專利名稱：離子交換樹脂的批量再生方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離子交換法的廢水處理技術(shù)，尤其涉及一種離子交換樹脂的批量
再生方法。
背景技術(shù)：
在水處理技術(shù)中，常用離子交換樹脂法處理電鍍廢水，其簡略過程是，鍍鎳生產(chǎn)過 程中鍍件在漂洗槽進(jìn)行清洗，鍍鎳溶液帶入漂洗槽，漂洗槽中的含鎳廢水可被抽至一鍍鎳 廢水離子交換回收設(shè)備，鎳離子被離子交換樹脂吸附回收，凈化的水作為漂洗水重復(fù)回用。 離子交換樹脂飽和后進(jìn)行再生，再生后的樹脂可以重復(fù)使用。 傳統(tǒng)的離子交換法回收鍍鎳廢水設(shè)備同時(shí)具備吸附和再生兩個(gè)功能，廢水的吸附 與再生在同一設(shè)備中完成。再生的過程至少涉及到6個(gè)工藝步驟的轉(zhuǎn)換，和十多個(gè)閥門的 切換，以往的再生過程主要通過操作人員的視覺觀察、粗略的pH試紙測試或憑經(jīng)驗(yàn)來控制 工序轉(zhuǎn)換和延續(xù)時(shí)間。這種方式很難獲得滿意的再生效果。復(fù)雜的再生過程難以為缺乏訓(xùn) 練的人員所掌握，尤其是人員流動(dòng)頻繁的企業(yè)更是難以保持再生的基本效果。不理想的再 生結(jié)果帶來諸多問題，如再生洗脫液濃度過低而增加資源化成本、再生劑和用水消耗量提 高而增加生產(chǎn)成本、再生不徹底影響下次使用效果等等。為解決這些問題，本申請人申請了 "吸附與再生分離的鍍鎳廢水回收方法"專利(中國申請?zhí)?00710172086. 6)禾P"離子交換 再生方法"專利(中國申請?zhí)?00710172084. 7)。該方法有效地克服了常規(guī)方法的缺點(diǎn)，但 是由于再生過程是以現(xiàn)場回收的單元離子交換器為再生對象，而受到運(yùn)輸條件限制，離子
交換器所裝載的樹脂量一般不會(huì)超過ioo升，即使三個(gè)單元離子交換器串聯(lián)同時(shí)再生，每
次也只能再生約300升樹脂，生產(chǎn)效率較低。而為了大幅提升樹脂再生量，一次串聯(lián)過多 的離子交換器會(huì)出現(xiàn)以下問題首先是，多級(jí)串聯(lián)阻力增大，離子交換器的耐壓要求增大； 其次是多級(jí)串聯(lián)不能利用空間，占地面積增大；再者，管路連接、拆卸工作量大，耗時(shí)多；最 后，串聯(lián)再生時(shí)樹脂反沖清洗是單個(gè)進(jìn)行的，因此串聯(lián)再多的交換器，樹脂清洗仍需逐個(gè)進(jìn) 行，效率很低。當(dāng)樹脂再生量大幅上升時(shí)這種再生方式已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種離子交換樹脂的批量再生方法，可以一次 進(jìn)行大容量的樹脂再生。 本發(fā)明提出一種離子交換樹脂的批量再生方法，是將已飽和失效的多個(gè)單元離子 交換器中的樹脂一次性或依次序轉(zhuǎn)移到批量再生容器中，然后在批量再生容器中一次性進(jìn) 行再生，最后將再生完畢的樹脂重新分配到單元離子交換器中，恢復(fù)單元離子交換器的功 能。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，通過真空泵在所述批量再生容器內(nèi)形成真空負(fù)壓將所述 樹脂轉(zhuǎn)移到所述批量再生容器中。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，在進(jìn)料結(jié)束時(shí)關(guān)閉所述真空泵，使所述批量再生容器恢復(fù)常壓。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，自所述批量再生容器上部的進(jìn)料口輸入樹脂。 在本發(fā)明的一實(shí)施例中，自所述批量再生容器下部的出料口排出樹脂。 本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，相比現(xiàn)有技術(shù)提高了再生效率。在操作人員數(shù)和
工作時(shí)間相同的情況下，樹脂再生量是采用傳統(tǒng)的串聯(lián)再生方法的4倍以上，而且勞動(dòng)強(qiáng)
