脱盐剂是工业水处理中经常被忽视的组成部分。因为软化器故障可能会导致下游流程出现问题，及早发现和处理问题以减少对操作的负面影响非常重要。
什么是去矿化?
脱矿是一种利用离子交换生产高纯水的工艺。它通常用于半导体制造和药品也适用于高压环境锅炉给水应用程序。
脱盐工艺流程概述
下面的示意图显示了从阳离子装置一直到混合床抛光机的工艺流程。(一个基本的脱矿流只包括一个阳离子单元和一个阴离子单元。)
进水中充满了离子:阳离子如钙、镁、钠和钾，阴离子如磷酸盐、碱度、硫酸盐、氯化物、硝酸盐和二氧化硅。脱盐剂系统从用于高纯度工艺的水中去除这些离子。
阳离子首先在阳离子单元中从水中除去。树脂珠中的氢离子与流入水中的阳离子交换，降低ph值。剩余的阴离子与氢离子结合形成相应的酸和硫化氢(H2S)如果存在。
然后水通过一个脱气器去除二氧化碳(CO2)，并将其排出，以帮助减少负离子单元的负离子负荷。
最后，阴离子单元通过离子交换去除水中的阴离子，将氢氧根离子释放到阴离子流中。从阴离子单元出来的水相对纯净，导电性可能低于2µS，只含有低水平的钠和二氧化硅。一些应用，特别是高压锅炉，可能需要将水通过混合床抛光机进行进一步处理。
脱盐剂的两个主要问题
1.短时间运行
运行时间短表示吞吐量低。采出水的质量可以接受，但导电性和/或二氧化硅突破发生得早，系统在两次再生之间生产的工艺水较少。
2.高漏
高渗漏是指在整个服务周期内水质恶化。这可能包括更高的钠或二氧化硅含量，这取决于原因。
脱盐器故障排除最佳实践
做记录的重要性
记录保存是排除除盐剂故障的关键组成部分。趋势关键指标为诊断系统问题奠定了基础。
至少，我们建议跟踪以下数据:
- 每次再生后的运行长度:一列火车在几代人之间生产了多少加仑水。
- 冲洗时间:阴离子单元或混合床冲洗到规格所需的时间。
- pH值和电导率原水，阳离子废水和阴离子废水。
- 常规二氧化硅分析阴离子流出:投资在线钠或二氧化硅分析仪可以是一个伟大的方式来排除系统问题。
- 年度树脂分析:送岩心样品到分析实验室帮助确定什么可能导致树脂污染(例如，有机物或淤泥)。
- 每季抽取水源水样本。水源会发生变化，特别是河流和地表水，因此我们建议定期监测样本，以跟踪水成分的任何变化。
- 船舶年度检查确保血管内部处于良好状态，水平段和筛管完好无损等。
故障排除
给水水质的变化
给水质量在一年中会发生变化。除盐剂系统是针对一定数量的离子设计的，电导率的变化会影响系统的吞吐量。
为了简单起见，100 μ S电导率的水的离子数量大约是200 μ S水的一半。因此，电导率为200µS的脱盐剂处理水的吞吐量大约是电导率为100µS的系统处理水的一半。吞吐量的这种变化可能被错误地解释为短期运行，但它实际上并不表明系统中存在问题。
低水源水导电性通常可以掩盖树脂性能差，因为吞吐量较长。随着导电性的增加，可能会导致潜在的性能问题，因此确保正确的除盐器操作对维护系统健康非常重要。
树脂的损失
树脂漏失导致产水量减少，导致井短。它可能是由流速过高的反冲洗引发的，这将树脂和固体从设备中提出来。
我们建议每次打开容器时检查树脂含量。树脂液位应该在再生器分配器以下约6英寸(检查原理图以确认再生器横向位置)。如果树脂丢失了，它必须去某个地方:检查反冲洗排放的地方，以确定是否有树脂丢失。
季节性反冲洗率
水的密度随温度而变化(冷水比温水密度大)，所以反冲洗率可能需要随季节而变化。一个单一的，设定的反冲洗流速可以在夏季使脱盐器挨饿，或在冬季提供过量的流量。根据您的设施所在的位置，夏季的理想反冲洗流量可能比冬季所需的高得多。大多数树脂的理想反冲洗是50%床胀。
污染
当反冲洗没有按需要进行时，来自给水的固体在树脂中积聚，导致泥浆或淤泥污染，也称为总悬浮固体(TSS)污染。上游澄清器的问题也可能引起污染。一般情况下，阳离子装置的进水不应超过5ntu的TSS。
