【正文】 4+2NaClC、 弱型樹脂的交換反應(yīng)： 弱型樹脂指弱酸性陽離子交換樹脂和弱堿性陰離子交換樹脂。它們不能進行中性鹽分解反應(yīng)，這是因為弱酸性樹脂只能在 pH4 時進行交換反應(yīng)；弱堿性樹脂只能在pH7 時才能進行交換反應(yīng)，而中性鹽分解反應(yīng)則將生成強酸或強堿之緣故。但弱型樹脂可進行以下反應(yīng)1．非中性鹽的分解反應(yīng) R(COOH)2+Ca(HCO3)2=R(COO)2Ca+2H2CO3 R＝NH 2OH+NH4Cl=R＝NH 2Cl+NH4OH2. 強酸或強堿的中和反應(yīng) R(SO3H)2+2NaOH=2RCOONa+H2O R=NH2OH+HCl=R＝NH 2Cl+H2O3. 復分解反應(yīng) R(NCl)2+CaCl2=R(COO)2Ca+2NaCl R＝NH 2Cl+NaNO3=R＝NH 2NO3+NaCl 離子交換樹脂層的工作過程與再生過程（鈉型樹脂為例） 離子交換樹脂層的工作過程在裝有鈉型樹脂的離子交換柱中，自上而下地通過含有 Ca2+的水時，樹脂層的變化可分為以下三個階段。 (1)交換帶的形成階段 溶液一接觸樹脂，就開始發(fā)生離子交換反應(yīng)。隨著水的流動，溶液的組成和樹脂的組成不斷發(fā)生改變，即樹脂愈往上層，層中的 Ca2+濃度就愈大；水＝＝== ==== = =＝＝23 / 43愈往下流，水中的 Ca2+濃度就愈小。當水流至一定深度時，離子交換反應(yīng)達到平衡，樹脂及溶液中反離子 Na+的濃度就不再改變了。這時，從樹脂上層交換反應(yīng)開始至下層交換平衡為止，形成了一定高度的離子交換反應(yīng)區(qū)域，稱為交換帶或工作層。如果把交換帶中樹脂的組成作出曲線，縱坐標為樹脂層高度，橫坐標為樹脂的組成，以％表示，則交換帶的樹脂組成曲線，不難理解，在通水初期，由于離子交換反應(yīng)剛剛開始，交換帶尚未定型，經(jīng)一段時間后才形成一定高度的離子交換帶。 (2)交換帶的移動階段 隨著離子交換的進行，離子交換帶逐漸向下部樹脂層移動，這樣樹脂層中就形成了三個層或區(qū)域(圖 11—14)：交換帶以上的樹脂層，都為 Ca2+所飽和，它已失去交換能力，水通過時，水質(zhì)不發(fā)生變化，此層稱為失效層；接著是工作層，此層內(nèi)鈣型樹脂和鈉型樹脂是混存的，上部鈣型樹脂多，下部鈉型樹脂多，水流經(jīng)這一層時，水中的 Ca2+和鈉型樹脂中的 Na+進行交換，使出水中 Ca2+濃度由原水(進水)中Ca2+濃度降至接近于 0，此層是整個樹脂層中正在進行離子交換的層區(qū)，其層區(qū)高度即為交換帶的寬度；交換帶以下的樹脂層為尚未參與交換的樹脂層，即其中全為鈉型樹脂，稱為末交換層。所以，交換帶移動階段即是水處理中離子交換運行的中期階段，也就是離子交換的正常運行階段。 (3)交換帶的消失階段 由于交換帶沿水流方向以一定速度向前推移，致使失效層不斷增大，末交換層不斷縮小，當交換帶的下端達到樹脂層底部時，Ca 在裝有鈉型樹脂的離子交換柱中，自上而下地通過含有 Ca2+的水時 離子交換樹脂層的再生過程采用含一定化學物質(zhì)的水溶液，使樹脂層內(nèi)失效(失去交換能力)的樹脂重新恢復交換能力，這種處理過程稱為樹脂的再生過程。再生能力或再生性能，通常用再生劑耗(分別稱為鹽耗、酸耗或堿耗)、再生劑比耗表示。 再生劑耗是指在失效的樹脂中再生 1 摩爾交換基團所耗用的再生劑質(zhì)量，單位為g／mol。再生劑比耗表示再生單位體積樹脂用再生劑的量 (mol／m 3)和該樹脂的工作交換容量(mol／m 3)的比值。