本發(fā)明屬于粉末樹脂再生領(lǐng)域，更確切地說，涉及一種適用于粉末樹脂再生的固定床系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)脫附液減量化的方法。
背景技術(shù)：
：隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，環(huán)境污染進(jìn)一步加劇，在給水、各類廢水及生化尾水的深度處理中，粉末樹脂逐漸得到了應(yīng)用。粉末樹脂在凈化水質(zhì)時(shí)，除了能有效去除等有機(jī)物，大大降低消毒副產(chǎn)物的生成，還能對氨氮、總磷、氟離子、嗅離子、硝酸鹽、亞硝酸鹽等有較好的去除。由于我國水源地遭到重大污染，很多地方水源地?zé)o法達(dá)到地表Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)，許多自來水廠都采用了深度處理工藝，確保出水水質(zhì)達(dá)到我國《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)，將各類生化尾水進(jìn)行深度處理可極大減少廢水排放對自然水生生態(tài)系統(tǒng)的影響帶來的環(huán)境污染，同時(shí)將深度處理后的中水進(jìn)行回用可極大減少廢水排放量及工業(yè)耗水量，這些舉措均符合國家可持續(xù)性發(fā)展的要求，有利于提高高耗水工業(yè)行業(yè)的發(fā)展，對社會、經(jīng)濟(jì)及自然環(huán)境的改善具有重要的意義。傳統(tǒng)的樹脂固定床再生系統(tǒng)，僅適用于大孔徑的樹脂，而對于粉末樹脂來說，由于其粒徑較小，樹脂間孔隙率小，樹脂再生液通過時(shí)樹脂床層時(shí)會由于阻力過大而導(dǎo)致再生液無法穿過樹脂層。目前工業(yè)應(yīng)用的粉末樹脂的再生主要是將待再生的樹脂和再生液按一定體積比進(jìn)行完全混合再生，然后將再生過程中產(chǎn)生的脫附液外排處置。在此過程中，機(jī)械混合不僅導(dǎo)致粉末樹脂的機(jī)械破碎，同時(shí)再生效率較低，并且外排脫附液增加了處置的難度，并且脫附液中殘留了許多沒有充分利用的再生劑。對于規(guī)模較大的飲用水和市政污水的深度凈化過程，如何選擇更加適合的再生條件以及減少脫附液產(chǎn)量成為目前粉末樹脂技術(shù)廣泛應(yīng)用的一個(gè)瓶頸。經(jīng)檢索，中國專利申請?zhí)枺?011104268701，申請日：2011年12月19日，發(fā)明名稱：一種粉體樹脂脫附再生反應(yīng)器，該申請案公開了一種粉體樹脂脫附再生反應(yīng)器。它包括反應(yīng)器、樹脂分離器、脫附液儲槽、再生樹脂輸送系統(tǒng)；樹脂分離器的一端連接有脫附液排出管，所述脫附液排出管的另一端與脫附液儲槽循環(huán)管水射器的吸入口連接，所述脫附液儲槽循環(huán)管水射器安裝于脫附液儲槽循環(huán)管上，脫附液儲槽循環(huán)管上端出口與脫附液儲槽連通，下端出口通過脫附液儲槽循環(huán)泵與脫附液儲槽連通；再生樹脂輸送系統(tǒng)包括全混式樹脂反應(yīng)器、全混式樹脂反應(yīng)器循環(huán)管、全混式樹脂反應(yīng)器循環(huán)管水射器和全混式樹脂反應(yīng)器循環(huán)泵。本申請案可與各種針對該類樹脂的反應(yīng)器相配套，充分發(fā)揮該類樹脂的優(yōu)勢，并實(shí)現(xiàn)樹脂反應(yīng)裝置的樹脂連續(xù)分離再生運(yùn)行，但該申請案通過攪拌器實(shí)現(xiàn)樹脂再生，再生效率較低，仍需要進(jìn)一步改進(jìn)。