淺除鹽技術(shù)在工業(yè)循環(huán)水裝置上的應(yīng)用

趙忠堯

（大慶油田化工有限公司，黑龍江大慶 163411）

1 項(xiàng)目背景和意義

大慶油田化工有限公司甲醇分公司（以下簡稱甲醇分公司）現(xiàn)有三套除鹽水裝置、三套循環(huán)水裝置和一套清排水裝置，三套循環(huán)水裝置在生產(chǎn)過程中每小時(shí)需補(bǔ)充水300t左右，其中來自清排水回收裝置所生產(chǎn)的中水130t，其他為新鮮水。由于清排水裝置所生產(chǎn)的中水硬度及堿度偏大，作為循環(huán)水裝置的補(bǔ)充水使用時(shí)，不能提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，增大了排污水量，使循環(huán)水的生產(chǎn)成本日益增加，進(jìn)而造成企業(yè)各種產(chǎn)品成本升高。

鑒于這種情況，甲醇分公司通過調(diào)研，最終確定采用淺除鹽技術(shù)，將清排水裝置生產(chǎn)的中水作為淺除鹽水裝置的原水，生產(chǎn)出的淺除鹽水作為循環(huán)水裝置的補(bǔ)水，以達(dá)到節(jié)水減排的目的。

2 淺除鹽技術(shù)特點(diǎn)

淺除鹽技術(shù)是采用具有特殊結(jié)構(gòu)的離子交換樹脂，根據(jù)工藝要求，不完全處理水中鹽類物質(zhì)的一種新技術(shù)，與常規(guī)的離子交換脫鹽處理工藝技術(shù)相近，但運(yùn)行費(fèi)用可大幅降低，特別適合有廢酸堿的企業(yè)。它是在原來的軟化和脫鹽處理系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，具有投資省、改造工程量小的特點(diǎn)，能使出水水質(zhì)達(dá)到淺除鹽水標(biāo)準(zhǔn)，適用于循環(huán)水補(bǔ)水。淺除鹽技術(shù)的特點(diǎn)如下。

（1）淺除鹽技術(shù)為部分脫鹽技術(shù)。處理后水質(zhì)導(dǎo)電率為10～100μS／cm，脫鹽率為90%～95%。

（2）應(yīng)用淺除鹽技術(shù)的離子交換器，由于采用了特殊結(jié)構(gòu)的離子交換樹脂，因此再生時(shí)可使用廢酸堿，而不是成品酸堿。

（3）淺除鹽技術(shù)的關(guān)鍵是專用樹脂，這種樹脂的交換集團(tuán)與其他樹脂一樣，但在做骨架時(shí)采用二次聚合的方法，樹脂的使用壽命比普通樹脂長，適合處理污染物含量高的污水時(shí)使用。

3 淺除鹽水技術(shù)指標(biāo)

以清排水裝置所生產(chǎn)的中水作為淺除鹽水的原水，為確定處理技術(shù)的適用性，對(duì)清排水裝置生產(chǎn)的出水指標(biāo)進(jìn)行分析，結(jié)果如表1。

表1 清排水裝置出水水質(zhì)

根據(jù)上述水質(zhì)指標(biāo)，結(jié)合循環(huán)水裝置補(bǔ)水水質(zhì)要求，確定淺除鹽水裝置生產(chǎn)的淺除鹽水指標(biāo)，如表2。

表2 淺除鹽水出水指標(biāo)

4 改造方案

以清排水裝置所生產(chǎn)的中水為原水，利用分公司第三除鹽水站運(yùn)行過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢酸廢堿為再生劑，將陰陽離子交換器中的樹脂更換為弱酸弱堿型專用樹脂，采用淺除鹽水處理技術(shù)進(jìn)行處理，進(jìn)一步降低原水的含鹽量，輸送到循環(huán)水裝置作為補(bǔ)充水使用，達(dá)到降本增效的目的。

