原水水質(zhì)變化對弱酸床運行周期的影響

王曉菁，馮曉艷

（山西漳澤電力河津發(fā)電分公司，山西 河津 043300）

0 引言

某電廠弱酸處理系統(tǒng)共設7臺直徑為3 000 mm的雙流弱酸床，各床并聯(lián)聯(lián)接，共分兩組，1組3臺設備，另1組4臺設備，兩組共用1套再生設備。每臺弱酸床額定出力為282.6 m3/h，最大出力為353.25 m3/h；床體內(nèi)樹脂裝填總高2 400 mm，其中上部樹脂高1 050 mm，下部樹脂高1 350 mm。

弱酸處理系統(tǒng)運行工藝流程是工業(yè)用水從黃河灘深井中抽出后送至水源地升壓泵站，經(jīng)工業(yè)水泵升壓后用兩根DN700的管道送至廠區(qū)，除一小部分作為公用消防水池的補水進入公用水系統(tǒng)外，其余絕大部分水送至弱酸站。進入弱酸站的水40%直接補入冷卻塔，另外的60%經(jīng)弱酸處理后補入冷卻塔或進入軟化水箱，作為鍋爐補給水除鹽系統(tǒng)和弱酸床再生時的自用水水源。

弱酸處理系統(tǒng)再生工藝流程是原水經(jīng)弱酸床處理后，堿度和碳酸鹽硬度明顯降低，當弱酸床出水硬度接近2.5 mmol/L時，弱酸床樹脂失效，需要進行再生以恢復其交換能力。再生劑采用98%的濃硫酸，將98%的濃H2SO4稀釋至1%作為再生液對失效弱酸陽離子交換樹脂進行再生，

弱酸床自2000年投入運行，運行期間多次進行過樹脂的補充，投運初期弱酸床運行時間為40 h左右，但目前運行時間已縮短為30 h左右。由此帶來硫酸消耗量的增加、廢水量的增加和人員工作量的增加。

1 弱酸床目前的運行狀況

為全面了解弱酸床目前的運行狀況，對弱酸床每1系列中的1臺床進行了運行狀況跟蹤，分別選取了1系列的2號床和2系列的7號床進行試驗，從投運初期的沖洗跟蹤至床體失效為止。表1和表2記錄了2012年3月19日—20日每小時所測得的弱酸床進、出水酸度及堿度、硬度。

2臺弱酸床運行平均時間為31.8 h。平均出水酸度為0.436 mmol/L，平均出水硬度為2.168 mmol/L，平均出水堿度為0.17 mmol/L。與原設計的弱酸床出水監(jiān)督項目相比已有很大的變化（原設計控制標準：設備失效時出水堿度為1.7 mmol/L，設備失效時出水硬度為2.5 mmol/L）。

2 近年來的原水水質(zhì)變化情況

2000年10月和2011年10月經(jīng)山西電力科學研究院取樣化驗，原水的各項水質(zhì)分析指標如表3所示。

表1 2012年3月19日—20日每小時2號弱酸床運行進出水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

表2 2012年3月19日—20日7號弱酸床運行進出水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

表3 原水水質(zhì)分析指標

對比表3的兩組數(shù)據(jù)，不難看出原水水質(zhì)較設計之初已發(fā)生了很大的改變。其中變化較大的有電導率、氯離子、硬度、鈣離子。

逐一分析2007年至2012年近幾年來電導率、氯離子、硬度這三項的變化情況，并根據(jù)水樣的采集時間繪制出這幾項隨時間變化的曲線圖，如圖1、圖2、圖3所示，以直觀了解近幾年來原水的變化情況。

圖1 電導率的變化

圖2 氯離子的變化

圖3 硬度的變化

由圖1、圖2、圖3曲線可以看出，電導率、氯離子、硬度這幾項指標均逐年上升。

3 各項水質(zhì)指標對弱酸床運行周期的影響

3.1 電導率

電導率反映水中含鹽量的多少，是水的純凈程度的一個重要指標。水越純凈，含鹽量越少，電導率越小。反之，電導率高，則含鹽量也高，其中的陽離子含量也就相應較高。弱酸床內(nèi)樹脂為D113型大孔丙烯酸系弱酸陽離子交換樹脂，弱酸樹脂在運行過程中吸附水中的陽離子（主要是鈣、鎂離子），釋放出氫離子。D113型樹脂對陽離子的選擇吸附順序為 H+＞Fe3+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞因此在處理含鹽量高的原水時，弱酸床的運行周期會有明顯的縮短。

3.2 氯離子

氯離子在弱酸床運行過程中沒有變化，但原水中氯離子的含量會對弱酸床的運行產(chǎn)生影響。在弱酸床運行中，出水的硬度會隨著進水氯離子的變化而發(fā)生明顯的變化，即原水氯離子增大時，出水硬度就會增大；原水氯離子減小時，出水硬度就會減小。也就是說在處理的原水中氯離子含量較大時，弱酸床的運行周期會有明顯的縮短。

3.3 硬度

硬度表示水中某些高價金屬離子的總含量，但天然水中最常見的高價金屬離子是鈣鎂離子，所以也可以說硬度是鈣鎂離子的總濃度。

弱酸床主要用于除去水中的鈣鎂離子，如果原水中的硬度增加，則意味著水中的鈣鎂離子含量增高，無疑會縮短弱酸床的運行周期。原水中的硬度已由2000年的5.5 mmol/L上升到2011年的7.1 mmol/L，上升近30%，這必將使弱酸床的運行周期縮短近30%，即由投運初期的40 h左右縮短至30 h左右。試驗所做的2臺弱酸床運行平均時間為31.8 h，這與投運初期基本相符。

4 結(jié)論

原水水質(zhì)的變化會對弱酸床的運行周期產(chǎn)生明顯的影響，特別是原水中的電導率、氯離子、硬度等因素的增加會明顯縮短弱酸床的運行周期，而原水水質(zhì)的變化又是不可控制的。這樣就需要根據(jù)原水水質(zhì)情況調(diào)整運行方式，多方面采取措施保證各水處理系統(tǒng)的正常運行，保質(zhì)、保量供給發(fā)電機組合格、充足的補水。