혼상은 혼합 이온 교환 기둥의 약칭으로 이온 교환 기술에 맞추어 설계된 설비이다.

혼상이란 일정한 비례의 양, 음이온교환수지를 혼합하여 같은 교환장치에 장전하여 류체중의 이온을 교환, 제거하는것이다.양수지의 비중이 음수지보다 크기 때문에 혼상 내에서 음수지는 상양수지 아래에 있다.일반적으로 양, 음수지 장전의 비율은 1: 2이고, 장전 비율이 1: 1.5인 경우도 있으며, 서로 다른 수지에 따라 재량껏 고려하여 선택할 수 있다.혼상도 체내 동시 재생식 혼상과 체외 재생식 혼상으로 나뉜다.동시 재생식 혼상은 운행 및 전체 재생 과정이 모두 혼상 내에서 진행되며, 재생 시 수지는 설비 밖으로 이동하지 않으며, 양, 음수지가 동시에 재생되기 때문에 필요한 부속 설비가 적고 조작이 간편하다.

혼상 처리 공정의 설비에는 혼합 이온 교환기와 체외 재생 설비가 포함된다.그 중 체외 재생 설비는 주로 수지 분리기, 음 (양) 수지 재생기, 수지 저장 탑, 혼합 수지 탑과 산성 알칼리 재생 설비를 포함한다.국내 혼상 처리 공정의 주요 특징은 수지 분리 재생 공정에 나타난다.수지의 분리 재생 공정은 세 가지가 있다.

1. 출수 수질이 우수하고 출수 pH치가 중성에 가깝다.

2. 출수 수질이 안정적이고 단시간 운행 조건의 변화 (예를 들어 입수 수질 또는 조분, 운행 유속 등) 는 혼상 출수 수질에 큰 영향을 미치지 않는다.

3. 중단 운행은 출수 수질에 미치는 영향이 적고, 운행 중단 전 수질로 회복하는 데 걸리는 시간이 비교적 짧다.

4. 회수율 100% 달성

혼상 케이스 제작 재질은 유리강, 유기유리, 스테인리스강, 탄소강, 방부 등이며, 외형은 원통형, 직경 Φ200~2500mm, 산수량은 0.5t/h~98t/h이다.양상에는 강산 양이온 교환 수지, 음상에는 강알칼리 음이온 교환 수지, 적재 높이는 항상 1000~2400mm, 소형 여과식 설비 하단에는 받침층이 없고, 중대형 설비 하단에는 입도가 다른 다단계 석영사 받침층 (현재 이렇게 하는 것을 권장하지 않는다. 왜냐하면 산세척할 때 석영사와 산이 화학반응을 일으켜 수질에 영향을 미치기 때문이다), 역류 재생 고정 침대 수지 상단에는 200mm의 특수한 수지층 (지압 아래) 이 덮여 있다.유기 유리 기둥 작동 압력 ≤ 0.15 MPa, 기타 재질의 장비 작동 압력 ≤ 0.6 MPa.양상에는 산상자, 산펌프재생시스템이 갖추어져있고 음상에는 알칼리상자, 알칼리펌프재생시스템이 갖추어져있다.

실행

이 시스템은 연화(연화기 처리수) 입수와 초탈염(반침투 처리수) 입수 등 두 가지 입수 방식이 있는데, 각각 각자의 컨트롤 밸브가 입수를 제어한다.

운행 시, 초기 탈염 진수 제어 밸브, 진수 밸브, 생산 밸브, 기타 밸브들은 모두 닫아야 한다!

　　반세척

입수밸브, 생산밸브 닫기;반세척 입수 밸브, 반세척 배출 밸브를 열고 10m/h로 15min 반세척한다.그런 다음 반세척 입수 밸브, 반세척 배출 밸브를 닫습니다.정적, 5~10min 가라앉는다.배기밸브, 중간배출밸브를 열고 부분적으로 수지층 표면에 10센치메터 좌우로 배수하며 배기밸브, 중간배출밸브를 페쇄한다.

　　재생성

유입수 밸브, 가산 펌프, 진산 밸브, 중간 배출 밸브를 가동하여 5m/s, 200L/h로 양수지를 재생하고, 반침투 생산수로 음수지를 세척하여 기둥 내 액면이 수지층 표면에 10cm를 유지하며, 양수지를 30min 재생한 후 물밸브, 가산 펌프, 진산 밸브를 잠그늘로 반세척 진수 밸브, 알칼리 밸브를 가동하여 음수지 표면에 10cm, 상수지 표면에 30cm를 재생한다.

　　치환,혼지,세척

알칼리 펌프, 알칼리 밸브를 끄고, 물 밸브를 열고, 상하 동시에 물이 들어가 수지를 치환, 세척한다.30min 후 물밸브, 반세척 물밸브, 중간배출밸브를 잠그고 반세척 배출밸브, 공기밸브, 배기밸브를 열어 압력 0.1~0.15MPa, 기량 2~3m3/(m2·min), 혼합수지 0.5~5min로 한다.반세척 배출밸브, 흡기밸브를 끄고 1~2min 가라앉는다.물밸브를 열고 배출밸브를 세척하며 배기밸브를 조절하고 기둥내에 공기가 없을 때까지 물을 주입한후 배출밸브를 닫고 수지를 세척한다.전도율이 요구에 도달했을 때, 생산 밸브를 열고, 배출 밸브를 바로 닫고, 물을 만들기 시작한다.

