一級除鹽酸堿耗增高的原因分析及處理

摘要：對一級除鹽系統(tǒng)制水量降低、再生頻繁且酸、堿耗升高現(xiàn)象進行了分析，找出了引起上述現(xiàn)象的根本原因，并采取措施進行處理，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：一級除鹽設(shè)備 周期制水量 酸堿耗 處理 效果

1 問題提出

我廠化學(xué)水處理現(xiàn)有三套水處理系統(tǒng)，均采用一級除鹽加混床處理，采用單元制連接方式。原水采用深井地下水，原水經(jīng)盤式過濾器、超濾、反滲透送入一級除鹽系統(tǒng)。陽床內(nèi)裝001×7型強樹脂，陰床內(nèi)裝201×7型強陰樹脂，陽床、陰床均為浮動床。陽床再生采用31%的工業(yè)鹽酸，陰床再生采用40%的離子膜堿。2號除鹽系統(tǒng)自投運以來運行一直比較穩(wěn)定，單元周期制水量14000噸左右，酸耗平均55g/mol，堿耗平均60g/mol。從2012年下半年開始，周期制水量逐漸下降，單元周期制水降至10000噸左右，酸、堿耗都有升高，而且陽床再生時出現(xiàn)失敗的現(xiàn)象，頻繁的失效、再生給水處理運行值班人員帶來了較重的負擔(dān)，同時也嚴(yán)重破壞了設(shè)備運行的安全經(jīng)濟性。對于出現(xiàn)的上述現(xiàn)象，如何查找原因進行解決，擺脫被動局面，使制水設(shè)備恢復(fù)正常運行狀態(tài)是擺在我們面前的問題。

2 原因分析

2.1 來水水質(zhì) 水處理設(shè)備設(shè)計水源為三家子井水，但由于地下水量不足，從二期投運以來增加了西崴子井水。因此所用原水與設(shè)計水質(zhì)相比有較大變化時，水質(zhì)的影響就是其中的原因之一。

經(jīng)過對水源水樣多次化驗分析，發(fā)現(xiàn)水源水質(zhì)隨季節(jié)變化較大。當(dāng)春夏季時，水質(zhì)明顯變差，有機物含量升高，含鹽量增加。而在秋冬季時，水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，有機物含量降低。由于水中余氯的影響造成陽樹脂氧化程度加深，樹脂降解，強度降低，容易破碎，造成樹脂的工作交換容量降低，滲磨圓球率降低，使樹脂提前報廢。而陰樹脂由于遭受到水中有機物的影響，樹脂污染嚴(yán)重，出水水質(zhì)變差，周期制水量偏低。而且采用中水時陽床周期制水量有所降低，而陰床周期制水量增加，因此水源水質(zhì)變化是影響酸、堿耗變化的一個重要因素。

2.2 再生液質(zhì)量 再生劑的純度對離子交換樹脂的再生效果及再生后的出水水質(zhì)有較大影響。再生液的純度高、雜質(zhì)含量少，則樹脂的再生度高，出水水質(zhì)好。尤其是陰樹脂對再生劑的純度要求更高，如果再生劑中含鐵量超標(biāo)，造成陰樹脂的鐵污染，使陰樹脂的工作交換容量降低，周期制水量降低，堿耗增加。以前也發(fā)生過入廠鹽酸濃度低，造成再生時用酸量成倍增加，而樹脂的再生度較低，酸耗增加較多。因此入廠酸、堿質(zhì)量出現(xiàn)問題，將直接導(dǎo)致陰陽床周期制水量和酸、堿耗的升高，尤其是冬季，再生劑溫度低，再生劑的質(zhì)量不合格，將造成再生不合格或是周期制水量降低。

2.3 再生工藝 水處理設(shè)備采用的再生參數(shù)和運行控制指標(biāo)都是根據(jù)調(diào)試結(jié)果和運行后不斷改進所確定的，如果再生過程中這些工藝參數(shù)控制不合理，或是表計有缺陷，也將直接影響到再生效果。如在再生時由于浮動床沒有反洗直接進酸，就要求置換和正洗時必須嚴(yán)格操作，否則置換未完成就進行正洗，將造成再生后交換器周期制水量偏低，出水水質(zhì)惡化。因此再生工藝的控制對陰陽床周期制水量和酸、堿耗都有很大的影響。

2.4 設(shè)備狀況 水處理設(shè)備自投運以來，由于交換器本身設(shè)計的缺陷，經(jīng)常出現(xiàn)倒U型管工作不順暢，尼龍網(wǎng)損壞，再生時有少量樹脂漏出現(xiàn)象，雖經(jīng)檢修多次檢修，但是并未解決實際問題，這樣在再生時會引起再生液分布不均、偏流、跑漏樹脂的可能，從而使再生劑浪費，樹脂再生度降低。

利用大修機會對離子交換器進行解體大修，發(fā)現(xiàn)了較多問題：①陰、陽離子交換器的出水裝置均有不同程度的老化、變質(zhì)、腐蝕、穿孔、機械強度降低等現(xiàn)象，部分尼龍網(wǎng)套脫開。②頂部部出水裝置出水不均勻。③罐體內(nèi)部部分襯膠層破損，中間水箱內(nèi)部分襯膠層破損。④石英砂亂層，水帽破裂，配水不均勻。

