出水水质超过规定指标即为运行终点。

（2）分层：

反洗流速10米/时，反洗时间15分钟。

一般用树脂层的膨胀率控制反洗流量，反洗结束时应缓慢关闭进水阀，使树脂颗粒逐步沉降，以沉降后阳、阴树脂层界面是否清晰判别分层效果。

如一次操作未达要求，可重复操作以获得满意的分层效果。

（3）进碱：

烧碱用量：

200~250克/克当量。

再生液浓度：

4%。

再生液流速：

5米/时。

进碱前应先将柱内积水排至树脂层以上50~100毫米处，避免不必要的再稀释。

碱再生废液由中排装置排出，同时下部用清洗水顶托碱再生液，以减少废液对阳树脂的影响。

（4）进酸：

盐酸用量：

100~150克/克当量。

再生液浓度：

5%。

再生液流速：

5米/时。

同时上部仍应保持一定流速的清洗水压住废酸再生液，以减少对树脂的影响。

进完再生液后应有部分进水以置换树脂层中的酸液。

（5）清洗：

如用相当于混床出水水质的水进行清洗，则以排水基本中性为终点，如用进水进行清洗，则以排水与进水的酸、碱度接近为终点。

此法可以避免碱液通过阳树脂层时会产生硫酸钙（CaSO4）、氢氧化钙（Ca（OH）2）、氢氧化镁（Mg（OH）2）的沉积物，并使阳树脂全部变成钠型，需要用较高的酸耗才能保证阳树脂的再生效果的缺点，并可缩短再生时间，但操作较为困难，需要适当控制进再生液与进清洗水的流速。

1.8m直径混床截面积按2.54m2计算，阴树脂高Hs=1000mm，则体积Vs为2.54m3阳树脂高Ha=500mm，则体积Va为1.27m3参照上面的数据，同时强阴树脂工交Es按300mol/m3，碱耗as按250g/mol；强阳树脂工交Ea按1000mol/m3，酸耗aa按150g/mol计算，先计算耗碱量：

需100%碱为：

Vs*Es*as/1000=（2.54*300*250）/1000=190.5kg需30%工业碱为：

190.5/30%＝635kg耗酸量：

需100%酸为：

Va*Ea*aa/1000=（1.27*1000*150）/1000=190.5kg需30%工业酸为：

190.5/30%＝635kg个别参数可以根据实际调整，我这里均取最大值，供参考

附录F离子交换器设计参考数据

时间：

2008-05-16来源：

作者：

表F.1顺流离子交换器 

注：

①运行滤速上限为短时最大值，对于强酸阳离子交换器和强碱阴离子交换器，当进水水质较好或采用自动控制时，运行滤速可按30m/h左右计算（以后同）。

②硫酸分步再生时的浓度，酸量的分配和再生流速，可视原水中钙离子含量占总阳离子含量比例的不同，经计算或试验确定。

当采用两步再生时：

第一步浓度（m/m，下同）0.8%～1%，再生剂用量不要超过总量的40%，流速7～10m/h；第二步浓度2%～3%，再生剂用量为总量的60%左右，流速5～7m/h。

