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【图解】离子交换设备的故障及处理方法 如何辨别软水和硬水

来源:http://www.kmscl.com/news/98.html  更新时间:2017-11-17

很多人对于我们的离子交换器设备、荆州等已经有了一些了解,而且也为大家介绍过,而今天小编将给大家介绍"离子交换设备的故障及处理方法 如何辨别软水和硬水",希望能帮助到大家.

【图解】离子交换设备的故障及处理方法 如何辨别软水和硬水

离子交换设备在运行中出现的故障一般表现为:设备出力降低、出水质量恶化或运行经济指标的下降。

设备出现上述故障后,首先应检查水质的测定方法和结果是否正确,以及运行、再生操作中是否发生异常现象,以确定这种现象是偶然发生的,还是稳定出 现的。偶然的失误,其现象时隐时现,没有明显的规律,需要长期、细致地进行观察才能查出原因。

出现故障的判断与分析

离子交换器投入运行后,1~3个月内应进行启动调整试验,6个月内应进行运行调整试验,以确定正常运行工况下的出水质量、设备出力、水流阻力、再生剂耗量、自用水率以及再生条件,作为设备检查的依据。明显偏离上述指标并经常出现时,可以认为该设备发生了故障。

1. 出水质量恶化

出水质量是衡量化学除盐设备运行工况的主要指标。出水质量恶化是指运行周期中间,除盐水的电导率和SiO2含量明显高于调试结果,不论其水质指标是否合格,都可以认为是发生了出水质量恶化现象。

当除盐水的电导率或SiO2含量明显增高时,为确定发生问题的原因,需要测定除盐水的pH值。根据测定结果,按表52判断除盐设备出水质量恶化故障,查找发生问题的原因。

下列的情况在除盐系统中是比较典型的:

1.1 弱酸阳床

(1)出水碱度漏泄比规定值为高。

这是由于再生不合适,再生剂应为理论交换容量的110%,如采用串联再生, 则须检查再生强酸树脂后的酸量是否足够再生弱酸树脂。

(2)出水硬度高于规定值。

如用硫酸再生,可能会有硫酸钙沉淀,这时硫酸钙渐渐水解,将产生钙硬,因此,当用硫酸再生时,须采用分步再生方法,并实行先低浓度、高流速,后高浓度、低流速的方法再生。如串联再生,则应检查强酸阳树脂的再生废液是否已稀释。

1.2 强酸阳床

(1)出水钠漏泄高于规定值。

这不太发生,如有,则应检查再生步骤,有时阳床用混床再生废液串联再生,这时须注意混床废液最初的15~30%须弃去,否则将有钠离子进入阳床,此外,混床废液中的酸量须检查是否足够。

(2)出水漏硬度

如果用硫酸再生,那时由于硫酸钙沉淀,应检查酸的浓度(从系统中取样分析)及再生流速,如水中钙离子量超过总离子的50%,须采用分级再生,最初浓度应不大于2%,流速为12升/小时/升树脂。

1.3 弱碱阴床。

(1)出水矿物酸漏泄增加:

这问题可分为矿物酸漏泄真实增加和矿物酸漏泄表象增加。

①矿物酸漏泄真实增加。

一般出水电导率应为50μs/cm或以下,如再生不足,电导率曲线将缓慢上升,那就是出水酸度将逐步上升。

建议同时测定pH值,以校核矿物酸漏泄是否真实增加,而不是表象增加。

最后,如果弱碱树脂是串联再生,那么再生强碱树脂后的碱液是否足够,它应为理论交换容量的120~130%。

②矿物酸漏泄表象增加。

弱碱树脂是作为矿物酸的中和剂,真正的弱碱树脂(有90%以上的弱碱基)不会分解中性盐如氯化钠或硫酸钠,因此阳床必须运行正常,其出水钠漏泄很小,并须维持一定的pH。如pH大于3.5,那就是阳床未能完全去除阳离子,这些中性盐流经弱碱阴床将增加电导率。

(2)高pH、漏钠、电导率增高:

这是由于阴树脂床中混入了阳树脂,在碱再生时,阳树脂呈钠型,在运行中逐渐放钠。阴床出水有钠,是由于强酸阳床出水漏钠。

(3)二氧化硅问题:

如阴床串联再生,尤为容易产生此问题,强碱阴床再生后的碱液中含有二氧化硅,经弱碱阴床后,又进行了碱性中和,而使pH下降,当达到碱液中二氧化硅等电点时,二氧化硅就在树脂上沉淀下来。在以后运行中,由于水解而使出水中二氧化硅增加。