度降低，再生成本下降，再生質(zhì)量提高。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具 體實(shí)施方式作詳細(xì)說明，其中 圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的離子交換樹脂轉(zhuǎn)移輸入批量再生容器和再生后轉(zhuǎn) 移返回單元再生器的過程示意圖。 圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的批量再生裝置示意圖。
圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的批量再生方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的批量再生裝置部分結(jié)構(gòu)示意圖，其中顯示離子交 換樹脂轉(zhuǎn)移輸入批量再生容器和再生后轉(zhuǎn)移返回單元再生器的過程。請參照圖l所示。批 量再生裝置100主要包含一大型的批量再生容器110以及一真空泵120。在一實(shí)施例中，根 據(jù)需要，批量再生容器110可以在幾個(gè)、幾十個(gè)到幾百個(gè)甚至更多單元離子交換器10的容 量之和之間進(jìn)行選擇。例如， 一個(gè)直徑1600mm、高度3000mm的再生器一次可以再生50-60 個(gè)單元離子交換器10內(nèi)的5000-6000升的樹脂，其中假定每個(gè)單元離子交換器10的容量 在100升。 批量再生容器IIO具有進(jìn)料口 111、通氣口 112和出料口 113。 一吸料管101可 插入敞口的來自生產(chǎn)現(xiàn)場的已飽和失效的單元離子交換器IO，此單元離子交換器10中含 有飽和樹脂11。吸料管101經(jīng)過進(jìn)料閥102與批量再生容器110的進(jìn)料口 111連接。批 量再生容器110的出料口 113與出料閥104和出料管103連接，出料管103則可連接到敞 口的待罐裝的單元離子交換器10'。批量再生容器110的通氣口 112經(jīng)過真空抽氣閥106 與真空抽氣管105連接，通氣口 112同時(shí)還與設(shè)有排氣閥108的排氣管107連接。排氣管 107經(jīng)過排氣閥108與大氣相通。真空抽氣管105經(jīng)過真空抽氣閥106與真空泵120的進(jìn) 口 121連接，真空泵120的出口 122與大氣相通。批量再生容器IIO的上通口 114a和下通 口 114b分別連接上通閥115a和下通閥115b，上通閥115a和下通閥115b分別設(shè)置再生連 接口 116a、116b，用以與再生裝置的相關(guān)管路(參見圖2所示)連接。 此外，在一實(shí)施例中，批量再生容器IIO還具有上視鏡119a、中視鏡119b、下視鏡 119c，用于觀察和控制輸入、輸出批量再生容器110的樹脂量。 圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的批量再生方法流程圖。參見圖3所示，首先于步驟301， 將已飽和失效的多個(gè)單元離子交換器中的樹脂轉(zhuǎn)移到批量再生容器中，其中可以一次性轉(zhuǎn) 移多個(gè)單元離子交換器中的樹脂，也可以依次轉(zhuǎn)移多個(gè)單元離子交換器中的樹脂。
具體地說，各單元離子交換器10中的飽和樹脂11轉(zhuǎn)移輸入批量再生容器110的
4過程為吸料管101插入一個(gè)飽和的單元離子交換器10底部，開啟進(jìn)料閥102和真空抽氣 閥106，其它閥門關(guān)閉，啟動(dòng)真空泵120。隨著真空泵120的運(yùn)行，批量再生容器110內(nèi)的壓 力逐漸下降，形成負(fù)壓，當(dāng)單元離子交換器10與批量再生容器110內(nèi)的壓差達(dá)到一定范圍 時(shí)飽和樹脂11借壓差向批量再生容器110流動(dòng)，當(dāng)飽和樹脂11全部進(jìn)入批量再生容器110 后關(guān)閉進(jìn)料閥102，替換另一個(gè)飽和的單元離子交換器。當(dāng)批量再生容器110內(nèi)的飽和樹脂 達(dá)到規(guī)定位置時(shí)關(guān)閉進(jìn)料閥102、真空抽氣閥106和真空泵120，停止向批量再生容器110 輸入飽和樹脂11。開啟排氣閥108使批量再生容器110恢復(fù)常壓狀態(tài)。
