陽床運行惡化的原因分析及對策

劉 娟

（兗礦國泰化工有限公司 山東 滕州 277527）

由于陽離子交換樹脂在處理系統中的位置相對靠前，容易受到污染，一旦污染會對后續的離子交換樹脂的制水過程產生不利的影響。 因此對被污染的樹脂進行及時的診斷和有效的復蘇對水處理系統的經濟運行具有很重要的意義。

兗礦國泰化工有限公司（以下簡稱國泰公司）的化學水處理采用“預處理+反滲透+混床”工藝制備高純度的脫鹽水，水源為一次水[1]，工藝流程見圖1。

圖1 高純度除鹽水的制備工藝

陽床使用001×7 苯乙烯系強酸性陽樹脂，樹脂層高度為1500mm。2011 年3 月份以來，陽床運行出現水質惡化，周期[2]制水量由最高100000m3下降到30000m3左右，再生效果差，酸耗高，影響混床制水。 我們從多方面對陽床惡化的原因進行了分析，并采取了一系列處理措施。

1 原因分析

1.1 進水水質污染

陽床進水為蒸汽冷凝水， 分析回收冷凝液電導率為68.5us/cm， 硬度為0.6mmol/L，pH＜6.5，COD 含量為5－10mg/L，測出CO 含量最高達到900mg/L（指標要求：電導率＜10us/cm、pH 8.0－9.0、COD＜2mg/L）；經排查為甲醇車間蒸汽煮沸器換熱設備E2008 存在泄漏， 酸性氣介質泄漏到冷凝液中，造成冷凝液COD/CO 含量嚴重超標。 空分車間凝汽器存在泄漏，循環水泄漏到冷凝液中，造成冷凝液電導率、硬度等超標，冷凝液被污染。

1.2 進水溫度影響

進水溫度過高或過低都會影響樹脂的機械強度和交換容量；溫度過低，5℃以下樹脂易凍結，機械強度降低，顆粒破碎，影響樹脂的使用壽命，降低交換容量；溫度過高引起樹脂熱分解， 影響交換容量和使用壽命； 一般的陽樹脂可耐熱100℃左右，測量冷凝液溫度在30－50℃符合要求。

1.3 樹脂的有機物污染

取陽床樹脂001×7 進行有機物污染檢驗，方法如下：

在試管中分別加人受到污染的樹脂，樹脂的體積約為試管體積的三分之一，然后在試管中加入10%的食鹽水到試管體積的五分之四左右，振蕩試管5min，將鹽水傾去，重復這一過程4 次，去除表面附著物，在將最后一次的鹽水傾去后，再加入約五分之四試管體積的10%的食鹽水，保持樹脂和此食鹽水不斷接觸振蕩10min， 通過觀察食鹽水顏色的深淺來判斷樹脂受到有機物污染的程度。

結果表明，浸泡陽床樹脂后的溶液顏色為棕色。 表明陽床樹脂受到有機物污染程度已達到嚴重污染程度。

1.4 鐵離子引起的污染

為確認樹脂受鐵離子污染的程度，采用了離子交換樹脂中鐵含量測定方法：見《火力發電廠處理用001×7 強酸性陽離子交換樹脂報廢標準》DL/T673－1999 中附錄C： 離子交換樹脂中鐵含量的測定方法。 通過分析鐵離子質量比來判斷樹脂受到鐵污染的程度。 分析結果表明陽床001×7 型樹脂中鐵含量為45600ug/g（濕），鐵離子質量比為4.56% ，嚴重受鐵離子污染。

1.5 油脂類物質的污染

油類在樹脂表面會形成一層膜，嚴重阻礙樹脂的交換能力。 受到油類物質污染的樹脂顏色變為棕色，嚴重時會變成黑色，而且這些污染物會造成樹脂抱團的現象，造成“溝流”現象，使樹脂提前失效。 油污染物附著到樹脂上會增加樹脂的浮力，在反洗時容易造成樹脂的流失。

方法：取50g 樹脂放入燒杯內，加入除鹽水，震蕩1min，未在水面上出現類似“彩虹”顏色的油膜，可以判斷樹脂未受油類物質的污染。

2 采取對策

針對以上原因，采取措施：（1）在冷凝液管道上增加一自動排氣閥， 當含有CO 時可以直接在高位自動排放到回收系統，減少酸性氣和CO 進入陽床。 （2）對甲醇蒸汽煮沸器和空分凝汽器進行檢修，消除泄漏。 （3）對陽床前高效纖維過濾器濾料進行堿洗，恢復去污能力，攔截大顆粒固體雜質進入陽床。 （4）由于陽床樹脂受嚴重有機物污染和鐵離子污染，復蘇后效果不明顯，更換新樹脂，選型為耐污染的D001 大孔型苯乙烯系陽離子交換樹脂。 （5）加強運行管理和工藝指標的控制，增加分析項目和頻次，調整反洗時間由15 分鐘至30 分鐘，確保陽床再生質量。

3 處理效果

圖2 陽床月均周期制水量變化趨勢

圖3 陽床月酸耗變化趨勢

措施實施后，陽床運行有很大的改善，周期制水量快速回升，酸耗明顯下降。 由圖2 可以看出陽床周期制水量有很大上升，處理后陽床月均周期制水在100000m3-120000m3，高于處理前陽床月均周期制水量， 甚至比初期還要高出20000 m3左右。由圖3 可以看出處理后的酸單耗比處理前有明顯下降，鹽酸單耗由0.0299kg/t 下降到0.0068 kg/t。 充分證明了采取的一系列措施是有效的。

4 鞏固措施

為保證化學水處理設備最佳運行狀況， 制定了如下措施：

4.1 加強對回收冷凝液水質分析，增加COD、CO、鐵含量分析項目，每天分析1 次。 建立水質臺賬和冷凝液換熱器臺賬，統計分析發現問題及時解決。

4.2 定期對陽床樹脂進行有機物、 鐵離子等污染復蘇工作，每半年檢查清理表層樹脂，并及時補充新樹脂。

4.3 加強技術管理，嚴格控制工藝指標和質量指標。

5 效益分析

5.1 由于問題發現及時，措施有效，及時解決了陽床水質惡化問題。

5.2 降低了鹽酸單耗，節約了鹽酸用量、水耗、電耗。

5.3 陽床樹脂更換后大大減少了再生操作， 降低了勞動強度，提高了人員、設備的安全系數，具有很好的綜合效益。

6 結論

對國泰公司陽床運行惡化的原因進行了查找和分析，并采取了一系列的處理措施， 經過一段時間的設備運行檢驗，采取的措施是行之有效的，保證了化學水處理設備長周期安全穩定運行。 并取得了非常好的經濟效益。

1）一次水：直接從地下開采的水。

2）周期：混床從再生合格到下一個失效再生為一個周期。

［1］周本省.工業水處理技術[M].北京:化學工業出版社,1997.

［2］郝景泰.工業鍋爐水處理技術[M].北京:氣象出版社,2004，4.