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，如何在保證粉末樹脂再生效率以及防止機(jī)械破碎的前提下，進(jìn)一步減少粉末樹脂技術(shù)在水處理過程中產(chǎn)生的脫附液量，成為該技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)難題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題針對粉末樹脂在流化床反應(yīng)器中容易造成機(jī)械破碎并且再生效率不高，產(chǎn)生的脫附液處理困難的問題，本發(fā)明提供了一種適用于粉末樹脂再生的固定床系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)脫附液減量化的方法，通過采用固定床再生反應(yīng)器，減少了粉末樹脂在再生過程中產(chǎn)生的機(jī)械磨碎，還可以縮短粉末樹脂的再生時(shí)間，提高再生效率，并且通過脫附液套用方式降低脫附液產(chǎn)量，降低了投資運(yùn)行成本，適用于粉末樹脂大規(guī)模應(yīng)用的再生系統(tǒng)。2.技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：本發(fā)明的一種適用于粉末樹脂再生的固定床系統(tǒng)，包括固定床主體再生反應(yīng)器、脫附液儲備罐和再生液儲備罐，固定床主體再生反應(yīng)器頂部設(shè)置有進(jìn)氣口并與風(fēng)機(jī)相連，固定床主體再生反應(yīng)器內(nèi)依次設(shè)置有穿孔布水管、樹脂床層、曝氣管和樹脂分離器，固定床主體再生反應(yīng)器底部開設(shè)有樹脂排出口和脫附液排出口，脫附液排出口位于樹脂分離器底端；固定床主體再生反應(yīng)器的側(cè)壁上設(shè)置有再生液管，再生液管的上端與穿孔布水管相連，且再生液管上還設(shè)置有清水管；再生液儲備罐底部的再生液出口管通過水泵與再生液管相連通，脫附液排出口與脫附液儲備罐上部的脫附液進(jìn)口管相連，脫附液儲備罐底部的脫附液儲罐出口管通過水泵與再生液管相連。更進(jìn)一步地，固定床主體再生反應(yīng)器的高徑比3：1～5：1。更進(jìn)一步地，固定床主體再生反應(yīng)器的底部為倒等腰梯形結(jié)構(gòu)，且該倒等腰梯形的斜邊與水平面夾角為10°～25°，倒等腰梯形的斜邊與下底的長度比為5：1～10：1。更進(jìn)一步地，穿孔布水管沿固定床主體再生反應(yīng)器中心向四周發(fā)散均勻布置，個(gè)數(shù)為2～6個(gè)，穿孔布水管表面間隔穿孔布水管直徑的1/10～1/20均勻開孔。更進(jìn)一步地，曝氣管上均勻開孔，上部安裝微孔曝氣頭，曝氣頭個(gè)數(shù)為2～8個(gè)。更進(jìn)一步地，樹脂分離器為2～4個(gè)沿固定床主體再生反應(yīng)器底部斜邊平行設(shè)置的空心圓柱體，樹脂分離器并聯(lián)連接在脫附液排出口上。更進(jìn)一步地，樹脂分離器的直徑為固定床主體再生反應(yīng)器直徑的1/10～1/15，樹脂分離器表面均勻開孔，開孔孔眼直徑及間距均為樹脂分離器直徑的1/5～1/20，且樹脂分離器表面緊密纏繞孔徑小于粉末樹脂粒徑的篩網(wǎng)，篩網(wǎng)材質(zhì)選用尼龍或腈綸或不銹鋼。本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)脫附液減量化的方法，包括以下步驟：步驟一、脫附液儲備罐中的脫附液通過水泵，經(jīng)脫附液儲罐出口管進(jìn)入固定床主體再生反應(yīng)器，再生液儲備罐中的再生液通過水泵，經(jīng)再生液出口管進(jìn)入固定床主體再生反應(yīng)器，再生液流經(jīng)樹脂床層；步驟二、依靠外接風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的空氣壓作用，將固定床主體再生反應(yīng)器內(nèi)的脫附液通過水泵的水射器作用流入脫附液儲備罐中；步驟三、步驟二中產(chǎn)生的脫附液與再生液儲備罐中的再生液分別通過水泵、水泵循環(huán)用于下一次樹脂再生，直到樹脂再生效果不能滿足再生要求時(shí)，將脫附液外排處置。更進(jìn)一步地，步驟一中再生液投加質(zhì)量為上個(gè)循環(huán)產(chǎn)生的脫附液質(zhì)量的10％～50％。更進(jìn)一步地，再生液儲備罐中的再生液、脫附液儲備罐中的脫附液與樹脂床層的接觸時(shí)間均為5～30min。3.