于步驟302，在批量再生容器110中進(jìn)行再生。其中，樹脂批量再生裝置100的 結(jié)構(gòu)參照圖2所示，還包括一套用以提供再生過程所需的各類再生劑的儲(chǔ)存裝置130、一 組進(jìn)料控制閥組140、一組出料控制閥組150、一洗脫液儲(chǔ)存槽160、以及控制裝置170，這 些部件與中央的批量再生容器110配套，組成完整的再生系統(tǒng)。具體地說，再生劑儲(chǔ)存裝 置130進(jìn)一步分為套用液槽131、酸液槽132、堿液槽133以及純水槽134，其中套用劑槽 131中存有前一次再生回流的鎳含量低于一定標(biāo)準(zhǔn)的套用溶液。酸液槽132、堿液槽133以 及純水槽134分別儲(chǔ)存酸液、堿液和純水，酸液例如是硫酸(H2S04)或鹽酸(HC1)，濃度是 1. 5-4. ON(當(dāng)量濃度)；堿液例如是氫氧化鈉(NaOH)，其濃度是1. 0_3. 5N。然而酸液和堿液 的種類、濃度均可依據(jù)實(shí)際需要而定，并不作為本發(fā)明的限制。此外，仍可根據(jù)需要設(shè)置其 他的再生劑儲(chǔ)存槽。再生劑儲(chǔ)存裝置130的各槽均具有一連接出口管路的出液口，進(jìn)料控 制閥組140包括進(jìn)套用液閥141、進(jìn)酸閥142、進(jìn)堿閥143以及進(jìn)純水閥144， 一一對應(yīng)地與 上述套用液槽131、酸液槽132、堿液槽133以及純水槽134的出口管路連接。這些控制閥 141 144受控于控制裝置170，而選擇其中一種溶液流向一進(jìn)料泵145所在的管路。
進(jìn)料泵145通過進(jìn)口管路連接到批量再生容器110的再生連接口 116a。進(jìn)口管路 上還連接有排放閥117和排水口 118。批量再生容器110的另一再生連接口 116b連接出口 管路，出口管路上設(shè)有pH值傳感器171和電導(dǎo)率傳感器172。此外，一自來水槽180的出口 依次連接反沖洗泵181和反沖洗閥182，組成反沖裝置，通過出口管路連接至批量再生容器 110的再生連接口 116b處。 出料控制閥組150連接在批量再生容器110的出口管路上，它是由套用液回流閥 151、回用酸回流閥152、回用堿回流閥153、以及洗脫液出料閥154組成，其中套用液回流閥 151通過管路連接至套用液槽131，回用酸回流閥152通過管路連接至酸液槽132，回用堿 回流閥153通過管路連接至堿液槽133，而洗脫液出料閥154通過管路連接洗脫液儲(chǔ)存槽 160。 在本發(fā)明實(shí)施例中選用耐腐蝕的氣動(dòng)閥門構(gòu)成控制閥組140和150，進(jìn)料泵145為 耐腐蝕磁力泵，所有管路和閥門均選用耐腐蝕的UPVC材料。 控制裝置170作為本裝置的核心，起到控制再生過程的作用，控制裝置170中的控 制部分例如是以計(jì)算機(jī)結(jié)合可編程控制器(PLC)的方式構(gòu)建，并配置pH和電導(dǎo)率監(jiān)控儀 表，以及電氣控制元器件?？刂蒲b置170通過信號(hào)線173連接pH值傳感器171和電導(dǎo)率傳 感器172，通過控制線174連接到進(jìn)料控制閥組140、出料控制閥組150、反沖洗泵181和反 沖洗閥182?？刂蒲b置170可以接受從pH傳感器171和電導(dǎo)率傳感器172發(fā)出的信號(hào)，據(jù) 此通過控制線174發(fā)出控制指令按程序啟、閉自動(dòng)閥門和泵，實(shí)現(xiàn)再生過程中各工序間的 自動(dòng)轉(zhuǎn)換，最終完成樹脂的再生?？刂蒲b置170也可以不通過傳感器信號(hào)，而根據(jù)預(yù)設(shè)的時(shí)間程序?qū)﹂y門和泵進(jìn)行控制，最終完成樹脂的再生。
再生過程按以下步驟進(jìn)行 1、按再生工藝的要求在再生劑儲(chǔ)存裝置130中的套用液槽131，酸液槽132，堿液槽133，純水槽134內(nèi)準(zhǔn)備好充足的相應(yīng)物料，在自來水槽180內(nèi)準(zhǔn)備充足的自來水。
