軟化水生產(chǎn)工藝優(yōu)化總結(jié)

【摘要】介紹了一種利用芒硝溶液（Na2SO4·10H2O）再生陽(yáng)床，并通過(guò)其他技術(shù)改造達(dá)到軟化水生產(chǎn)工藝優(yōu)化的方法。

【關(guān)鍵詞】軟化水；芒硝；陽(yáng)離子交換樹(shù)脂

1.前言

陽(yáng)離子交換法（ion exchange process）是液相中的離子和固相中離子間所進(jìn)行的的一種可逆性化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時(shí)，便會(huì)被離子交換固體吸附，為維持水溶液的電中性，所以離子交換固體必須釋出等價(jià)離子回溶液中。

離子交換樹(shù)脂一般呈現(xiàn)多孔狀或顆粒狀，其大小約為0.5～1.0mm，其離子交換能力依其交換能力特征可分[1]：①?gòu)?qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；②弱酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。

我廠軟化水生產(chǎn)中軟化器所使用的是強(qiáng)酸型陽(yáng)離子。強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂主要含有強(qiáng)酸性的反應(yīng)基如磺酸基（-SO3H），此離子交換樹(shù)脂可以交換所有的陽(yáng)離子。

2.現(xiàn)狀介紹

2.1軟化水生產(chǎn)工藝現(xiàn)狀

我廠現(xiàn)有兩臺(tái)軟化器，一開(kāi)一備，產(chǎn)水量為15m3/h。軟化器內(nèi)的樹(shù)脂失效后，需人工用桶提200kg原鹽（NaCl）到溶鹽器溶解。配制2000L濃度約為10%的鹽水存放在鹽水儲(chǔ)槽中，通過(guò)鹽水泵打入軟化器，將樹(shù)脂浸泡120min，使樹(shù)脂轉(zhuǎn)化為Na型。再用工業(yè)水沖洗（約20min）直到出水總硬度合格，軟化器才投入使用。軟化水生產(chǎn)的工藝流程圖見(jiàn)圖1。

浸泡再生工藝對(duì)于樹(shù)脂再生的效果十分有限，每次再生完軟化器只能使用2天左右，如果每天再生一次樹(shù)脂，操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度較大。如果再生不及時(shí)，特別容易導(dǎo)致軟化水總硬度超標(biāo)。

2.2堿車間副產(chǎn)芒硝情況

堿車間膜法脫硝工序的副產(chǎn)物芒硝（Na2SO4·10H2O）由于含水量高，價(jià)格低廉，難以出售，芒硝的處理一直是氯堿企業(yè)頭痛的問(wèn)題。很多氯堿單位是做成芒硝后再用工業(yè)水溶解排放。我廠的處理方法也基本一樣，我廠有時(shí)候時(shí)直接排放濃水，濃水排放量約為4.5m3/h，其中NaCl含量約為190g/L，Na2SO4含量在30～40g/L。該濃水除了Na2SO4含量高以外其他雜質(zhì)都很少，不加以利用直接排掉確實(shí)是很浪費(fèi)資源。

3.工藝優(yōu)化

3.1砂缸過(guò)濾器作預(yù)處理

原工藝是工業(yè)水直接進(jìn)入軟化器，當(dāng)工業(yè)水濁度大時(shí)會(huì)有大量的泥沙帶入軟化器，導(dǎo)致軟化器內(nèi)的樹(shù)脂失效加快，且再生效果不佳。針對(duì)以上問(wèn)題，我們?cè)谲浕鬟M(jìn)口采取加裝砂缸過(guò)濾器的方式對(duì)進(jìn)入軟化器的工業(yè)水作預(yù)處理，兩臺(tái)砂缸過(guò)濾器一開(kāi)一備，可實(shí)現(xiàn)相互切換和反洗的功能。加裝砂缸過(guò)濾器之后可以有效的杜絕泥沙帶入軟化器影響樹(shù)脂進(jìn)行離子交換。

3.2樹(shù)脂再生工藝改進(jìn)

原來(lái)的再生方法是采用鹽水浸泡，該方法存在再生不均勻，再生的廢液沒(méi)能及時(shí)排出會(huì)影響樹(shù)脂進(jìn)一步的再生等問(wèn)題，最終導(dǎo)致樹(shù)脂再生不徹底。針對(duì)此問(wèn)題，我們使用堿車間的芒硝溶液作再生液，采用逆流再生。再生液從軟化器的底部進(jìn)入頂部排出。因?yàn)樵偕汉蠸O42-，再生過(guò)程中會(huì)生成CaSO4等固體顆粒[2]，所以我們必須要控制好再生液經(jīng)過(guò)樹(shù)脂層的流速，使生成的固體顆粒能及時(shí)帶出軟化器。軟化水生產(chǎn)優(yōu)化后的工藝見(jiàn)圖2。

經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)我們最終確定了軟化器再生的工藝：

①?gòu)膲A車間的清液水泵（E140）出口加個(gè)三通接一根DN40的UPVC管至輔助車間軟化器再生液鹽水箱。

②在工業(yè)水和脫硝濃水利用管道混合器，將工業(yè)水和脫硝濃水按2：1的流量混合之后進(jìn)入鹽水箱，配制的溶液Na+濃度約為1mol/L。

③切換閥門用工業(yè)水流量約10m3/h，反沖洗樹(shù)脂5～10min，直至出水不渾濁。

④開(kāi)啟再生液循環(huán)泵，切換閥門讓再生液從軟化器底部進(jìn)入樹(shù)脂，頂部排出，調(diào)節(jié)回流控制流量在4.5～5.5m3/h，持續(xù)60min。

⑤切換閥門用工業(yè)水流量約10m3/h，反沖樹(shù)脂3～5min，再生完成待用。

4.小結(jié)

軟化水生產(chǎn)經(jīng)過(guò)工藝優(yōu)化之后，提高了樹(shù)脂再生的效果。在同樣的產(chǎn)水量下，工藝優(yōu)化之前每臺(tái)軟化器再生完之后最多只能使用2天，而工藝優(yōu)化之后每臺(tái)軟化器再生之后可以使用5天。再生液改用堿車間的芒硝溶液之后，可以回收利用芒硝溶液約360m3/a，同時(shí)可節(jié)省原鹽約36t/a，并且降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。