九、混床
混床是将两种树脂按一定比例装入同一个交换器中，并且在混合状态下同时进行运行交换的床体。试验表明，只有强酸、强碱型的树脂组成的混床出水水质相对较好。
1、混床的作用：一级除盐水往往不能满足高压以上的锅炉补给水的质量要求，必须对一级除盐水做进一步的处理。混床的出水电导率可达0.2us/cm以下，SiO2可以小于20ug/l，pH值在6.5-7.5之间。混床可以确保一级除盐在监督不及时出现水质的瞬间变坏情况下的正常供水。
2、混床的除盐原理：
由于阴、阳树脂是相互混合在一起，相当于众多的阴、阳床排列在一起运行，并且阴、阳离子的交换是同时进行的，据推算，一台混床约包含1000-2000组的一级复床。它与一级复床不同，一级复床除盐的阳床出水都是将原水中的盐，交换为相应的酸，而酸电离出的H+离子会影响与水中的阳离子的交换，并且还对树脂上残留的RNa型离子进行交换，使出水中含有一定的Na+。泄漏的Na+经过阴床后又会使出水含NaOH,同样电离出的OH+离子又对阴树脂再生残留的HSiO3型树脂进行再生，从而使阴床的出水总含有一定的SiO2。而混床则不一样，阳床置换出的H+离子和阴床置换出的OH-离子迅速发生中和反应，使反应进行的非常完全，故出水水质很好。反应式如下：
RH+ROH+NaCl→RNa+RCl+H2O
3、混床树脂的选用和配比:
在选用混床树脂时，既要考虑失效后的树脂分层，又要考虑到再生后的树脂混合。容易分层的树脂，不易混合；容易混合的树脂，往往又不好分层；因此，在树脂选型时，要综合考虑两方面的因素，不能片面追求某一个方面。目前，有各种行业的混床树脂要求标准。
对于锅炉补给水处理混床，通常采用的阴、阳树脂体积比均为2:1。即阳为0.5米，阴为1.0米；但是，对于直径≥2.5米的混床，为减少死角，树脂的比例建议阴为1.2米，阳为0.6米较为适宜。
混床一般采用的是凝胶型的树脂，但是随着使用年限的增加，凝胶型树脂的色差越来越接近，分层面不易看清。建议采用大孔型的混床专用树脂，其阴为白色，阳为灰褐色，分层面清楚，利于操作。加上大孔型树脂的强度远好于凝胶型树脂，其破碎球很少，运行的压差也较小。
4、混床的操作步骤：（自失效时开始）
4.1、反洗分层：先以约10-15m/h的流速将树脂松动分层，控制100%的反洗膨胀率，直到反洗出水清澈、并且树脂分层面明显止；让树脂自然沉降稳定；
4.2、预喷射：开启碱、酸阀，以约3-4m/h的流速进行预喷射（碱流量应稍微大于酸流量，以防乱层！），观察树脂层、流量正常后，方可进再生液。
4.3、进酸碱：开启碱、酸阀，并控制碱浓度在3.0-4.0%之间，酸浓度在3.0-4.0%之间；
4.4、置换：通完碱、酸后，只需关闭酸、碱阀，继续以同样的流量对树脂进行置换，直到中排的出水电导率≤20us/cm止；
4.5、排水：将水位降到距树脂层面约20cm的地方，准备混脂；
4.6、混脂：通入约0.2-0.3Mpa的压缩空气，时间约2分钟（具体看视镜的混脂效果）。
4.7、正洗：快速关闭气阀，迅速打开正洗阀，让树脂快速落床稳定，以防再次分层！约30秒后，开启进水阀，关闭正洗阀，将床体充满水，进行大正洗，直到正洗出水合格后，投入运行。
说明：混床再生分同步和分步法再生两种。上面是同步法的再生步骤。分步再生法耗时又耗水，基本用的很少，这里就不介绍了。
5、混床常见的故障见下表：

序号	现象	产生原因	处理方法
1	混床出水电导率、二氧化硅不合格	a，一级除盐水不合格，影响混床出水；	a，重新再生，并控制一级除盐水质量；
		b，分层不好，影响再生效果；	b,按规程重新分层再生；
		c，阀门不严，相互串漏；	c,检查各阀门情况；
		d，树脂被污染；	d,复苏树脂或更换；
		e,气压、气量不足，混脂不好；	e,确保气压、气量，重新混脂；
2	出水PH值偏低	a,混床树脂被有机物污染；	a,复苏或更换树脂；
3	阴、阳树脂反洗分层不明显	a,反洗操作不当；	a,重新按规程操作；
		b,阴、阳树脂粒度、比重不符合规范；	b,更换树脂；
		c,树脂未失效，比重差小；	c，碱泡、淋洗后重新反洗分层；
		d,树脂被污染，比重发 生变化；	d,缺点污染源，复苏或更换；