2、將批量再生容器110通過上下兩個(gè)再生器連接口 116a、116b分別與再生進(jìn)料控制閥組140和出料控制閥組150固定連接。 3.樹脂沖洗開啟反沖洗自動(dòng)閥182和反沖洗泵181，開啟批量再生容器110的排放閥117，用自來水槽180中的自來水沖洗批量再生容器110內(nèi)的機(jī)械雜質(zhì)，通過排水口118排出。 4、再生控制裝置170根據(jù)內(nèi)置的再生程序先后開啟或關(guān)閉進(jìn)料控制閥組140中的進(jìn)含鎳套用液閥141，進(jìn)酸閥142，進(jìn)堿閥143，進(jìn)純水閥144和出料自動(dòng)閥組150中的含鎳套用液回流閥151，回用酸回流閥152，回用堿回流閥153，洗脫液出料閥154，完成再生藥劑的進(jìn)料和再生高濃度洗脫液的收集以及酸、堿、低濃度鎳洗脫液的回收。廢棄的水通過自動(dòng)排放閥155排入廢水處理系統(tǒng)。濃的鎳再生洗脫液進(jìn)入洗脫液儲(chǔ)存槽160，作為生產(chǎn)鎳產(chǎn)品的原料回收利用?？梢赃M(jìn)一步利用的酸、堿和鎳返回相應(yīng)的儲(chǔ)存槽，以提高鎳的再生回收率，降低再生的成本。 以上再生過程由pH儀表、電導(dǎo)率儀表在線檢測與時(shí)間程序相結(jié)合的再生程序來
控制，通過自動(dòng)閥門切換實(shí)現(xiàn)各程序之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。當(dāng)然出于投資成本考慮，本發(fā)明也完
全可以采用人工切換閥門，間歇采樣分析或時(shí)間控制方式控制再生過程。 上述實(shí)施例的樹脂再生過程的其他細(xì)節(jié)還可參照中國專利申請200710172084. 7
的"離子交換再生方法"所揭示的內(nèi)容。 最后，于步驟303，將再生完畢的樹脂重新分配到單元離子交換器中。樹脂再生完畢后樹脂從批量再生容器110轉(zhuǎn)移輸送到待罐裝的單元離子交換器10'的過程為先開啟排氣閥108，再開啟出料閥104，再生好的樹脂借位差流入待罐裝單元離子交換器10'，當(dāng)樹脂到達(dá)規(guī)定高度時(shí)關(guān)閉出料閥104，裝滿再生后樹脂的單元離子交換器10'裝好配件后即可返回生產(chǎn)現(xiàn)場重新用于鍍鎳廢水的回收。為提高效率，在樹脂出料時(shí)也可以將數(shù)個(gè)單元離子交換器并聯(lián)起來同步操作。 為了減小樹脂輸送的阻力，樹脂轉(zhuǎn)移輸入和輸出時(shí)較佳地保持適當(dāng)?shù)暮?，減小樹脂與管壁的摩擦阻力。 綜上所述，本發(fā)明的實(shí)施例批量再生方法和裝置，通過使用大型的再生容器，可以使樹脂再生效率大大提高，并且可將數(shù)十個(gè)分散的小再生系統(tǒng)集中為一個(gè)大再生系統(tǒng)，有利于降低設(shè)備投資、節(jié)約生產(chǎn)場地、節(jié)約化工原料單耗、降低生產(chǎn)成本。 雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種離子交換樹脂的批量再生方法，其特征在于包括將已飽和失效的多個(gè)單元離子交換器中的樹脂一次性或依次序轉(zhuǎn)移到一批量再生容器中；在所述批量再生容器中進(jìn)行再生；以及將再生完畢的樹脂重新分配到單元離子交換器中。
2. 如權(quán)利要求1所述的離子交換樹脂的批量再生方法，其特征在于，通過真空泵在所述批量再生容器內(nèi)形成真空負(fù)壓將所述樹脂轉(zhuǎn)移到所述批量再生容器中。
3. 如權(quán)利要求2所述的離子交換樹脂的批量再生方法，其特征在于，在進(jìn)料結(jié)束時(shí)關(guān)閉所述真空泵，使所述批量再生容器恢復(fù)常壓。
4. 如權(quán)利要求1所述的離子交換樹脂的批量再生方法，其特征在于，自所述批量再生容器上部的進(jìn)料口輸入樹脂。
5. 如權(quán)利要求1所述的離子交換樹脂的批量再生方法，其特征在于，自所述批量再生容器下部的出料口排出樹脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種離子交換樹脂的批量再生方法，可以一次進(jìn)行大容量的樹脂再生。此方法包括將已飽和失效的多個(gè)單元離子交換器中的樹脂一次性或依次序轉(zhuǎn)移到批量再生容器中；在所述批量再生容器中進(jìn)行再生；以及將再生完畢的樹脂重新分配到單元離子交換器中。
文檔編號(hào)B01J49/00GK101711998SQ20091005312
公開日2010年5月26日 申請日期2009年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者王維平 申請人:上海輕工業(yè)研究所有限公司