强弱树脂联合应用工艺是同时使用强型和弱型两种树脂的除盐工艺。强型和弱型树脂具有不同特点。强型树脂具有交换的彻底性,能够去除水中的全部离子。弱型树脂虽不能除去水中的全部离子,但却具有工作交换容量大和再生剂比耗低的优点。二者联合应用可以发挥各自的优点,从而形成一种新型的化学除盐工艺。

联合应用工艺制水时,水先经过弱型树脂交换器,除去水中大部分离子,减轻了强型树脂交换器的负荷,然后进入强型树脂交换器,彻底除去其余离子,从而保证了出水水质,起了把关作用。以阳树脂交换器为例,原水先与弱型阳树脂交换,水中的暂时硬度几乎全部被除去,强型阳树脂可除掉剩余的中性盐分解的阳离子。在阴离子交换器中,水先与弱型阴树脂交换除去大部分强酸性阴离子,再与强型阴树脂交换除去弱酸性阴离子及其他阴离子,这样发挥了强型阴树脂除硅能力强的优点,保证出水质量。因此,强弱树脂联合应用工艺的出水水质好。

再生时全部再生剂先通过强型树脂,再生后的废再生液再通过弱型树脂。这样就发挥了弱型树脂易再生、省再生剂的长处,使再生剂的比耗能够降到1.0~1.2。由于比耗降低,使得在同样比耗下的树脂工作交换容量得到提高。如在经济的比耗下,强酸、强碱性树脂的工作交换容量各为800~1000mol/m3及250~300mol/m3;而当再生比耗在1.0~1.2时,强弱型阳、阴树脂的平均工作交换容量可达到1300~1700mol/m3及600~900mol/m3。因此,强弱树脂联合应用工艺不仅使树脂工作交换容量提高,使制水批量增大,而且酸碱耗低,制水成本低,排放废液少,对环境污染也减轻。

由于弱型树脂的价格较高,故联合应用技术的投资较高,所以该工艺适合用于中、高含盐量水的处理。一般认为,适用的条件是:阳树脂用于硬度大于3mmol/L、原水硬碱比为1.0~2.0的水;阴树脂用于进水强酸性阴离子含量大于2mmol/L、强酸性阴离子占总阴离子的30%以上,或有机物含量较高的水。

强弱树脂联合应用工艺流程常见以下典型组合形式:

  1. 原水→弱阳→强阳→除碳→弱阴→强阴→除盐水。
  2. 原水→弱阳→强阳→除碳→强阴→除盐水。
  3. 原水→强阳→除碳→弱阴→强阴→除盐水。
  4. 原水→弱阳→弱阴→除碳→强阴→除盐水。

以上组合形式可由单床串联组成,还可以由强弱树脂放在同一交换器的双层床、双室床及双室浮动床来组成。

联合应用时,为使强弱树脂的工作交换容量都能得到充分利用,需具有相同的运行周期,两种树脂应保持合适的比例。应根据不同水质所含的不同离子浓度及不同树脂的工作交换容量进行计算确定树脂比例。

阴树脂再生时,再生剂先与强碱性树脂交换。因强碱性树脂主要吸着的是硅酸,故排出的再生液中含有大量硅酸盐胶体物质。用此再生液再去再生弱碱性树脂容易发生胶体硅析出污染弱阴树脂。故运行中需采取措施防止胶体硅析出。措施是提高再生流速至6~12m/h,采用较低再生液浓度1%~2%,也可提高再生液的温度至35~40℃。

如采用大孔弱碱性树脂,对有机物质有较好的吸着能力,可以保护强碱性树脂。应控制好弱碱性树脂运行的终点,宜在酸度刚刚穿透时停止运行,以免有机物污染强型阴树脂。