它反映了樹脂的再生性能，是離子交換運行經(jīng)濟性的重要指標。由于樹脂工作交換容量并不隨比耗正比地增加，因此在一定條件下應(yīng)通過工作交換容量隨比耗變化的趨勢確定一個既經(jīng)濟又實用的再生劑比耗。不同的樹脂、不同的離子交換工藝，這種經(jīng)濟比 耗也不同。24 / 43 陽離子交換樹脂床工作方式Ⅰ表洗（用脫氣塔后的水） 目的為整平樹脂層，同時逐出樹脂層表面之沉積物及破碎樹脂。Ⅱ沉整：在逆洗樹脂會上浮，此步驟將所有閥門與泵關(guān)閉使樹脂因重力而自然沉整排列。Ⅲ通藥：目的為利用純水經(jīng)過吸入器之作用而吸進鹽酸由塔底進入，分別再生陽離子交換樹脂，同時純水自陽塔頂部注入，共同自陽塔中間集水器排出。Ⅳ押出：為使用樹脂層之鹽酸繼續(xù)與樹脂層作用以提高效率。Ⅴ洗滌：目的為將殘留于樹脂層之再生劑 HCL 洗滌干凈。Ⅵ采水：再生完成后純水純度達到要求水質(zhì)轉(zhuǎn)為采水。Ⅶ排泄：在使用過程中，若水質(zhì)劣時候，則程序?qū)⒆詣犹脚判惯^程。在設(shè)定時間如水質(zhì)良時則由排泄轉(zhuǎn)入采水階段。不良時排泄轉(zhuǎn)為再生階段。陽床的工作過程就是采水——再生———采水的過程。 脫氣塔脫氣塔，是原水當中含有的碳酸藉 H 作用，分解成 H2O、CO2 進入脫氣塔，其中CO2 在脫氣塔中通過邏資風機供氣逐出，以減輕后續(xù)的陰床之負荷。 脫氣塔原理通?？諝獾葰怏w溶解時，將使水對金屬具有腐蝕性。其中水的腐蝕性的增加主要是因為溶解氧及二氧化碳。脫氣是使溶存氣體放散于空氣中，而又氣液間物質(zhì)移動的操作。此理論是以氣體在水中的溶解度，及在某種條件下氣體的平衡濃度及氣體由水中向大氣中移動速度等為基礎(chǔ)。 （如圖）在工廠依據(jù)脫氣得要求不同通常采用不同的方法 常用的物理方法有：加熱脫氣、真空脫氣、不活波氣體脫氣、超聲波脫氣25 / 43在我們水環(huán)制程中由于對水中的溶存氣體去除率求不高，所以我們使用如上的脫氣裝置，由于在陽塔反應(yīng)而產(chǎn)生的二氧化碳濃度遠高于它在該條件下的溶解度。所以我們用鼓入空氣的方法來降低水中的二氧化碳含量。 陰床本裝置采用 φ3m3mH 的圓桶式裝置，里面裝載有陰離子交換樹脂，原水經(jīng)過濾器、陽床、脫氣塔后的水進入陰床，水中之陰離子及硅酸被強酸性陰離子交換樹脂交換成 OH，其反應(yīng)方程式為：RNOH ＋ CL； SO42； CO32；SiO 2 RN CL。 SO4。 CO3。 SiO2＋OH 再由 H+與 OH離子結(jié)合成水。 陰離子交換反應(yīng)原理及工作、再生過程如 陰床工作方式如 3.. 混床：（陰、陽離子混合床）混床：是在交換器內(nèi)均勻混雜的裝填陰、陽兩種樹脂，一般混合床采用強酸性陽樹脂和強堿性陰樹脂，其陰、陽樹脂的混合比為 1：1~2，用語混合床內(nèi)陰、陽樹脂混雜，因此原水流經(jīng)樹脂層時，陰、陽離子同時被樹脂所吸附。其產(chǎn)物 H+和 OH又因反應(yīng)生成水而得以降低，有利于交換反應(yīng)進行的徹底，使得出水水質(zhì)大大提高。為了防止再生時陰、陽樹脂層難徹底分層，及交叉污染，發(fā)展了三層混床新技術(shù)。即在普通混合床中26 / 43另填一層惰性樹脂，其高度介于陰陽樹脂之間，其顆粒大小能保證在反沖洗時將陰、陽樹脂分離開來。在我們的除鹽水系統(tǒng)中加設(shè)混床，其目的是為了進一步除去上述流程中未除去的陰、陽離子，使水質(zhì)達到鍋爐補給水的標準。其工作方式與上述陽床、陰床工作方式原理一樣。