采用三步再生时：

第一步浓度0.8%～1%，流速8～10m/h；

第二步浓度2%～4%，流速5～7m/h；第三步浓度小于4%～6%。

流速4～6m/h，第一步用酸量为总用酸量的1/3。

③离子交换树脂的工作交换容量，可根据附录中的工艺性能曲线或厂家提供的资料确定，没有资料时，可参考本表数据。

④置换流速与再生流速相同。

表F.2对流离子交换器（逆流再生）

注：

①大反洗的间隔时间与进水浊度、周期制水量等因素有关，一般约10～20d进行一次。

大反洗后可视具体情况增加再生剂量50%～100%。

②顶压空气量以上部空间体积计算，一般约为0.2～0.3m3/（m3·min）；压缩空气应有稳压装置。

③为防止再生乱层，应避免再生液将空气带入离子交换器。

④硫酸分步再生时的浓度、酸量分配和再生流速，可视原水中钙离子含量占总阳离子的比例不同，经计算或试验确定，采用分步再生的技术条件参见表F.1。

⑤再生、置换（逆洗）应用水质较好的水，如阳离子交换器用除盐水、氢型水或软化水，阴离子交换器用除盐水。

⑥离子交换树脂的工作交换容量，可根据附录中的工艺性能曲线或厂家提供的资料确定，没有资料时，可参考本表数据。

表F.3对流离子交换器（浮动床）

注：

①最低滤速（防止落床、乱层）：

阳离子交换器大于10m/h，阴离子交换器大于7m/h；树脂输送管内流速为1～2m/s。

②硫酸分步再生技术条件参见表F.1。

③本表中离子交换树脂的工作交换容量为参考数据。

④反洗周期一般与进水浊度、周期制水量等因素有关。

反洗在清洗罐中进行，每次反洗后可视具体情况增加再生剂量50%～100%。

表F.4对流离子交换器（双室床、双室浮动床）

续表F.4

1、先根据床体直径（D）、树脂层高（H）、树脂工交（E）和酸耗量（a）计算出所耗100%酸量（ma）；

2、用此酸量求出工业酸的量（mp,工业酸浓度c1一般为30%）；mp=ma/c1

上述流速是用来算再生自用水量与再生时间的

1.8m直径混床截面积按2.54m2计算，

阴树脂高Hs=1000mm，则体积Vs为2.54m3

阳树脂高Ha=500mm，则体积Va为1.27m3

参照上面的数据，同时强阴树脂工交Es按300mol/m3，碱耗as按250g/mol；强阳树脂工交Ea按1000mol/m

3、酸耗aa按150g/mol计算，先计算耗碱量：

需100%碱为：

Vs*Es*as/1000=（2.54*300*250）/1000=190.5kg

需30%工业碱为：

190.5/30%＝635kg

耗酸量：

需100%酸为：

Va*Ea*aa/1000=（1.27*1000*150）/1000=190.5kg

需30%工业酸为：

190.5/30%＝635kg

个别参数可以根据实际调整，我这里均取最大值。

仅供参考

除盐水处理系统计算书1由于原水水质较好，水中TDS含量较低。

因此，本项目推荐选用传统的成熟工艺离子交换器作为系统的主脱盐设备；系统初期投资成本低、易于实现自动化。

离子交换器采用双床浮动床工艺，它具有处理水量大、占地面积小、交换容量高等优点。

根据计算，一级阳阴离子脱盐后的产水尚未达到生产工艺用水的要求，所以，在一级除盐装置之后，设置混合离子交换器，其出水水质完全满足设备采购方出水要求。

为保证关键设备离子交换器的长期可靠稳定运行，则必须设置符合水质特点的预处理系统，满足离子交换器进水指标：

SS<3mg/L。

22.1工艺流程：

由净化水场来的原水经过水处理系统后到达超高压锅炉给水的要求后，通过管道送到除氧水站供超高压和高压锅炉使用。

原水由全厂新鲜水管网送入除盐水站后，部分去凝结水换热后进生水罐，生水经新鲜水泵加压后，先经过滤器后进入阳离子交换器，因原水中HCO3-含量为20-42.1mg/L，为减少后级阴离子交换器的负荷，经过除CO2器除去重碳酸根后，由中间水泵经阴离子交换器和混合离子交换器后，去除盐水罐，最后由除盐水泵加压进除盐水管网供各用户使用。

主体设备为单元式运行排列，同时也考虑母管式的连接组合。

为了减少设备的台数、减少再生次数和酸碱耗量，1除盐水处理系统计算书增加运行时间。

工艺如下：

（原水箱）→原水泵→多介质过滤器→阳离子交换器→脱塔碳→中间水箱→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐水泵→使用点2.2为了保证除盐水系统供应的可靠性，选择了五个系列；正常情况下，三个系列运行,一个系列再生，一个系列备用。