수지 이차 분리 재생 공정
실효된 혼상수지를 수지분리기(양수지재생기)로 보내 수력분리를 완료한 뒤 상층의 음이온교환수지를 혼상에서 음수지재생기로 이송하는 것이다.음양수지 분리면 부근의 혼합수지는 혼합수지탑으로 수송된 후 각각 음양수지를 재생한다.혼잡수지탑 내 수지의 경우 다음 재생 시 수지분리기(양수지재생기) 안으로 보내 2차 분리한다.여기서 수지 분리기는 양수지 재생기로 동시에 사용된다.
　　테이퍼 분리 재생성 프로세스
테이퍼 분리 재생 프로세스는 수지 분리기의 아래쪽을 테이퍼로 만드는 것입니다.이 설비는 양수지 재생기가 아닌 음수지 재생기로도 사용된다.실효수지는 혼상에서 수지분리기로 수력분층이 완료되면 수지분리기 하부에 위치한 양수지는 원추체 하단에서 양수지재생기로 수송된다.수지 분리기의 밑부분이 원추형체이기 때문에 수지 분리 계면의 수지가 매우 적기 때문에 중간 혼합 수지의 수를 줄이고 분리 효과를 높인다.양수지를 수송할 때, 분리 인터페이스가 자동으로 제어될 때의 자동 검측은 항상 광전법이나 전도법을 채택한다.광전법이란 광전계를 이용하여 음양수지 색깔의 깊이를 측정하는 것이다.전도법칙은 음양수지 수송수의 전도변화를 측정하는데 W2가스를 충전한 수지 수송수가 양수지에서 음수지로 바뀌면 전도도가 작아진다.두 가지 방식으로 발생하는 신호 변화를 이용하여 음양수지의 경계를 통제한다.
　　음양수지 재생 공정
혼상에서 수지분리기 내로 실효수지를 수송하는 것으로, 실효수지는 수력 분층 후 분리기 내에서 음양수지를 동시에 재생하는 것이다.수지 분리기는 동시에 수지 재생기이다.이 방식은 보급수 처리 제염 혼상과 완전히 같다.

이온 교환기

이온교환기 공정은 교환제를 이온교환기 (또는 침대) 안에 놓고 진행해야 하며 이온교환제가 효력을 상실한후 재생을 통해 이온교환능력을 회복해야 한다.이온교환 공정의 경제성과 기술적 적용성을 높이기 위해 서로 다른 수지의 조합, 서로 다른 침대형 및 각종 이온교환 시스템이 만들어졌다.흔히 볼 수 있는 이온 교환기는 고정 침대 (이온 교환기) 와 연속 침대 두 종류가 있다.

작동 원리는 바로 이온의 교환이다.

작동 시: 양수지(H-R)+(M+)→(M-R)+(H+)

음수지(OH-R)+(X-)→(X-R)+(OH-)

여기서 M + 는 금속 이온이고 X 는 음이온입니다.재생성 프로세스는 역프로세스입니다.

이온 교환기의 실효 제어

이온교환 제염수 처리가 비교적 간단한 절차는 양상-음상으로 구성된 1급 복상 제염 시스템이다.어떤 1급 복상 제염 시스템은 단원제를 채택하는데, 즉 각 1급 복상 제염 시스템은 양상, (탄소 제거기), 음상 각 1대를 포함하며, 이온 교환 제염 운행 과정에서 양상이든 음상이든 먼저 효력을 상실하면 모두 동시에 재생한다;또 다른 1급 복상 제염 시스템은 모관제를 채택하는데, 즉 양상과 양상 또는 음상과 음상이 병렬로 운행되고, 어느 교환기가 효력을 잃으면 어느 것을 재생한다.

　　1 검사 및 제어 원리

강산성 양수지는 물속의 각종 양이온에 대한 흡착 순서가 다음과 같다.

Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+；이로부터 알수 있는바 수중의 금속이온Na + 는 흡착능력이 비교적 약하기에 이온교환할 때 수지층의 각종 이온흡착층이 점차 아래로 이동하고 H +. 마지막에 기타 양이온에 의해 교체되며 보호층이 관통될 때 가장 먼저 루출되는것은 최하층의 Na +이다.따라서 양이온 교환기의 실효를 감독하는 것은 나트륨 누출을 기준으로 한다.반응 방정식은 (A는 금속 양이온을 나타내고 R은 수지 기단이다):

An++nRH=RnA+nH+

HCO3 - + H + = H2O + CO2↑

강한 알칼리성 음수지가 물에 있는 각종 음이온에 대한 흡착 순서는 다음과 같다.

SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3- 。이로부터 HSiO3-의 흡착력이 약하다는 것을 알 수 있다. 그래서 이온이 교환될 때 수지층의 각종 이온 흡착층이 점차 아래로 이동한다. OH-. 다른 음이온으로 치환되면 보호층이 관통될 때 가장 먼저 유출되는 것은 최하층의 HSiO3-이다.따라서 음이온 교환기의 실효를 감독하는 것은 실리콘 누출을 기준으로 한다.그 반응방정식은 (B는 산근음이온을 대표하고 R은 수지기단이다.):

Bm-+mROH=RmB+mOH-

　　2 장치 이점

(1) 출수 수질이 우수하고 출수 pH가 중성에 가깝다.

(2) 출수 수질이 안정적이고 짧은 시간 운행 조건의 변화 (예를 들어 입수 수질 또는 성분, 운행 유속 등) 는 혼상 출수 수질에 큰 영향을 미치지 않는다.

(3) 띄엄띄엄 운행은 출수 수질에 미치는 영향이 적어 운행 중단 전 수질을 회복하는 데 걸리는 시간이 비교적 짧다.

(4) 산수 수질 우량, 전도율 ≤0.2us/cm

이온교환기는 주로 순수한 물과 고순수한 물의 제조에 사용되며 주로 중고압 보일러의 급수에 사용된다.신소재, 신에너지, 화학공업신소재, 경금속재료, 나노재료, 유리강흑연, 복합재료 등의 생산공정용수.