在我們水環(huán)純水（除水）的處理的主要設(shè)備的選擇：因為水量大，活性碳過濾器選用臥式過濾器，并采用上下雙層布置。 離子交換床選用 ZXDF自身清洗多元沸騰浮動床，該交換器交換室內(nèi)裝有樹脂清洗器，每個運行周期對樹脂清洗一次，及時的除去破碎的樹脂和雜質(zhì)，因此不用另設(shè)床外清洗塔。第四章 Condenser water plant冷凝水處理是我們水環(huán)出化學水處理的其中一部分。我們采用 4 套處理量為250M3/h 的冷凝水處理裝置。 冷凝水進出水質(zhì)要求 冷凝水進水要求項目 數(shù) 量（mg/l ） 名稱 數(shù) 量（mg/l ） 溫度 95℃ 總鐵 Cu SiO2 電導率 5us/cm PH 78Na+、 K+ 冷凝水水質(zhì)要求 Na++K+ ≤177。 SiO2≤ Cu ≤ 電導率 ＜600C總鐵 27 / 43 工藝流程選擇為滿足水質(zhì)要求選用過濾加混床系統(tǒng)，其水處理系統(tǒng)流程為：凝結(jié)水→一級換熱器→二級換熱器→三級換熱器→精密過濾器→體內(nèi)再生陰陽混合離子交換器→凝結(jié)水箱。 主要設(shè)備選擇由于凝結(jié)水回水溫度高（95℃）超過混床樹脂允許溫度上限,須經(jīng)換熱器降溫至 50℃，換熱器選用 Sweep 板式換熱器，一級冷卻水用混床出水；二級冷卻水用來自 Pure water plant 補給的純水；三級冷卻水用循環(huán)水。過濾器選用精密過濾器，該過濾器濾元為蜂房式聚丙烯纖維線繞濾芯，可除去凝結(jié)水中的鐵、銅等懸浮雜質(zhì)。第五章 Waste Water Treatment Plant 污水處理廠的概述來自漿廠的廢水中所含化學成分較復雜，除具有一般污水性質(zhì)外，尚含有油和較高的色度等其他污染物質(zhì)，且污水具有較高的溫度，為此采用物化——生化相結(jié)合的污水處理工藝，能確保處理后水質(zhì)達到排放要求。由于原污水水溫較高，故采用冷卻塔對原污水進行冷卻處理，以便保證后續(xù)生化處理的正常進行。由于紙漿廢水有機污染物濃度較高，本方案采用 A/O 生化處理和生物接觸氧化相結(jié)合的處理系統(tǒng)。而對污水中色度的處理采用加藥混凝反應(yīng)進行處理。廢水處理廠占地 公頃。污水處理廠總平面布置簡潔明快，功能分區(qū)合理，有廠前區(qū)、污水處理區(qū)、污泥處理區(qū)。由綜合樓、景點綠化形成廠前區(qū)。廠前區(qū)與主要生產(chǎn)區(qū)之間用綠化帶和道路隔開，避免互相干擾。廠區(qū)內(nèi)建(構(gòu))筑物平面設(shè)計緊湊合理，并將使用功能相似的建筑物合并以減少其數(shù)量，節(jié)約資金。立面設(shè)計中，處理手法單純、統(tǒng)一，具有力量感，體現(xiàn)出鮮明的時代特色。廢水處理系統(tǒng)的主要處理構(gòu)筑物有格柵間、調(diào)節(jié)池、初沉池、儲存池、污水提升泵房、冷卻塔、A/O 生化反應(yīng)池、中沉池、生物接觸氧化池、二沉池、混凝反應(yīng)池、沉淀28 / 43池、污泥濃縮脫水間等污水處理廠工程實施后，每年可去除約 CODcr 6 萬噸， BOD5 萬噸和 SS 2 萬噸，能有效減少本項目對周邊環(huán)境的污染物排放，帶來良好的社會效益。 規(guī)模與水質(zhì)標準 污水水量：污水水量主要來源于漿廠生產(chǎn)廢水及廠區(qū)生活污水。污水量為：70000 m3/d，污水量總變化系數(shù)為：K=。因此本廢水處理站的設(shè)計廢水量為：Qmax=84000m3/d=3500m3/h。 