2.5 樹脂性能 樹脂從2008年投運至今沒有進行更換，特別是近年來由于水中有機物和重金屬離子含量增加，樹脂污染較嚴(yán)重。經(jīng)觀察陰陽離子交換器樹脂顏色呈棕紅色，對陰樹脂進行有機物污染試驗，加入的食鹽水呈深棕色，表明陰樹脂有機物重度污染。陽樹脂經(jīng)檢查性能指標(biāo)下降較多，且破碎嚴(yán)重。樹脂理化性能的改變，必將影響樹脂的再生和運行效果。

3 處理對策及實施情況

3.1 增加必要的預(yù)處理設(shè)備 由于目前水源與原來設(shè)計水源水質(zhì)變化較大，必須進行相應(yīng)的預(yù)處理，對原預(yù)處理系統(tǒng)進行改進，增加纖維過濾器設(shè)備，提高對水中溶解的有機物、余氯等物質(zhì)的處理能力，因此，應(yīng)根據(jù)水源地水質(zhì)變化增加必要的預(yù)處理設(shè)備，以減輕對除鹽設(shè)備的污染和負擔(dān)。

3.2 保證入廠酸、堿質(zhì)量 對入廠酸、堿質(zhì)量進行監(jiān)督化驗，防止不合格的產(chǎn)品進廠。檢驗不僅僅化驗來酸、堿濃度，還應(yīng)定期化驗檢查入廠酸、堿離子含量，防止氯離子、鐵離子等對樹脂、再生度的影響。

3.3 處理設(shè)備缺陷

3.3.1 對損壞輕微的U型管進行修補校正，損壞嚴(yán)重的進行更換。

3.3.2 堵塞或損壞的配水裝置、排水裝置進行清理、更換。

3.3.3 將罐體、箱體內(nèi)部破損的襯膠層進行修復(fù)。

3.3.4 處理石英砂墊層。將床體內(nèi)石英砂全部掏出，人工篩選，按大小級配重新填裝。

3.3.5 保證壓縮空氣質(zhì)量，不含油，壓力不低于0.4MP，氣源充足，保證再生時閥門開度。

3.3.6 校驗流量計、酸堿濃度計。

對酸堿濃度計重新進行了檢修和校驗，基本準(zhǔn)確。這樣再生時，可以及時了解再生液的濃度，及時調(diào)整。

3.4 再生工藝調(diào)整 優(yōu)化再生工藝，分別對再生劑用量、再生液溫度、濃度、流速、進行了調(diào)整優(yōu)化試驗，確定最佳的再生工藝。再生時置換時間充足。對再生液的流速嚴(yán)格控制，防止再生時流速高引起的樹脂擾動情況發(fā)生。

3.5 處理或更換樹脂 應(yīng)在適當(dāng)時候?qū)κ艿轿廴镜臉渲M行處理，將強陰樹脂首先移出體外進行空氣擦洗，然后用4-5％的鹽酸和2-4％的堿液交替浸泡，進行復(fù)蘇。為了保證復(fù)蘇效果，強陰樹脂又進行10％的食鹽水和5％的堿液聯(lián)合浸泡的處理。對強陽樹脂進行檢查化驗后，由于樹脂已經(jīng)全部報廢，全部進行了新樹脂更換。

4 效果

經(jīng)過上述處理后，制水設(shè)備已基本運行正常，單元周期制水量達到13000噸以上，酸耗下降到55g/mol，堿耗降至61g/mol，效果明顯，長期運行則產(chǎn)生的經(jīng)濟效益可觀。

5 鞏固措施及今后計劃

5.1 定期校驗酸堿濃度計 儀表班應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行在線儀表定期校驗制度，保持酸堿濃度計準(zhǔn)確可靠。

5.2 定期對離子交換器進行檢修 因我廠的離子交換器為浮動床，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部構(gòu)件多，運行和再生中容易損壞，應(yīng)根據(jù)實際情況定期對系列分別進行解體檢查和檢修，將損壞的部件及時修補。

5.3 定期復(fù)蘇樹脂 樹脂長時間運行以后，或多或少地會被水中的懸浮物、鐵及其化合物、鋁、膠體硅、有機物等污染，從而影響樹脂的交換容量。每年應(yīng)將樹脂移出體外進行一次空氣擦洗，另外根據(jù)樹脂污染程度、類型采取不同的復(fù)蘇方法對樹脂進行徹底處理，以保證樹脂的使用效果，延長樹脂的使用壽命。

5.4 定期處理石英砂墊層 石英砂墊層處于交換器的最底部，再生時如果流量控制不當(dāng)，容易亂層，且陰床中石英砂易被堿液中的雜質(zhì)污染，影響再生效果和出水水質(zhì)，所以在運行中應(yīng)控制好流量，防止石英砂亂層，同時在每次對制水設(shè)備進行大修時要檢查石英砂墊層的級配是否亂層以及污染程度，否則要重新分布級配或全部更換。

5.5 更換或檢修流量表 原來所使用的流量表誤差偏大，且長期以來維護不當(dāng)，造成目前再生系統(tǒng)所有流量表誤差較大，由于再生液流量的控制是影響再生效果的一個重要參數(shù)，所以應(yīng)及時檢修或更換流量表。

參考文獻：

[1]李培元，錢達中，王蒙聚編.鍋爐水處理[M].湖北科學(xué)技術(shù)出版社.

[2]武漢水利電力學(xué)院電廠化學(xué)教研室編.熱力發(fā)電廠水處理[M].水利電力出版社.

[3]于春泉.一級除鹽設(shè)備重復(fù)再生和運行方式探討[J].華北電力技術(shù)，1993(09).