解决这问题的方法是,再生强碱阴床后的碱液先排除15~30%,或将碱液稀释至2%,还须保证NaOH有理论工作交换容量的130%。

1.4 强碱阴床。

不论是Ⅰ型还是Ⅱ型,关键问题是二氧化硅漏泄,与强酸阳树脂及弱碱阴树脂不同,强碱阴树脂的热稳定性较低,只有60℃及40℃,否则树脂会发生降解。

如因热及氧化作用,使强碱基团损失,这样就造成二氧化硅漏泄,因此,在运行中须保持在温度极限范围内。此外,强碱阴树脂易受有机物污染,产生如下后果:

①pH降低;

②电导率增高;

③二氧化硅漏泄增加;

④淋洗水量增加。

其中:①和②是由于在树脂上的有机物再生后部分水解所造成的,③是由于污染物的位阻效应使NaOH再生不完全,④是由于污染物的两性作用。

1.5 混床系统

(1)淋洗水量增大:

混床系统淋洗水量增大是由于树脂的交叉污染,如NaOH与混入阴床的强酸阳树脂作用,将钠盐存在于阳树脂上,或HCl(H2SO4)与混入阳床的强碱阴树脂作用,将氯根(硫酸根)存在于阴树脂上。

交叉污染主要是由于树脂在分界面上的混杂。在这情况下,钠及氯根(硫酸根)漏泄增大,使淋洗时间增加。经验显示,虽然冲洗钠漏泄很麻烦,但其影响不及硫酸根离子漏泄严重,后者在凝结水净化系统中的后果尤为突出,常用的方法是将出水进行再循环,这方法是很耗时的。

采用三层混床树脂,可减少再生剂对阳、阴树脂的交叉污染,使混床淋洗水量过大的弊病得到改善。

(2)出水质量下降:

混床系统要求阳、阴树脂须充分混合。如果阳、阴树脂混合不好,在很多部位还是呈分层状态,出水质量就会降低。一个重要的事项是,在空气混合时,树脂床层上部的水层必须小于5厘米,如果树脂床不先疏水至上述水位,那么不管空气搅拌多么激烈,当搅拌停止时,树脂就按密度差别重力沉降,使阳、阴树脂分层,而产生上述问题。

建议采用反常规混床树脂,它既能使阳、阴树脂在反洗时彻底分层,又能在再生后均匀混合,解决了混床树脂的混合问题。

2. 设备出力降低

除盐设备出力的降低可以分别表现为周期离子交换量的降低和单位时间制水量的降低。周期制水量的增减与原水中离子含量有直接关系,当使用原水水质多变的地表水或多个水源时,尤其应注意原水水质对周期制水量的影响。单位时间制水量的降低一般是离子交换设备水流阻力过大的结果,应及时检查交换器内部的进、出水的 布水装置和树脂层是否发生偏斜或污堵,并及时予以消除。

当除盐设备发生故障时,首先表现为周期交换量的降低,然后才是出水水质的恶化。串联式除盐系统可以根据失效时除盐水的指标,确定交换量低的交换器。失效 时,出水SiO2含量增加,电导率变化不大者为阴床失效;电导率增加,SiO2含量变化不大者为阳床失效。并联式除盐系统(母管式)应根据每台设备的周期制水量与原水水质计算设备的周期交换量,发现周期交换量明显降低,可以认为该设备发生了故障。

发现阳床(或阴床)出力降低时,可按照表53除盐设备出力降低故障判断、查找可能的原因。

3. 运行经济指标降低

在离子交换器发生出水水质恶化或出力降低时,采用重复再生或以增加再生剂用量的方法使之恢复是正常的。这里所说的运行经济指标的降低主要是指再生剂的比耗明显地超过表54所列各种床型的数值。

表54 不同床型的再生剂比耗

离子交换器

的床型 顺流再生 逆流再生 浮

床 强、弱型树脂联合应用移动床

再生剂比耗①离子交换,离子交换设备的故障及处理方法

理论量的倍数 1.8~2.0 1.4~1.6 1.3~1.5 1.1~1.3 2.0~3.0

注:① 阳床使用HCl再生。

造成离子交换器再生剂比耗高的主要原因有:

①树脂性能劣化;

②再生剂质量差;

③树脂流失;

④交换器内再生液分配装置损坏;

⑤再生操作不当;

⑥原水水质明显变化。

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1、如何辨别软水和硬水?

