[发明专利]一种基于复合改性大孔树脂的高硬度地下水物化除硬方法

说明书

本发明涉及矿水除硬技术领域，具体是涉及一种基于复合改性大孔树脂的高硬度地下水物化除硬方法；在采用具有有序排列三维孔径的复合改性大孔树脂大幅度降低RO浓水中的钙镁离子的基础上，通过原水→预沉调节池→絮凝沉淀池→高密度沉淀池→无阀滤池→超滤系统→反渗透系统→除硬系统→电渗析系统的工艺流程，可以将原水硬度从300mg/L降至1.5mg/L，即钙离子从120mg/L降至0.5mg/L，可以满足电渗析进水钙离子小于1.84mg/L的要求，有效避免电渗析系统硫酸钙形成的结垢风险。

技术领域

本发明涉及矿水除硬技术领域，具体是涉及一种基于复合改性大孔树脂的高硬度地下水物化除硬方法。

背景技术

本发明的实际应用为大南湖西区五号井矿井水处理利用项目，在施工图设计和电渗析设备订货采购过程中发现由于原水水质中硬度太高，现有化学软化设计系统，超滤产水钙离子可以达到40mg/L左右，再加上RO系统浓缩后，电渗析进水钙离子含量可以达到114mg/L，而电渗析厂家要求电渗析正常系统进水钙离子指标＜30mg/L。

基于上述原因，本发明项目需要一种能够有效去除RO浓水中二价阳离子的硬水软化树脂，因项目工程后续工艺需要，树脂优选为弱酸性树脂。目前市售的阳离子交换树脂主要通过-SOH或-COOH发生离子交换，从而实现重金属离子的去除，但其存在以下问题：

离子交换的主要控制机理是树脂颗粒内扩散，但树脂颗粒内扩散的通道容易受Ca²⁺、Mg²⁺堵塞干扰，影响重金属去除效率。

目前针对上述问题的普遍解决方法是设计大孔型树脂(大孔型树脂是指在树脂球颗粒内部，具有毛细孔结构型的离子交换树脂的统称)，从而降低Ca²⁺、Mg²⁺的影响。因为上述原因，该类树脂主要用于Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺的去除。

目前文献所揭示的大孔型树脂的内部孔径均为无序生成的，颗粒除表面外的内部孔径可能处于闭孔状态，因此无法进一步提高树脂颗粒内扩散效率，对于Ca²⁺、Mg²⁺的去除效果不如其他矿水中常见的二价阳离子。

出于上述原因，本发明想要设计一种内部孔径有序排列的树脂颗粒，减少孔径无序排列带来的闭孔、孔径利用率不高的问题，提高树脂颗粒的内扩散效率，改善树脂对Ca²⁺、Mg²⁺的去除效果。

发明内容

为了实现以上目的，本发明提供了一种基于复合改性大孔树脂的高硬度地下水物化除硬方法，本发明设计的复合改性大孔树脂，颗粒内部的孔径排列有序度高于市售的大孔型树脂，大大提高了树脂颗粒的内扩散效率，改善了树脂对于Ca²⁺、Mg²⁺的去除效果，具体的技术方案如下：

一、除硬系统

本发明设计的一种基于复合改性大孔树脂的高硬度地下水物化除硬方法，使用由软水泵、软化器、树脂捕捉器构成的除硬系统对Ca²⁺浓度≥114mg/L、Mg²⁺浓度≥68mg/L的RO浓水除硬，在上述系统中：

所述软化器通过设置在其中的复合改性大孔树脂可去除RO浓水中的二价阳离子，使流出除硬系统的水体中的Ca²⁺浓度≤0.5mg/L。

进一步地，所述RO浓水的产生量为198m³/h，对应的除硬系统的设计处理水量为198m³/h。

进一步地，所述除硬系统使用的再生剂为浓度为5％的盐酸，再生流速为4～5m/s，所述除硬系统使用的再生剂为浓度为5％的盐酸，再生时间为45min，再生周期为15～18h。