其中设备包括：

10台150吨/小时的纤维球过滤器（Ø2600mm），5套300吨/小时阳离子交换器（Ø3000mm），5套300吨/小时阴离子交换器（Ø3000mm），5套300吨/小时混合离子交换器（Ø2800mm）与其它辅助设备等组成。

2.3本套水处理设备的原水水质按提供的水质报告设计，而最终制出900吨/小时除盐水。

11.1除盐水物流特性本项目的原水来自于菱溪水库，其水质（供参考）为：

分析项目单位分析结果PH值6.98~7.58SO42-mg/L1.8~3.51CL-mg/L2.87~14.85NO3-mg/L0.42~1.28CO32-mg/L0HCO3-mg/L20~42.1游离CO2mg/L1.01~3.022除盐水处理系统计算书分析项目单位分析结果硅酸根（SiO2计）mg/L12.48~14.48Ca2+mgN/L0.06~0.09Mg2+mgN/L0.09~0.17总铁mgN/L0.015~0.14总硬度mgN/L0.13~0.25溶解氧mg/L6.37~13浑浊度度0.4~4.0电导率μs/cm8~24总悬浮固体mg/L5~78总溶解固体mg/L44~432经净化水场后的水质指标分析项目单位分析结果PH值7.99SO42-mg/L3.44CL-mg/L3.88NO3-mg/L1.25CO32-mg/L0HCO3-Mmol/L0.342游离CO2mg/L-硅酸根（SiO2计）mg/L0.371/2Ca2+mmol/L0.2061/2Mg2+mmol/L0.104总铁mg/L-总硬度Mmol/L0.31溶解氧mg/L-3除盐水处理系统计算书浑浊度度-电导率μs/cm-总悬浮固体mg/L-总溶解固体mg/L-1.2PH（25）℃6～7硬度μmol/L≈0电导率μs/cm（25°C）≤0.2铁μg/L≤20铜μg/L≤3SiO22-μg/L≤202处理水量为：

900m3/h处理水量为：

900m3/h，考虑系统自用水量10%，混床处理能力为990m3/h，采用多孔强碱I型201×7＃阴树脂和001×7＃阳树脂，混合树脂的单位周期制水量取6000m3/m3,1.混床总面积F＝Q/U=990/48=18.75（U取48m/h）2.混床计算台数n=F/0.785d2=18.75/0.785×2.82=3台（ф2800mm）一台再生一台备用，共5台3.实际正常运行流速4除盐水处理系统计算书单台混床处理量为930/3＝330m3/hU＝Q/F=4×330/（3.14×2.82）=53.62m/h4.树脂高度计算阳树脂体积Vc＝Π/4×D2×h阳阴树脂体积Va＝Π/4×D2×h阴混床运行周期选取为5天合120小时T=6000（V阳+V阴）/Q=[6000Π/4×D2×（h阳+h阴）]/330=120Hc:

ha取1：

2Hc＝353mmha＝706mm阳树脂高取360mm,阴树脂高取720mm5.阳树脂再生一次耗用30%盐酸量Bc1=Vcbc/30%=2.22×75/30%=523.6Kg/次6.阳树脂再生一次耗用30%盐酸体积Vc1=Bc1/rc1==524.6/1.149=455.7L/次7.盐酸计量槽的容积Vc2=1.2Vc1=1.2×455.7=546.8L8.稀释至5%盐酸溶液的体积Vc3=Vc*bc/5%*rc2=3070.5L/次9.阳树脂再生一次释用除水用量Vc4=Vc3-Vc1=3070.5-455.7=2614.8L/次10.30%盐酸的平均月耗量Bc2=30×24*Bc1/T=30×24×523.6/120=3141.7Kg/月11.30%盐酸的平均年耗用量Bc3=12*Bc1=37699/年=37.7吨/年12.阴树脂再生一次耗用30%NaOH量Ba1=Va*ba/30%=4.43*70/30%=916Kg/次13.阴树脂再生一次耗用30%NaOH体积Va1=Ba1/ra1=916/1.328=735.9L14.NaOH计量槽的容积5除盐水处理系统计算书Va2=Va1×1.2=735.9×1.2=885L15.稀释至4%NaOH溶液的体积Va3=Va×ba/4%ra2=3.926×70/4%*1.043=6587.2L16.阴树脂再生一次稀释用除盐水量Va4=Va3-Va1=6587.2-735.9=5851.3L17.30%NaOH的平均月耗量Ba2=30×24×Ba1/T=30×24×916/120=5496Kg/月18.30%NaOH的平均年耗量Ba3=Ba2×12＝65952Kg/年=65.95吨/年19.离子交换器酸废水排放量G1`=V*E（N-N1）*10-3=2.154×550×（150-36.5）×10-3=134.5Kg/周期20.离子交换器碱废水排放量G2`=V*E（N-N1）*10-3=4.038×250×（250-40）×10-3=212Kg/周期21.废碱液中能被废酸液中和的部分的酸量G3=11`40GN=5.3604134.5×=147.4Kg/周期22.剩余碱量G4=G2`-G3=212-147.4=64.6Kg/周期23.中和后碱性废水排放量Q=V1+V2+V3+V4=23.08+3.16+3.16+92.32=121.7m323.碱性废水浓度A1=Q4G=7.1246.64=0.518g/l24.排放碱性废水PH值PH＝14-lg401A=14-lg40518.0=12.1125.体外管系接口规范进、出水口管径计算Q＝u*Π/4×D2=2×3600×3.14×D2/4=3306除盐水处理系统计算书D=242mm取250mm反洗进水、排水管管径计算Q＝10Π/4×2.82=u*Π/4×D2=1.5×3600×3.14/4×D2D=121mm取150mm进碱管管径计算Q＝5Π/4×2.82=u*Π/4×D2=1.5×3600×3.14/4×D2D=85mm取100mm进水管：

DN250，PN1.0MPa出水管：

DN250,PN1.0MPa中间排水管：

DN100,PN1.0MPa反洗进水管：

DN150，PN1.0MPa反洗排水管：

DN150，PN1.0MPa正洗排水管：

DN100，PN1.0MPa进气管：

DN65，PN1.0MPa排气管：

DN40，PN1.0MPa进碱管：

DN100，PN1.0MPa进酸管：

DN100，PN1.0MPa26.筒体高度计算反洗膨胀率50%，直筒高度h=（0.36+0.72）×（1+50%）/80%=2.05m阴双室双层浮动床直径取ф3000，采用D301弱碱阳离子交换树脂和201×7强碱阳离子交换树脂,运行周期取120h。

1.弱碱阴树脂量计算Va1=1S1ETQ⋅⋅×k1=850120330199.0⋅⋅×1.20=11.138m3Va1＝Π/4×D2×h弱碱＝3.14/4*32*h弱碱=11.138m37除盐水处理系统计算书h弱酸=1.568m取1600mm2.强碱阴树脂量计算Va2=2S2ETQ⋅⋅×k2=400120330086.0⋅⋅×1.10=9.372m3Va2＝Π/4×D2×h弱碱＝3.14/4*32*h弱碱=9.372m3h弱酸=1.309m取1300mm3.阴床再生用碱量G2=（Va1*E1+Va2*E2）*q*10-3=（11.138×850+9.372×400）×60×10-3=793Kg30%NaOH一次投加体积V2=2*2*1000G2rC=328.1%301000793××=1.99m34%NaOH一次投加体积V2=2*2*1000G2rC=043.1%41000793××=19.25m34.每