用硬度来区分软水和硬水。硬度是由水中的钙盐和镁盐的含量来决定。水中钙镁盐含量越高,硬度越高。通常,不严格的区分方法是:水中钙镁含量大于100毫克每升为硬水,少于100毫克每升为软水。严格的区分方法如下:

特软水: 0~71mg/L

软 水: 71~142mg/L

中硬水: 142~285mg/L

硬 水: 285~534mg/L

特硬水: > 534mg/L

单位为美国度,即每升水中含有的钙盐和镁盐的毫克数。一毫克每升即为1度。钙盐是指碳酸氢钙、硫酸钙、氯化钙、氟化钙等。镁盐是指碳酸氢镁、硫酸镁、氯化镁、氟化镁等。

2、对人体健康而言,软水和硬水哪个更好?

医学专家经过实证对比研究和大量数据分析得出了一致的结论:硬水更好。

多年来,许多研究成果都揭示了饮用水中矿化度、硬度、pH值与人体健康有着更密切的关系。英国通过对1969~1973年间253座城镇的调查资料分析显示,软水地区心血管病死亡率比硬水地区高10%~15%。此外,英国的两座城镇Sucnthrope和Grimshy原来都饮用硬度为444mg/L的水,心脏病死亡率相同,后来Sucnthrope把水软化到100mg/L,几年后心脏病猛增,而Grimshy仍保持原有的百分数。

又如美国研究了35个不同的地区4200位成年人,也发现硬水地区心脏病死亡率低于软水地区。调查研究还表明饮矿化度高的水,死于心脏病、癌症和慢性病的机率比饮矿化度低的水低。

中国预防医学科学院对陕西、河南长期饮用含矿物质多的矿泉水的人群进行调查,结果发现该人群的期望寿命比附近生活条件接近但饮用矿物质较少的软水的对照人群高3岁,平均死亡年龄大5岁,男女小学生身高分别高出3厘米和5厘米。

3、是否可以说,越硬的水烧开沉淀越多,越软的水烧开沉淀越少?

碳酸氢钙和碳酸氢镁越多,水的硬度就越大,烧开后分解形成的碳酸钙和碳酸镁沉淀就越多。反之,碳酸氢钙和碳酸氢镁越少,水的硬度就越低,也就是水越软,烧开后分解形成的碳酸钙和碳酸镁沉淀就越少。

4、硬水烧开后钙镁营养会完全流失吗?

因为硬度由暂时硬度和永久硬度相加构成。水烧开后会分解的钙镁盐构成的硬度称为暂时性硬度。水烧开后也不会分解的钙镁盐构成的硬度称为永久硬度。

钙盐中的碳酸氢钙在水烧开后会部分分解甚至完全分解,其中的钙会沉淀流失,这部分钙盐构成的硬度即为暂时硬度;钙盐中的硫酸钙和氯化钙在水烧开后也不会分解,这部分钙盐构成的硬度称为永久硬度。镁盐的表现类似钙盐。

5、硬水烧开后形成的沉淀物可以吃吗?

可以。矿泉水烧开后沉淀物主要是碳酸钙和碳酸镁,这些元素是有益身体的元素,如果同食物混合吃进人体后,会被胃酸溶解。如果溶解不完的,也会随同大便排出。昂贵的保健美容品纽崔莱等许多补钙产品就是用碳酸钙和碳酸镁作为主要有效成分。

6、什么水烧开后不会沉淀?

水中没有钙镁等益生矿物的水烧开后不会有沉淀,比如说纯净水和未长期接触岩土的雨水、冰雪水等。

7、矿泉水都是硬水吗?

矿泉水不一定就是硬水。例如,有的水偏硅酸等指标达到矿泉水的标准,其他界限指标也符合要求,是矿泉水。但是它的钙镁盐类可能很少,硬度很低,达不到硬水的硬度,就属于软水。

8、喝硬度高的矿泉水会得结石症吗?

不会,结石症是一个病理学名词。它是人体内某些腔、管内形成的坚硬如石的物质。检测其pH值,结石无一例外都属酸性,是人体内分泌失调后体内酸性废物沉积而成。矿泉水的沉淀物主要是碳酸钙,属碱性,医疗上用作抗酸药能中和过多的胃酸并能保护体内溃疡面,包括胃和十二指肠溃疡病。因此喝矿泉水与患结石症无关,相反常喝矿泉水对体内结石有一定的防治作用。

清华大学环境学院饮用安全研究所所长刘文君教授在CCTV-13《每周质量报告》栏目中明确指出:“以前大家有误解,觉得硬度会导致结石。现在明确的医学证据表明是不会导致结石的”。

9、常温下看不见沉淀的硬水,喝到人体内之后会形成碳酸钙和碳酸镁沉淀吗?