除了上表使用中常见的问题外，还有如下两种情况需重点说明一下，因为它们都是在正常使用前发生的问题：
5.1、混床树脂的装填高度:阴、阳树脂的装填高度不恰当是混床出水不合格的最常见的问题之一。由于混床内的中排位置在阴、阳树脂的分层处，所以如何准确将阳树脂的高度控制在中排的位置，尤其重要。一般新床的调试都会出现偏差，原因是所供新的强酸树脂按标准是Na型，当转成H型时，有约10%的膨胀率，而设计提供的树脂高度都是指再生态的高度。另外，经过酸、碱预处理，树脂有一个不可逆的膨胀过程，也会使树脂的体积增大，两种膨胀致使阳树脂超过中排的高度，造成再生时阳树脂受碱液污染，从而影响出水水质。因此根据经验，混床树脂装填时，要适当少装填阳树脂，一般凝胶型的阳树脂少装11%左右，大孔型的阳树脂少装7%左右较为适宜；混床阴树脂同样存在同样的问题，由于它在阳树脂的上面，只要阳树脂装填合适，它也就不会出现交叉污染。但是，它的树脂层面也要控制恰当，不要超过中视镜的中部。以方便观察操作现象。
5.2、混床设备制作上的缺陷：
5.2.1、视镜设置：现场发现多个用户的设备故障有视镜的位置设置不准，与中排的高度不相匹配。我们在重庆某电厂就发现混床下视镜的高度居然完全在中排的下方，结果，根本看不到树脂的分层面和分层情况，给操作带来很大的麻烦。因此，建议用户在设备的正式制作前，一定要严把图纸的审查关，否则，一旦设备定型，将无法更改。
5.2.2、混床反洗空间的预留：我们知道，树脂分层的好坏，直接决定再生的成功与否；而分层的好坏，则又由反洗膨胀空间的大小来决定。那么，膨胀空间的大小到底多少为合适呢？目前的设计手册对混床的要求也模糊不清，没有一个明确的标准。但在行业上对混床的反洗空间都有约定俗成的要求，即混床的反洗预留空间在100-150%之间，不可低于100%！四川某单位的混床树脂反洗展开空间70%，结果由于展开率不够，凹陷在下视镜的树脂不能搅动，看不清树脂的分层面，给操作带来很大的麻烦和不便。
6、水中的有机物对混床出水水质的影响
有机物对混床造成的影响，主要表现为混床的出水电导率升高，PH值下降（＜7）；水中有机物的含量会影响混床的出水纯度。比如在25℃时，要使混床的出水电导率＜0.1us/cm时，只有在混床的进水中不含有机物时才能达到。而有机物的来源主要是由于一级复床的强碱阴树脂被有机物污染后，泄露较多的有机物进入混床，然后再从混床中释放出所致。
混床出水中COD和电导率之间的关系

COD(高锰酸钾法)(mg/l)	0.6	0.34	0.24	0.12	0.08
电导率（25℃）（us/cm）	0.3	0.27	0.24	0.17	0.16

因此，当混床的电导率偏高、PH值偏低时，在排除其他人为因素后，要注意混床树脂进、出口的有机物量。
7、阳床树脂被氧化后对混床出水水质的影响
当一级除盐的阳床受到水中的氧化物氧化后，其骨架链将断裂，并释放出磺酸类有机酸类物质，这些物质成酸性，并且阴床树脂很难将其截留，而从混床流出，由于混床的电导率较低，当有这些物质溶于水中时，马上表现出混床的PH值偏低，电导率升高的现象。因此，要严格控制阳床进水中氧化物含量，防止阳树脂被氧化。
8、混床树脂的运行周期
补给水处理上的二级除盐系统中的混床树脂，根据一般的经验统计，其运行时间约在10-30天之间，当进水的电导率≤10us/cm、SiO2≤100ug/l时，其树脂的周期制水容量大致为10000-15000m3/m3.R之间。用户可根据装填的树脂量来推算混床的制水时间。
上述的七种床型，是目前水处理上用的较多的离子交换器。除此以外，还有诸如变径床、移动床、提升床、双流床等，由于用户不多和实用价值不大，这里不作介绍。