泥浆污染可以用以下方法处理:
- 延长反洗时间或增加反洗流速，在不损失树脂的情况下尽可能扩大床层。
- 在反洗之前，用空气冲刷或用空气喷枪将床上的泥团击碎。
- 应用表面活性剂清洁树脂(通常在设备离线时)。
通灵
固体和淤泥污染会导致流道，即优先流过树脂层的一部分。当泥浆、淤泥和固体污染树脂层时，水流会通过阻力最小的路径，形成巨大的峡谷或裂缝。反冲洗不足是产生沟槽的主要原因。
要测试是否有通道，请执行手动再生并让机组反冲洗。反洗后，跳过所有其他再生步骤，直到快速冲洗。如果你的水质恢复，你的床是沟槽，树脂可能需要清洗。
关于床铺的简单说明
填料床除盐器的水质量好，泄漏量比共流再生装置低。然而，树脂被包装在这些容器的两块板之间，在反冲洗过程中没有空间让它膨胀以去除固体。填料床需要外部反冲洗槽，树脂可以从服务容器中取出，每1-4个月进行蓬松和固体清洗。如果您的系统没有反冲洗槽，请确保您的给水质量高，目标淤泥密度指数(SDI)小于5。
树脂降解
化学危害:树脂会发生化学降解，导致作业时间短，泄漏量大。如果游离氯残余从装置前端通过澄清器被携带到除盐器系统，阳离子树脂就容易受到氯的损坏。在水进入阳离子单元之前进行脱氯是缓解这一问题的最佳实践。
温度的伤害:阴离子树脂易因高温而损坏。苯乙烯树脂的温度限制为140°F (I型树脂)或95-105°F (II型树脂)。丙烯酸树脂的温度极限约为90-95°F。注意这些限制，并监测进水的环境温度，因为烧碱被加热再生。
故障处理泄漏增加
可怜的再生
短时间运行和高泄漏的一个主要原因是再生不良。装置设计为一个设定量的酸和碱饲料。如果在再生过程中酸或腐蚀性不足，可能会导致短期运行和更高的泄漏。酸和苛性碱必须以正确的剂量和浓度喂食。
硫酸通常是在4-10磅。每立方英尺树脂的酸，苛性钠是在3-8磅。每立方英尺的负离子树脂。酸的推荐浓度为1-5%，腐蚀性约为4%。
用洗脱研究进行故障排除
洗脱研究用比重计测量再生液在容器内和容器外的浓度以确定浓度。流出血管的再生物值应慢慢接近进入血管的浓度。
重要提示:在进行比重计测量时，还应测量温度，因为在酸和碱的放热反应过程中温度会升高。比重计读数需要使用温度补偿图进行校正。
上面的曲线提供了一个阳离子单元洗脱研究结果的例子。灰色线表示由高量程电导率计测量的酸进入阳离子单元的百分比。橙色线表示用比重计测量的酸的百分比，蓝色线表示从容器中流出的酸的百分比。
这种再生需要3%酸步骤和6%酸步骤。高量程电导率探头显示酸浓度已达到目标，但手动比重计采样表明，每一步酸至少不足1%。在校准电导率计后，工厂达到了适当的运行水平。
阳离子树脂硬度污染
当硬度在树脂床中沉淀为硫酸钙时，就会发生硬度污垢，导致高泄漏和短运行时间。在使用硫酸时，密切注意系统中的酸浓度是很重要的。硫酸再生使树脂中的钙和钡与硫酸盐反应形成并沉淀硫酸钙(石膏)。逐步加酸可防止硬度析出。
从较低的酸浓度开始，投加1-2%的硫酸使床层再生，然后将浓度增加到2-5%，以达到良好的再生而没有硫酸钙沉淀的风险。应始终计算逐步加酸的适当酸浓度;在改变酸浓度之前，一定要咨询树脂制造商。
故障排除
硫酸钙沉淀在出酸样中呈白色雪花状。这意味着两件事之一:
1.稀释流速太慢，或者
2.第一步酸注入过高(树脂床潜在硬度污垢)
有机污染
有机污垢是脱盐剂的常见问题，特别是在使用地表水进行化妆的系统中。它导致阴离子冲洗时间长，运行时间短。
阴离子单元洗脱研究中的故障排除
如果你怀疑你的系统被有机物污染，在苛性注入期间监测出口颜色。如果它变暗为类似茶色，接近VCS等级的8-12，则阴离子树脂可能被有机污染了。
什么导致有机污染?