進水水質(zhì)： PH 值：~ COD：≤2500mg/lBOD5：≤800~1200mg/l TSS：≤850mg/l水溫：≤65 0C 色度：≤1000PtcoAOX：≤20mg/l 出水水質(zhì)：污水經(jīng)過三級處理后的出水水質(zhì)為：PH 值：6~9 COD：≤100mg/lTSS：≤30mg/l BOD5：≤20mg/l水溫：≤38 0C 色度：≤50timesAOX：≤8mg/l 處理方案與流程 制漿廢水是一種水量大、組份復雜的廢水，水質(zhì)變動范圍大。廢水經(jīng)過預處理再排放可改善污水水質(zhì)，同時便于根據(jù)不同的廢水水質(zhì)采取不同的預處理手段。在對制漿廢水進行最終處理時，有機物的去除一般以生物法為主，對難于生物降解的制漿廢水，采用厭氧( 水解) 好氧聯(lián)合處理較為合適，對易于生物降解的制漿廢水，可采用一段生物29 / 43處理。色度的去除，一般以物理化學方法為主，對于規(guī)模大、處理水平高的工廠，可采用電解、化學絮凝、臭氧氧化等工藝。 本項目的廢水達到處理目標所要求的污染物去除率列于表 2—1 中，從表可知廢水處理廠對 BOD、COD 去除率高達 95%以上。表 2—1 廢水處理效率設(shè)計要求表類別 BOD5（mg/l）CODcr（mg/l） SS（mg/l ）進水水質(zhì) 1200 2500 850出水水質(zhì) 20 100 30去除率（% ） 98 96 95造紙工業(yè)廢水屬于比較難處理的廢水之一，而造紙工業(yè)廢水中最難處理的廢水是制漿廢水。以硫酸鹽漿廠為例，由于廢水中含有可溶性難生物降解的木質(zhì)素，用生物法對COD 的去除率很難達到 90%以上。世界主要造紙大國對制漿造紙廠廢水排放的控制主要是針對 BOD，而對 COD 排放要么沒有要求，要么比較寬松。因此，他們對造紙廠廢水處理主要是去除廢水的 BOD方法以生物處理為主。目前以活性污泥為主的生物好氧二級處理，完全能使 BOD 和 SS的去除率達到 95%以上，可滿足本項目廢水處理廠的設(shè)計要求，但生物處理法（曝氣段）CODcr 的去除率一般在 60%左右，要使 COD 達標排放需進行三級處理。因此，必須對廢水進行三級處理，使其排放水質(zhì)達到要求。本方案設(shè)計采用以下處理工藝流程： 30 / 43 處理過程：廢水進入廢水處理系統(tǒng)后，先經(jīng)過攔污柵清除較大雜物，然后進入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池里，攪拌機給于充分的攪拌混合以均衡水量水質(zhì)，再進入初沉池，以重力沉降方式，去除廢水中 SS 及部分 BOD、COD，再經(jīng)污水提升泵房送到冷卻塔，用以降低水溫到 35℃以下，出水進入 A/O 池和生物接觸氧化池，以去除大部分 BOD 和COD，沉淀池上層溢流水進入三級處理系統(tǒng)——混凝反應(yīng)池，通過投加 PAC 藥劑和混凝反應(yīng)池內(nèi)機械攪拌機作用下進行混凝反應(yīng)，沉淀后出流水進工廠總排出口。 在初沉池之后，設(shè)置一座事故池約 6 個小時儲量，作事故時應(yīng)急用。 一沉池污泥、二沉池污泥、三沉池污泥以及終沉池污泥除部分回流外，其余送至污泥濃縮池，經(jīng)污泥脫水機壓榨脫水成泥餅（含水率 70%）后外運。 主要構(gòu)筑物作用及特點 格柵間：格柵作為廢水處的第一道工序，是用一組平行的剛性柵條制成的框架,可以用它攔截水中的大塊漂浮物。格柵通常傾斜架設(shè)在其它