有益效果采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果：(1)本發(fā)明的一種適用于粉末樹脂再生的固定床系統(tǒng)，通過外加壓力的方式使再生液沿著樹脂床層從上而下流動，最后通過樹脂分離器進(jìn)入脫附液儲罐，同時(shí)為了防止壓力過大導(dǎo)致樹脂板結(jié)，在反應(yīng)器底部增加了曝氣頭進(jìn)行不定時(shí)氣沖，此過程中減少了粉末樹脂在再生過程中產(chǎn)生的機(jī)械磨碎，同時(shí)還可以縮短粉末樹脂的再生時(shí)間，使得粉末樹脂的再生效率得到提高；(2)本發(fā)明的一種適用于粉末樹脂再生的固定床系統(tǒng)，在再生反應(yīng)器底部增加了曝氣頭進(jìn)行不定時(shí)氣沖，可以有效防止因壓力過大導(dǎo)致的樹脂板結(jié)，提高樹脂再生效果；(3)本發(fā)明的一種適用于粉末樹脂再生的固定床系統(tǒng)，采用脫附液套用方式，將上次再生產(chǎn)生的脫附液聯(lián)合額外投加的再生劑共同用于下一次再生過程，使再生劑得到充分利用，降低了再生過程中產(chǎn)生的脫附液量；(4)本發(fā)明的一種適用于粉末樹脂再生的固定床系統(tǒng)，降低了投資運(yùn)行成本，使資源得到充分利用，適用于粉末樹脂大規(guī)模應(yīng)用的再生系統(tǒng)。附圖說明圖1為本發(fā)明的一種適用于粉末樹脂再生的固定床系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號為：1、固定床主體再生反應(yīng)器；2、穿孔布水管；3、樹脂床層；4、樹脂分離器；5、再生液管；6、脫附液排出口；7、樹脂排出口；8、清水管；9、脫附液儲備罐；10、再生液儲備罐；11、水泵；12、脫附液儲罐出口管；13、再生液出口管；14、水泵；15、脫附液進(jìn)口管；16、進(jìn)氣口；17～22、閥門；23、曝氣管。具體實(shí)施方式為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖對本發(fā)明作詳細(xì)描述。如圖1所示，本發(fā)明的一種適用于粉末樹脂再生的固定床系統(tǒng)，包括固定床主體再生反應(yīng)器1、脫附液儲備罐9和再生液儲備罐10，固定床主體再生反應(yīng)器1頂部設(shè)置有進(jìn)氣口16并與外接風(fēng)機(jī)相連，固定床主體再生反應(yīng)器1內(nèi)依次設(shè)置有穿孔布水管2、樹脂床層3、曝氣管23和樹脂分離器4，固定床主體再生反應(yīng)器1底部開設(shè)有樹脂排出口7和脫附液排出口6，脫附液排出口6位于樹脂分離器4底端，且樹脂排出口7上設(shè)置有閥門17，脫附液排出口6上設(shè)置有閥門18；固定床主體再生反應(yīng)器1的側(cè)壁上設(shè)置有再生液管5，再生液管5的上端與穿孔布水管2相連，且再生液管5上還設(shè)置有清水管8，清水管8上設(shè)置有閥門22；再生液儲備罐10底部的再生液出口管13通過水泵14與再生液管5相連通，且再生液出口管13上設(shè)置有閥門21，脫附液排出口6與脫附液儲備罐9上部的脫附液進(jìn)口管15相連，具體為脫附液排出口6與再生液管5相連通，脫附液進(jìn)口管15也與再生液管5相連通，且再生液管5上還設(shè)置有閥門20，脫附液儲備罐9底部的脫附液儲罐出口管12通過水泵11與再生液管5相連，且脫附液儲罐出口管12上設(shè)置有閥門19。本發(fā)明中固定床主體再生反應(yīng)器1的高徑比3：1～5：1，且固定床主體再生反應(yīng)器1的底部為倒等腰梯形結(jié)構(gòu)，且該倒等腰梯形的斜邊與水平面夾角為10°～25°，倒等腰梯形的斜邊與下底的長度比為5：1～10：1，能對內(nèi)部物料有效導(dǎo)流。穿孔布水管2沿固定床主體再生反應(yīng)器1中心向四周發(fā)散均勻布置，個(gè)數(shù)為2～6個(gè)，且穿孔布水管2表面間隔穿孔布水管2直徑的1/10～1/20均勻開孔，保證布水均勻。固定床主體再生反應(yīng)器1底部曝氣管23上均勻開孔，上部安裝微孔曝氣頭，曝氣頭個(gè)數(shù)為2～8個(gè)，可有效防止壓力過大導(dǎo)致的樹脂板結(jié)。