不会。因为人体体温在37℃左右,不会低于20℃,不会超过50℃。更不会到水烧开沸腾时的100℃。

硬水在温度低于20℃时,水中的一些钙盐和镁盐才可能结晶析出,在温度升至50℃以上时,水中的一些钙盐和镁盐才会分解沉淀。

10、纯净水是如何产生的?

纯净水是用自来水或者其他水作为原水,通过蒸馏、过滤或离子膜反渗透法等技术手段,去除水中的各种无机物和有机物,只留下水分子的水。

人们之所以生产纯净水,最初是为了减少蒸汽锅炉结垢;后来,为了提高化验的准确度;再后来,为了既减少宇航飞行器的负荷,又保证宇航员用水,就让宇航员在太空中把饮用后排放的废水净化循环使用,同时给宇航员口服钙镁铁锌等微量元素防止缺钙等。

11、喝纯净水能解除脱水吗?

纯净水可以暂时解除口渴但不能解除脱水。饮用纯净水后,由于补充了水分,血液中的渗透压下降,细胞内外的渗透压产生压差,可能引起细胞的功能障碍。因此,当渗透压达到一定值,渗透压感受器再次启动,发出“不需要再饮水”的指令。

出汗时,流失的不仅是体内的水分,体液中含有的钠离子、钾离子、钙离子、镁离子等电解质也随之流失。身体进入脱水状态时,补充血液中水分的是组织液,当脱水量逐渐增加时,细胞内液也开始进入脱水状态,这就是稀释性脱水。在恢复细胞内液活力方面,电解质溶液比水更有效。而电解质含有钙、镁、钾、钠、锌、锶等益生矿物质离子。

12、为什么纯净水被称为不健康水?

一、在我们日常生活中所接触到的纯净水是经过特殊装置,多层过滤后生产出来的水。在多层过滤的过程中滤除了钙、镁、氟、碘、硒等人体所需的矿物质和微量元素。有资料显示,饮用水中的钙、镁摄入量要占总摄入量的5%~20%,缺少这部分的摄入有可能影响青少年的正常发育。

二、由于纯净水中不含有任何矿物质,所以称为不饱和水或饥渴水。它进入我们身体后,会大量带走原来属于我们身体的矿物质使自己达到饱和状态,并随着排泄被带走。

三、纯净水的pH值呈酸性。健康人体质的pH值在7.35~7.45之间,因此人体以弱碱性较佳。一旦体质倾向于酸性,细胞作用就会变差,身体各个器官、组织机能也会减弱;新陈代谢趋缓,废物则不容易排出;肾脏与肝脏的负担都会加重,从而导致各种慢性疾病的形成。事实上,在许多国家只有洗肾的人才喝纯净水。

当我们的体液pH值呈现在7.0~7.2之间的时候,已经是酸性体质了,并且给癌细胞创造出了生存、发展的空间。所有患癌症的人,都是体质先酸化的。而纯净水的pH值在7以下,如果长期饮用纯净水,不只是肾会出问题,很可能导致泌尿系统、内分泌系统及生殖系统也出问题,更可怕的是,在长期饮用纯净水的情况下,体内环境紊乱,癌细胞可以乘虚悠游自在地快速发展。

三、纯净水属于大分子团水,这种大分子团水由于不能直接通过细胞膜通道,所以不利于人体吸收。

综上所述,纯净水非但不能被人体正常吸收,而且不利于人体健康,所以被称为不健康水。

13、在什么情况下人才喝纯净水?

除非在没有洁净天然水的特殊情况下,为了活命才不得不暂时喝。因为长期喝纯净水会出现缺钙等问题,危害健康。“水至清则无鱼”,长期用毫无营养的纯净水养鱼,鱼也会死掉。

14、中国为什么是全球最大的纯净水消费国?

中国在快速发展工业时设备期如何辨别软水和硬水,一些工业最发达地区“先污染,后治理”,使许多饮用水水源被污染,许多江河湖泊水库的水不能直接饮用,且自来水厂的输水管道系统易产生二次污染,难以保证饮用水的安全。而矿泉水量少价高,又难以满足需求,于是纯净水在中国迅速发展。

纯净水生产企业往往在城市就地取用自来水为原水,低成本大量生产瓶装和桶装纯净水以供应市场。由于中国的水盲比文盲多,许多消费者不能区分水的种类,把瓶装水都看成矿泉水、看成好水。纯净水烧开不结垢,许多人就认为纯净水比矿泉水好,步入长期饮用纯净水的误区,与此同时也就朝着缺钙、骨质疏松和心脑血管病高发的方向步步挺进。

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