技術領域

本發明涉及一種強酸陽離子交換樹脂貧再生的水處理方法。

背景技術

一般地，在實際應用中，當總硬度不大于350mg/L（CaCO₃計）時，可直接采用陽離子交換的方式去除水中的硬度（同時也去除了水中其他多價陽離子）。陽離子交換樹脂分為強酸型和弱酸型。強酸鈉型交換樹脂去除水中硬度的原理如下（以Na型為例）：

2R-Na+Ca²⁺→2R-Ca+2Na⁺

弱酸氫型交換樹脂去除水中硬度的原理如下（以氫型為例）：

2R-COO-H+Ca²⁺→2R-COO-Ca+2H⁺

強酸陽離子交換樹脂的基本特點：1、可基本去除所有硬度（包括永久硬度和暫時硬度）；2、工作交換容量為800～1000mmoL/L；3、完全再生時，需要消耗約2.5倍化學當量的再生液；4、出水絕對精度較低，兩級串聯運行，其出水硬度只能保證在1mg/L。

弱酸陽離子交換樹脂的基本特點：1、只能去除暫時硬度；2、工作交換容量達1800～2200mmoL/L;3、完全再生時，僅需要約1.15倍化學當量的再生液；4、出水的絕對精度高，在進水只有暫時硬度的情況下，其出水的硬度可保證在0.2mg/L以下。

根據以上特點，一般對于出水硬度要求不高（即出水硬度允許在1mg/L以上時），經常采用弱酸陽離子交換裝置+強酸陽離子交換裝置的方式，可充分發揮強酸和弱酸陽離子交換裝置的優勢。但為了較為完全去除水中的硬度或多價陽離子時（出水硬度要求不大于0.2mg/L），則需要采用強酸陽離子交換裝置+弱酸陽離子交換裝置的工藝。

在強酸陽離子交換裝置+弱酸陽離子交換裝置用于去除水中硬度時，為保證進入弱酸陽離子交換裝置中的硬度總是小于堿度，及進入弱酸陽離子交換裝置的硬度完全為暫時硬度，在對強酸陽離子交換裝置進行再生時，是完全再生的，即使用了2.5倍的再生液量進行再生。那么這種常規的方式會存在以下弱點：1、去硬度的主要負荷是由交換容量相對較小的強酸陽離子交換裝置承擔，不能發揮弱酸陽離子交換裝置交換容量大的優點；2、承擔主要負荷的強酸陽離子交換裝置要使用2.5倍的再生液進行再生，不僅消耗大量的再生劑，而且會產生大量的廢液。同時不能發揮負荷相同時弱酸陽離子交換裝置再生劑耗量少的優點。

現有技術中，中國專利97197289.3公開了一種經膜分離降低水的硬度和用弱酸陽離子交換樹脂同時除去非氫氧化物的堿度的水處理方法,該方法包括使離子化較低的成分，例如SiO₂，通過調節pH值達10.5或10.5以上使其離于化。用膜使它們的分離顯著地提高。硼、SiO₂和TOC減少到原量的1/10或更多。最有咸味的原料水的回收率可達90%或更高，同時實現凈化頻率實質上的降低。水處理方法所使用的設備包括反滲透膜、混合床離子交換裝置、微過濾器、紫外線消毒裝置、脫碳裝置和電離子化裝置。該專利中披露了以包含弱酸陽離子交換系統的單一單元同時去除硬度以及與硬度有關的基本上所有堿度。

中國專利申請200910214305.1公布了一種廢水回收處理工藝，該工藝是：原水通過過濾器去除其中的懸浮物質、固體顆粒，過濾器的出水進入離子交換器，通過離子交換去除原水中的鈣、鎂離子從而去除水中的硬度，離子交換器的出水進入脫碳塔，在回轉風機的吹脫作用下，原水的堿度被去除；脫碳塔出來的原水在提升泵的作用下進入精密過濾器，精密過濾器的出水在高壓泵的作用下，提升至納濾/反滲透系統，納濾/反滲透系統主要由納濾膜和反滲透膜并聯和/或串聯組成，納濾/反滲透系統的截留液排放，納濾/反滲透系統的產水排入產水池，成為最終的出水。該工藝雖然披露了以離子交換去除原水中的鈣、鎂離子從而去除水中的硬度，但是并未披露離子交換的類型及配置。例如選擇強酸性陽離子樹脂，還是弱酸性陽離子樹脂，還是二者的組合；如果是二者的組合的情況，二者以何種方式組合，并且為了實現這種組合方式需要滿足什么條件等等。事實上，該申請中技術細節披露得并不充分，而如果任意選擇離子交換樹脂的類型，很可能導致水處理的結果不達標、再生劑耗費巨大等不理想的后果。

因此，如何提供一種可減少強酸陽離子交換樹脂的再生劑耗量的強酸陽離子交換樹脂貧再生的水處理方法成為了業界需要解決的問題。

發明內容

針對現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種強酸陽離子交換樹脂貧再生的水處理方法，其可大大減少強酸陽離子交換樹脂的再生劑耗量。