本發(fā)明中樹脂分離器4為2～4個(gè)沿固定床主體再生反應(yīng)器1底部斜邊平行設(shè)置的空心圓柱體，樹脂分離器4的直徑為固定床主體再生反應(yīng)器1直徑的1/10～1/15，樹脂分離器4表面均勻開孔，開孔孔眼直徑及間距均為樹脂分離器4直徑的1/5～1/20，且樹脂分離器4表面緊密纏繞孔徑略小于粉末樹脂粒徑的篩網(wǎng)，篩網(wǎng)材質(zhì)選用尼龍或腈綸或不銹鋼，樹脂分離器4并聯(lián)連接在脫附液排出口6上，保證樹脂得到有效分離，并且減少樹脂分離器4的堵塞問題。本發(fā)明的一種實(shí)現(xiàn)脫附液減量化的方法，利用本發(fā)明中的一種適用于粉末樹脂再生的固定床系統(tǒng)，按照以下步驟進(jìn)行：步驟一、脫附液儲備罐9中的脫附液通過水泵11，經(jīng)脫附液儲罐出口管12進(jìn)入固定床主體再生反應(yīng)器1，再生液儲備罐10中的再生液通過水泵14，經(jīng)再生液出口管13進(jìn)入固定床主體再生反應(yīng)器1，再生液緩慢流經(jīng)樹脂床層3；步驟二、依靠外接風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的空氣壓作用，將固定床主體再生反應(yīng)器1內(nèi)的脫附液通過水泵11的水射器作用流入脫附液儲備罐9中；步驟三、步驟二中產(chǎn)生的脫附液與再生液儲備罐10中的再生液分別通過水泵11、水泵14循環(huán)用于下一次樹脂再生，直到樹脂再生效果不能滿足再生要求時(shí)，將脫附液外排處置。本發(fā)明中的再生液儲備罐10中的再生液為氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液、鹽酸溶液、碳酸氫鈉溶液中的一種，再生液的質(zhì)量濃度為5％～30％，再生液投加質(zhì)量為上個(gè)循環(huán)剩余的脫附液質(zhì)量的10％～50％，且再生液儲備罐10中的再生液、脫附液儲備罐9中的脫附液與樹脂床層3的接觸時(shí)間均為5～30min，脫附液可循環(huán)套用2～10次。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。實(shí)施例1本實(shí)施例的一種適用于粉末樹脂再生的固定床系統(tǒng)應(yīng)用于飲用水深度處理中所用，原水經(jīng)常規(guī)處理后CODMn含量為3.0mg/L左右，之后進(jìn)一步經(jīng)過磁性樹脂反應(yīng)器，可將CODMn削減到2.0mg/L左右。本實(shí)施例中固定床主體再生反應(yīng)器1為鋼制密閉結(jié)構(gòu)，上部為圓柱形，外接風(fēng)機(jī)進(jìn)氣，圓柱直徑為1.5m，底部為倒等腰梯形結(jié)構(gòu)，且下底長度為0.3m，固定床主體再生反應(yīng)器1的整體高度為5m，樹脂床層3的高度約為2～2.5m，穿孔布水管2主干管直徑為150mm，還包括四個(gè)支管，每個(gè)支管上開孔孔眼直徑為10mm，樹脂分離器4直徑為150mm，個(gè)數(shù)為4個(gè)，開孔孔眼直徑為10mm，樹脂分離器4外部包裹200目尼龍篩網(wǎng)，用于磁性樹脂的再生截留；脫附液儲備罐9和再生液儲備罐10均為圓柱形，且直徑為2.5m，高度為3m，再生液儲備罐10中的再生液為質(zhì)量濃度為15％的氯化鈉溶液，每次再生時(shí)上次循環(huán)剩余脫附液和再生液投加質(zhì)量比為3：1，本實(shí)施例中所有閥門均為氣動閥門，水泵11、水泵14及所有閥門均通過PLC實(shí)現(xiàn)自動化控制，當(dāng)脫附效率不能滿足要求時(shí)，將脫附液外排送至污水廠處理。表1為脫附液套用次數(shù)對再生液吸附水體CODMn濃度的影響。表1樹脂再生時(shí)脫附液連續(xù)套用時(shí)CODMn濃度套用次數(shù)脫附液CODMn(mg/L)12235218893161241416從表1中可以看出，脫附液經(jīng)過四次套用后，脫附液吸附的CODMn含量由原來的2235mg/L降為1416mg/L，仍可達(dá)到純鹽溶液再生效率的63％，說明使用脫附液套用方法是實(shí)現(xiàn)脫附液減量化是一個(gè)很好的途徑。