地表水富含单宁酸和木质素，它们是长链有机酸分子。这些分子带负电荷，在给水中表现得像阴离子，并将附着在阴离子树脂上。一旦与负离子树脂上的正电荷官能团结合，长链分子就会被树脂包裹起来，并阻止其他离子交换位点。
当在再生过程中加入苛性碱时，钠离子结合到带负电荷的有机链分子的剩余位置上。这些会在快速冲洗过程中慢慢洗脱掉，并延长冲洗时间。因此，长时间的冲洗时间也是有机污垢的一个很好的指标。
注意:从阴离子树脂中去除有机物不是100%有效的。通常，I型树脂中剩余有机物的百分比为70%。随着时间的推移，这些有机物会积累起来，需要进行苛性盐水挤压来去除它们。
处理有机污垢:苛化盐水挤压
苛性盐水挤压是一种防止阴离子树脂有机污染的方法。
对于含有高有机物的进水，如河水，腐蚀性盐水挤压可能每年至少需要发生2-4次。
苛化盐水挤压程序
(这是程序的简要概述;在进行苛性盐水挤压之前，请咨询您的水处理供应商，以确保采取了所有必要的步骤。)
1.在95°F下注入2-3%的烧碱20分钟，然后将烧碱从设备中冲洗掉
2.注入8-10%的盐水或氯化钠，浸泡树脂40分钟
3.重复这一过程，直到清洁剂的颜色变浅，变成类似茶色的颜色
铁污染
铁会污染阳离子树脂，导致运行时间短。在使用井水、氯化铁或硫酸铁时，高浓度的铁会导致树脂层中的铁沉淀。用非现场树脂样品评估很容易发现铁垢。每次打开容器时都应取样，每年至少取样一次。
铁污染的系统可以用铁清洁剂进行处理，如ChemTreat的RL2016。万搏manbext手机版
混凝剂污染
凝结剂可以污染阳离子树脂的物质包括DADMAC或有机混凝剂，如多胺。有机混凝剂具有高正电荷和高分子量。正电荷会附着在阳离子树脂上并结合，基本上是不可逆的。DADMAC的用量必须严格控制，因为DADMAC的污垢也往往是不可逆的，过量添加会污染下游的阳离子树脂。
DADMAC污垢会产生“塑料袋”效应，就像塑料袋被树脂卡住了一样，阻止了较大的离子穿过床层，导致硬度泄漏。如果怀疑混凝剂污染，亚甲蓝染料测试可以在现场外送的样品上进行。场外实验室测试将评估树脂是否吸收染料，这将表明混凝剂污染。
船舶内部检查
最好的做法是每年检查船舶内部。在这些检查中，应取树脂芯样品，并注意以下事项:
内部衬里
- 它完好无损吗?还是破裂了或起泡了?
- 是否有黏液或生物污染?
- 内部是否有一层棕色(铁)或白色(钙)涂层?
分销商
- 分支和分配器是否均匀?
- 喷孔方向正确吗?
- 屏幕包装完好无损吗?
- 是否发生腐蚀?
树脂床的顶部
- 固体物是否明显且存在?
- 床上有通道吗?
- 床上有油性物质吗?
- 标记树脂的高度;是否需要添加树脂?
床的形状是否平整?
脱碳剂问题
脱碳剂往往比脱盐剂更容易被忽视。这些系统去除CO2和H2S，并且，如果功能不正常，将导致短运行。如果怀疑是脱碳器问题，请检查CO2以确定CO的效率2去除。
脱碳器就像一个巨大的空气洗涤器。如果它们的过滤器失效或吸入肮脏的空气，它们可能会导致下游阴离子单元污染。其他问题还包括不正确的喷雾分布，不适当的气流，以及填料元件塌陷或生物污染。
在排除混合床问题时要注意的三件事
混合床应在一小时内冲洗至大约0.1或0.2µS。较长的冲洗时间表明系统有问题。在这种情况下，有三件主要的事情需要检查。
1.反洗后阳离子和阴离子树脂分离不完全:这两种树脂之间应该有清晰、清晰的分离。如果分离差，再生过程中可能发生交叉污染，导致冲洗时间延长。
2.差拌步骤:混合步骤的气流应剧烈，并达到目标气流。
3.排水不当:在混合到正确的水平之前，床层应该排干。如果排水过高或过低，将不会发生良好的混合。
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与所有其他技术一样，有必要进行尽职调查，以确定使用这些方法的可行性。查阅设备手册和指南，并向当地水处理代表寻求指导，以满足您的特定需求，这始终是非常重要的。