提高一級除鹽設備周期制水量的調查研究

馮曉娜 王同成

摘 要：近年來由于某電廠水源地生水水質逐年惡化，氯根、硬度、堿度等重要指標大大增加，造成弱酸床出水水質明顯變差，本文通過對除鹽制水系統調整后調查分析，發現對系統水質品質有了一定的提升，并做出了可行的經濟效益分析。

關鍵詞：現狀調查;目標值確認;原因分析

一、背景簡介

鍋爐補給水處理的主要任務就是向機組供給質量合格、數量充足的除鹽水，保證機組的安全穩定運行。該廠除鹽系統主要是由一級除鹽+混床組成，一級除鹽串聯運行，其中包括：陽床、除碳器、弱陰床、強陰床、混床并聯運行。

補給水處理的工藝流程圖：

循環水弱酸處理站來軟化水→陽床→除碳器→中間水箱→弱陰床→強陰床→混床→除鹽水箱

近年來由于電廠水源地生水水質逐年惡化，氯根、硬度、堿度等重要指標大大增加，造成弱酸床出水水質明顯變差，嚴重影響到除鹽站一級除鹽設備的周期制水量，一級除鹽系統周期制水量從以前的2100噸左右已降低至1000噸左右，造成一級除鹽設備的再生次數大幅增加，酸堿用量大幅增加，人員勞動強度增加，嚴重影響了除鹽設備的正常運行。

二、現狀調查

一級除鹽系統周期制水量在1000噸左右;陽床出水鈉在80～380ug/l;陰床出水硅在40ug/l，陰床出水導度在4.4～7.95us/cm;混床出水硅3.9ug/l，導電度0.05us/cm。其中陽床、陰床出水導度以及硅含量與先前比較明顯升高。

（一）生水水質發生變化，各離子含量大幅增加，水源地來水水質發生變化

自2011年5月至今生水硫酸鹽、氯化物、硬度含量均大幅上升，堿度變化不明顯。水質變化見下表：

地下水層水質發生了不可逆轉的變化，且有逐年上升的趨勢。通過定期對水源地各工業井出水進行水質化驗，找出含鹽量相對較低的工業井，以確定工業井運行方式，使水源地供水水質維持在一個含鹽量相對較低且平穩的范圍內，從而有效提高樹脂的離子交換容量，為后續工藝繼續優化提供基礎。

水源地工業井運行方式受工業水池液位、設備檢修、防寒防凍、人員責任心等因素影響較大，其中受工業水池液位影響最大，運行方式存在不確定性，從而導致生水水質頻繁波動，不利于后續設備穩定運行。通過調整水源地工業井運行方式已不能解決因生水水質偏大導致的一級除鹽設備周期制水量降低的根本問題，只能作為輔助手段加以控制。

（二）軟化水水質變差

一級除鹽設備的來水為弱酸床出水即軟化水。眾所周知：強酸型陽離子交換樹脂主要含有強酸性的反應基如磺酸基（-SO3H），此離子交換樹脂可以交換所有的陽離子;弱酸型陽離子交換樹脂具有較弱的反應基如羧基（-COOH基），此離子交換樹脂僅可交換弱堿中的陽離子如Ca2+、Mg2+，對于強堿中的離子如Na+、K+等無法進行交換。所以有效降低軟化水中鈣鎂硬度，提高軟化水水質在一定程度上可以減輕一級除鹽系統陽床的運行負擔。

（三）一級除鹽設備所用再生劑質量差，影響再生效果

一級除鹽設備再生用再生劑純度低、雜質含量多，嚴重影響再生效果，導致一級除鹽設備出水水質惡化、周期制水量降低。如果鹽酸中鐵離子、鈉離子等雜質含量較高，會降低陽床再生效果，導致陽床出水鈉離子偏大并過早漏納;如果氫氧化鈉中碳酸根離子、硫酸根離子等雜質含量較高時，會降低陰床再生效果，導致陰床出水導度、硅離子偏大，影響除鹽水品質。

（四）一級除鹽設備再生工藝，影響再生效果

（1）目前弱陰床反洗效果以時間為控制終點（因反洗時間、流量原因，弱陰床樹脂在反洗結束后樹脂層幾乎無明顯松動現象），而不以弱陰床樹脂充分膨脹、反洗至床體最高度為控制終點，無法消除運行中形成的溝槽、樹脂層長時間被壓實。導致弱陰床再生效果不佳。

（2）弱陰床采用串聯再生工藝，即強陰床再生廢液直接進入弱陰床。強堿陰床再生后的廢液中含有大量二氧化硅，經弱堿陰床后，又進行了堿性中和，而使pH下降，二氧化硅在弱陰樹脂上沉淀下來。在以后運行中，由于水解使出水中二氧化硅增加，增加強陰床運行負擔。

（五）其他兄弟電廠鍋爐補給水制水模式有反滲透+一級除鹽+混床的制水模式，通過提高一級除設備的進水水質，可以大幅地提高其周期制水量

由于水源地供水水質發生變化已不可逆轉。采用調整工業井運行方式來降低原水中含鹽量，但實際效果不明顯（針對一級除鹽設備不明顯，但對晾水塔水質很明顯），作為輔助手段加以控制。

三、原因分析

通過對現場設備運行情況調查，分析可能影響周期制水量的原因有：

（1）軟化水水質變差，主要是生水水質發生變化，各離子含量大幅增加;

（2）一級除鹽設備再生水平差，造成周期制水量下降;影響一級除鹽設備再生水平的主要因素有：一級除鹽設備所用再生劑質量、因來水水質發生變化，一級除鹽設備再生工藝未能及時調整，影響再生效果;

（3）一級除鹽陰陽樹脂老化。

經過要因論證，確定一期除鹽周期制水量偏小的主要原因是：生水水質惡化。

四、采取措施

針對主要原因，進行了認真的討論，采取措施如下：

序號項目現狀對策目標措施地點完成時間

1一期除鹽周期制水量偏小1、運行方式：軟化水+一級除鹽+混床

2、周期制水量1000噸左右提高一級除鹽設備進水水質一級除鹽周期制水量提高至2000噸運行方式：反滲透出水+一級除鹽+混床除鹽站2018.08.30

五、后期評價

（一）7～10月份除鹽設備的運行情況統計為下：

從上圖可以看出對策實施后一級除鹽設備平均周期制水量提升了245%，達到了預期的目標值。

（二）經濟效果

（1）每次再生用酸1.91噸，用堿2.52噸，自用水140m3每次再生費用約為：1.91×500+2.52×1700+140×20=8039元。

（2）9～10月份總制水量為49505噸，按實施前周期制水量算，需再生48次，實施后再生次數降至20次，減少再生次數28次。

9～10月份減少再生費用約為：8039×28=225092元。

六、結語

隨著工業化生產的不斷發展，越來越多的水資源被使用在工業生產中，合理地使用水資源以及對水資源進行工業除鹽的處理也成了影響我國工業發展的關鍵。而對于工業水處理中淺除鹽技術應用的研究，對于工業水處理技術的完善有非常重要的意義。

參考文獻：

[1]韓晶晶.工業水處理中淺除鹽技術的應用[J].化工設計通訊，2016（01）.

[2]周寧，胡鄭.工業水處理中淺除鹽技術的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2014（02）.

作者簡介：馮曉娜（1985—），女，山西萬榮人，電廠化學技師，2013年畢業于山西科技大學電力系統及其自動化專業，研究方向：優化鍋爐汽水品質;王同成（1976—），男，山西曲沃人，工程師，高級技師，2006年畢業于太原理工大學電力系統及其自動化專業，研究方向：優化鍋爐汽水品質。