淺談汕尾電廠除鹽系統(tǒng)改造

梁詩銘

（廣東紅海灣發(fā)電有限公司，廣東 汕尾516600）

汕尾電廠水處理除鹽方式采用離子交換法，除鹽系統(tǒng)為一級除鹽加混床，以強型樹脂作為交換劑?，F(xiàn)有三臺逆流再生陽離子交換器、三臺逆流再生陰離子交換器及兩臺混合離子交換器，除后來新增的一臺陽床和一臺陰床，其他床體自建廠初期開始投入適用。 目前日制水量較建廠時大大提高，導致除鹽系統(tǒng)出現(xiàn)如單床制水周期縮短、再生劑耗量增加、正洗時間延長等問題。從運行的安全性和經(jīng)濟性方面考慮，解決上述問題是有必要的。

1 系統(tǒng)選型

近年來，膜處理技術作為一項新型的高效分離技術，因其工藝簡單、操作方便、自動化程度高、無污染、經(jīng)濟性高等特點，在水處理、環(huán)保、化工等等領域得到快速應用[1]。但膜處理技術在實際應用中存在對預處理水質(zhì)要求高、膜的結垢、膜清洗、膜壽命短等問題，使用此工藝需重新裝置一系列設備，而隨著離子交換技術的成熟、均粒樹脂的出現(xiàn)和再生技術的提高，已使用離子交換工藝的企業(yè)在改造時多數(shù)選擇使用弱-強型樹脂聯(lián)合工藝。

汕尾電廠除鹽系統(tǒng)陽床和陰床均使用強型樹脂作為離子交換劑，因為強型樹脂能有效控制出水質(zhì)量， 比較徹底地去除水中的有害離子；但強型樹脂交換容量利用率不高、再生效率低，僅用強型樹脂的單床系統(tǒng)在運行中容易出現(xiàn)上述提及的制水周期縮短等等問題。加入弱型樹脂可提高工交容量和再生效率，降低再生比耗和廢液濃度。

表1 列出的是弱-強型樹脂聯(lián)合工藝系統(tǒng)主要類型及特點， 在三種系統(tǒng)中，雙層床系統(tǒng)最簡單，能節(jié)約投資，減少用地面積，且不需要另設樹脂清洗系統(tǒng)，可沿用原有的再生系統(tǒng)。

表1 弱-強型樹脂聯(lián)合工藝類型

2 雙層床的特點

雙層床系統(tǒng)中出水質(zhì)量由強型樹脂控制，弱型樹脂負責提高系統(tǒng)運行性能及經(jīng)濟性，樹脂層總高度一般為2m，任意一種類型樹脂高度均不低于0.6m。 弱酸型樹脂適用于處理堿度大的水，而汕尾電廠陽床進水堿度小，因此沒有必要使用陽雙層床。 弱堿陰樹脂價格較強堿型樹脂高約15%～30%，但其工交容量是強堿型樹脂的3 倍，能去除水中在離子總量中占大部分的強酸陰離子[2]；同時弱堿型樹脂具較強抗有機物污染能力，在陰床運行時對有機物有較好的吸收作用，再生時則有解吸作用，因而能較好地減緩有機物對強堿性陰樹脂的污染，所以陰雙層床通常能發(fā)揮更大作用。 汕尾電廠可在原有系統(tǒng)基礎上，在陰床中按適當?shù)谋壤b入弱堿陰樹脂和強堿陰樹脂，設置成“陽床+陰雙層床+混床”，以此提高系統(tǒng)經(jīng)濟性。

雙層床中兩種樹脂因濕真密度不同， 能在水溶液中自然分層，密度較低的弱型樹脂在上層，密度較高的強型樹脂在下層，若產(chǎn)生混層，則會影響出水質(zhì)量以及制水周期。陰雙層床上層的弱堿樹脂由失效轉(zhuǎn)成再生型時體積會有約20%的收縮，在逆流再生時會在壓實樹脂層下面形成一個水墊層，使再生中樹脂層會產(chǎn)生擾亂，令再生效果變壞[3]。此外，再生時再生液逆流向上，先流經(jīng)下層的強型樹脂，再接觸上層的弱型樹脂，在這一過程中，堿液與下層強堿型樹脂反應產(chǎn)生硅酸，含有硅酸的廢堿液進入上層樹脂層， 弱堿型樹脂因與OH-反應使廢堿液pH 下降，硅酸開始以膠體形式從溶液中析出，并沉積在上層樹脂中，給弱型樹脂的正洗帶來困難，影響再生效果；在下個運行周期，這些硅酸會被進水攜帶進入強堿型樹脂層，影響出水效果。

3 陰雙層床的再生

掌握好陰雙層床再生工藝至關重要。 陰雙層床的再生過程中，控制好反洗和進堿步驟對提高再生效率有重大幫助。 采用兩步再生法，再生堿液先后以較低和較高的濃度分兩次進入床體內(nèi)與失效樹脂反應，可避免出現(xiàn)前文中所提到的樹脂亂層和硅膠析出現(xiàn)象，大致可分為如下步驟：

（1）懸浮進堿 1%的堿液以10m3/h 流速從底部進堿門進入，廢液從反排門排出，進堿量為總用量的1/2。

這時上流的堿液將樹脂托起形成懸浮狀，樹脂得到反洗、松動，使兩種樹脂較好地分層；既起到原再生工藝中“反洗”的作用，又降低了跑樹脂的可能性。同時弱型樹脂提前接觸堿液，已初步再生，可減少樹脂因轉(zhuǎn)型收縮產(chǎn)生水墊空間而引起樹脂亂層，也防止含大量硅酸的廢液進入上層樹脂導致硅體析出和沉積。 懸浮進堿前需進行預噴射操作，檢查進堿閥門和管路是否有漏點，避免堿液泄漏；懸浮進堿時需監(jiān)視樹脂層的膨脹高度，以免樹脂隨水流溢出。

（2）沉降排 水樹脂先靜止約10min，自然沉降后通過中排門排去樹脂上部空間的存水，確保樹脂壓實層無積水。

（3）進堿 2.5%的堿液以5m3/h 流速進入樹脂層，廢液由中排門排出，進堿量為總用量的1/2。 此步驟按傳統(tǒng)無頂壓逆流方式操作。

（4）置換 除鹽水以5m3/h 流速置換。 在冬天，為防止低溫影響陰樹脂與堿液置換速度，可加熱堿液，提高置換能力。 汕尾電廠地處南方，冬季較少出現(xiàn)低溫情況，可根據(jù)實際情況判定是否需加熱堿液。

（5）注水排氣 由進水門進水至排空門出水為止。 此過程需注意控制排氣時間，排空門出水立刻停止，避免樹脂隨出水跑出。

（6）正洗 以運行流速正洗至出水合格，投入備用。

4 小結

弱-強型樹脂聯(lián)合工藝目前在水處理領域已得到廣泛應用， 且日趨成熟，利用弱型樹脂對除鹽系統(tǒng)進行改造可得到擴容、降耗、治廢的滿意效果。 采用兩步再生法改進傳統(tǒng)再生工藝可改善再生效果，提高陰雙層床出水質(zhì)量，延長制水周期，提高系統(tǒng)運行安全性性能和經(jīng)濟性。

［1］電廠化學[M].北京:中國電力出版社,2010:51.

［2］電廠化學設備運行[M].北京:中國電力出版社,2005：217.

［3］秦延松.雙層床離子交換水處理工藝[J].華東電力,1999(10):49-51.