工藝路線如下：

5 淺除鹽水裝置運(yùn)行情況

淺除鹽水裝置于2010年11月7日完成全部改造工作，11月8日開始制水并向循環(huán)水裝置輸送合格的淺除鹽水，送水量達(dá)到110t／h，雙套床體運(yùn)行。運(yùn)行至11月16日，根據(jù)循環(huán)水裝置系統(tǒng)置換情況和用水量下降的情況，將送水降至75t／h，淺除鹽水站改為單套床體運(yùn)行。運(yùn)行至11月18日，再次將送水降至40t／h。期間根據(jù)水質(zhì)情況，將每臺(tái)陽離子交換器制水量控制在1 800t，每臺(tái)陰離子交換器制水量控制在9 000t左右。表3是淺除鹽水裝置實(shí)際出水分析數(shù)據(jù)。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，工藝指標(biāo)基本達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，并且在制水周期內(nèi)硬度檢測(cè)均為0。而且根據(jù)循環(huán)水裝置水質(zhì)的要求，可以適當(dāng)放寬電導(dǎo)率指標(biāo)。

表3 淺除鹽水站出水水質(zhì)情況

陽離子交換器利用第三除鹽水站產(chǎn)生的廢酸作再生劑，再生流量30t／h，約2.5h后出酸，然后進(jìn)行置換正沖。陰離子交換器利用第三除鹽水站產(chǎn)生的廢堿液作再生劑，再生流量25t／h，約2.5h后出堿，之后進(jìn)行置換正沖。為把廢酸堿全部利用，再生頻率按第三除鹽水站運(yùn)行周期進(jìn)行，將淺除鹽水站離子交換器的再生頻率確定為，陽離子交換器制水1 800t，即36h再生一次，再生2個(gè)陽床可全部消耗第三除鹽水站產(chǎn)生的廢酸。第三除鹽水站產(chǎn)生的廢堿可供一次性再生1個(gè)陰離子交換器。

6 循環(huán)水裝置使用淺除鹽水的運(yùn)行情況

第一、二循環(huán)水裝置從11月8日開始接收淺除鹽水，進(jìn)行系統(tǒng)置換，11月18日置換完畢。根據(jù)水質(zhì)情況，為保持循環(huán)水中適當(dāng)?shù)挠捕?，在補(bǔ)水中配加了約1／4新鮮水，同時(shí)減小了循環(huán)水的排污。到11月23日水質(zhì)已穩(wěn)定，對(duì)循環(huán)水主要指標(biāo)監(jiān)測(cè)情況如表4、5。

表4 第一循環(huán)水裝置水質(zhì)變化情況表

表5 第二循環(huán)水裝置水質(zhì)變化情況表

兩個(gè)循環(huán)水裝置在保證生產(chǎn)裝置供水的前提下，排污基本關(guān)閉，循環(huán)水濃縮倍數(shù)提高了1倍，達(dá)到4～5，補(bǔ)水總量與改造前同比下降40%，與2009年同期相比下降50%，循環(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定劑使用量同比下降50%以上；除鹽水系統(tǒng)總的酸、堿消耗量下降10%，全廠總外排污水量減少25%，初步計(jì)算兩個(gè)循環(huán)水裝置年節(jié)水量可達(dá)到800kt，年節(jié)水質(zhì)穩(wěn)定劑量35t，除鹽水裝置年節(jié)酸、堿量70t，預(yù)計(jì)年可創(chuàng)效約400萬元。

另外，在權(quán)威水質(zhì)檢定單位的協(xié)助下，我們對(duì)循環(huán)水進(jìn)行了更全面的水質(zhì)分析，并做了掛片試驗(yàn)，結(jié)果如表6、7。

表6 第一循環(huán)水裝置水質(zhì)情況表（11月28日）

表7 第二循環(huán)水裝置水質(zhì)情況表（11月28日）

通過分析數(shù)據(jù)可以看出，循環(huán)水的結(jié)垢趨勢(shì)大幅下降，腐蝕速率也符合要求（腐蝕掛片照片圖略），對(duì)各生產(chǎn)裝置冷換設(shè)備提高換熱效率，減少維修工作量奠定了良好的基礎(chǔ)。

7 結(jié) 論

利用淺除鹽技術(shù)生產(chǎn)的淺除鹽水應(yīng)用到循環(huán)水裝置后，循環(huán)水裝置在冬季運(yùn)行模式下的節(jié)水率達(dá)到40%左右，節(jié)約藥劑50%左右，除鹽水裝置總酸堿消耗的量降低10%，外排污水量減少25%，節(jié)水減排效果非常明顯，為企業(yè)降低產(chǎn)品成本起到了非常大的作用。這項(xiàng)技術(shù)比較適宜在有循環(huán)水、除鹽水裝置的生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用。