實(shí)施例2本實(shí)施例的一種適用于粉末樹脂再生的固定床系統(tǒng)，應(yīng)用于印染廢水經(jīng)生化處理后尾水，樹脂可將生化尾水中的CODCr由8mg/L降至約6.5mg/L，去除率維持在12-25％；將TN由10.6mg/L降至約9.4mg/L，去除率維持在9-16％；將TP由0.35mg/L降至約0.3mg/L，去除率維持在12-15％；將氨氮由0.26mg/L降至0.11mg/L，去除率維持在55-65％；將色度由8度降至2度，去除率達(dá)75％。本實(shí)施例的一種適用于粉末樹脂再生的固定床系統(tǒng)，基本結(jié)構(gòu)同實(shí)施例1，所不同的是，本實(shí)施例中固定床主體再生反應(yīng)器1的高徑比為5：1，固定床主體再生反應(yīng)器1的底部為倒等腰梯形結(jié)構(gòu)，且該倒等腰梯形的斜邊與水平面夾角為10°，倒等腰梯形的斜邊與下底的長度比為5：1。穿孔布水管2個(gè)數(shù)為6個(gè)，穿孔布水管2表面間隔穿孔布水管2直徑的1/10均勻開孔。曝氣管23上安裝6個(gè)微孔曝氣頭，樹脂分離器4設(shè)置為2個(gè)，樹脂分離器4的直徑為固定床主體再生反應(yīng)器1直徑的1/10，樹脂分離器4表面開孔孔眼的直徑及間距均為樹脂分離器4直徑的1/5，樹脂分離器4表面篩網(wǎng)材質(zhì)選用腈綸。本實(shí)施例中再生液為氫氧化鈉溶液，且質(zhì)量濃度為20％，再生液投加質(zhì)量為上個(gè)循環(huán)剩余的脫附液質(zhì)量的10％，表2為樹脂再生時(shí)脫附液連續(xù)套用時(shí)CODCr濃度。從表2中可以看出，脫附液經(jīng)過四次套用后，脫附液吸附水中CODCr、TN、TP和氨氮的含量仍可達(dá)到純鹽溶液再生時(shí)的52％、62％、57％和52％，因此增加套用次數(shù)可以成為降低脫附液產(chǎn)量的重要方法。表2脫附液套用次數(shù)對再生液吸附水體物質(zhì)濃度的影響套用次數(shù)脫附液CODCr(mg/L)脫附液TN(mg/L)脫附液TP(mg/L)脫附液氨氮(mg/L)130992412104308223591982892393200318557520141605150359159實(shí)施例3本實(shí)施例的一種適用于粉末樹脂再生的固定床系統(tǒng)，基本同實(shí)施例1，所不同的是，本實(shí)施例中固定床主體再生反應(yīng)器1的高徑比為3：1，固定床主體再生反應(yīng)器1的底部為倒等腰梯形結(jié)構(gòu)，且該倒等腰梯形的斜邊與水平面夾角為25°，倒等腰梯形的斜邊與下底的長度比為10：1。穿孔布水管2個(gè)數(shù)為2個(gè)，穿孔布水管2表面間隔穿孔布水管2直徑的1/20均勻開孔。曝氣管23上安裝2個(gè)微孔曝氣頭，樹脂分離器4設(shè)置為3個(gè)，樹脂分離器4的直徑為固定床主體再生反應(yīng)器1直徑的1/15，樹脂分離器4表面開孔孔眼的直徑及間距均為樹脂分離器4直徑的1/20，樹脂分離器4外部包裹的篩網(wǎng)為不銹鋼絲網(wǎng)。本實(shí)施例中再生液為鹽酸溶液，且質(zhì)量濃度為30％，再生液投加質(zhì)量為上個(gè)循環(huán)剩余的脫附液質(zhì)量的50％。實(shí)施例4本實(shí)施例的一種適用于粉末樹脂再生的固定床系統(tǒng)，基本同實(shí)施例1，所不同的是，本實(shí)施例中固定床主體再生反應(yīng)器1的高徑比為4：1，固定床主體再生反應(yīng)器1的底部為倒等腰梯形結(jié)構(gòu)，且該倒等腰梯形的斜邊與水平面夾角為20°，倒等腰梯形的斜邊與下底的長度比為8：1。穿孔布水管2個(gè)數(shù)為6個(gè)，穿孔布水管2表面間隔穿孔布水管2直徑的1/15均勻開孔。曝氣管23上安裝8個(gè)微孔曝氣頭，樹脂分離器4設(shè)置為3個(gè)，樹脂分離器4的直徑為固定床主體再生反應(yīng)器1直徑的1/12，樹脂分離器4表面開孔孔眼的直徑及間距均為樹脂分離器4直徑的1/10，樹脂分離器4外部包裹篩網(wǎng)的材質(zhì)為腈綸。本實(shí)施例中再生液為碳酸氫鈉溶液，且質(zhì)量濃度為5％，再生液投加質(zhì)量為上個(gè)循環(huán)剩余的脫附液質(zhì)量的20％。以上示意性的對本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3