浅谈汕尾电厂除盐系统改造

时间：2024-05-19

梁诗铭

（广东红海湾发电有限公司，广东汕尾516600）

汕尾电厂水处理除盐方式采用离子交换法，除盐系统为一级除盐加混床，以强型树脂作为交换剂。现有三台逆流再生阳离子交换器、三台逆流再生阴离子交换器及两台混合离子交换器，除后来新增的一台阳床和一台阴床，其他床体自建厂初期开始投入适用。目前日制水量较建厂时大大提高，导致除盐系统出现如单床制水周期缩短、再生剂耗量增加、正洗时间延长等问题。从运行的安全性和经济性方面考虑，解决上述问题是有必要的。

1 系统选型

近年来，膜处理技术作为一项新型的高效分离技术，因其工艺简单、操作方便、自动化程度高、无污染、经济性高等特点，在水处理、环保、化工等等领域得到快速应用[1]。但膜处理技术在实际应用中存在对预处理水质要求高、膜的结垢、膜清洗、膜寿命短等问题，使用此工艺需重新装置一系列设备，而随着离子交换技术的成熟、均粒树脂的出现和再生技术的提高，已使用离子交换工艺的企业在改造时多数选择使用弱-强型树脂联合工艺。

汕尾电厂除盐系统阳床和阴床均使用强型树脂作为离子交换剂，因为强型树脂能有效控制出水质量，比较彻底地去除水中的有害离子；但强型树脂交换容量利用率不高、再生效率低，仅用强型树脂的单床系统在运行中容易出现上述提及的制水周期缩短等等问题。加入弱型树脂可提高工交容量和再生效率，降低再生比耗和废液浓度。

表1 列出的是弱-强型树脂联合工艺系统主要类型及特点，在三种系统中，双层床系统最简单，能节约投资，减少用地面积，且不需要另设树脂清洗系统，可沿用原有的再生系统。

表1 弱-强型树脂联合工艺类型

2 双层床的特点

双层床系统中出水质量由强型树脂控制，弱型树脂负责提高系统运行性能及经济性，树脂层总高度一般为2m，任意一种类型树脂高度均不低于0.6m。弱酸型树脂适用于处理碱度大的水，而汕尾电厂阳床进水碱度小，因此没有必要使用阳双层床。弱碱阴树脂价格较强碱型树脂高约15%～30%，但其工交容量是强碱型树脂的3 倍，能去除水中在离子总量中占大部分的强酸阴离子[2]；同时弱碱型树脂具较强抗有机物污染能力，在阴床运行时对有机物有较好的吸收作用，再生时则有解吸作用，因而能较好地减缓有机物对强碱性阴树脂的污染，所以阴双层床通常能发挥更大作用。汕尾电厂可在原有系统基础上，在阴床中按适当的比例装入弱碱阴树脂和强碱阴树脂，设置成“阳床+阴双层床+混床”，以此提高系统经济性。

双层床中两种树脂因湿真密度不同，能在水溶液中自然分层，密度较低的弱型树脂在上层，密度较高的强型树脂在下层，若产生混层，则会影响出水质量以及制水周期。阴双层床上层的弱碱树脂由失效转成再生型时体积会有约20%的收缩，在逆流再生时会在压实树脂层下面形成一个水垫层，使再生中树脂层会产生扰乱，令再生效果变坏[3]。此外，再生时再生液逆流向上，先流经下层的强型树脂，再接触上层的弱型树脂，在这一过程中，碱液与下层强碱型树脂反应产生硅酸，含有硅酸的废碱液进入上层树脂层，弱碱型树脂因与OH-反应使废碱液pH 下降，硅酸开始以胶体形式从溶液中析出，并沉积在上层树脂中，给弱型树脂的正洗带来困难，影响再生效果；在下个运行周期，这些硅酸会被进水携带进入强碱型树脂层，影响出水效果。

3 阴双层床的再生

掌握好阴双层床再生工艺至关重要。阴双层床的再生过程中，控制好反洗和进碱步骤对提高再生效率有重大帮助。采用两步再生法，再生碱液先后以较低和较高的浓度分两次进入床体内与失效树脂反应，可避免出现前文中所提到的树脂乱层和硅胶析出现象，大致可分为如下步骤：

（1）悬浮进碱 1%的碱液以10m3/h 流速从底部进碱门进入，废液从反排门排出，进碱量为总用量的1/2。

这时上流的碱液将树脂托起形成悬浮状，树脂得到反洗、松动，使两种树脂较好地分层；既起到原再生工艺中“反洗”的作用，又降低了跑树脂的可能性。同时弱型树脂提前接触碱液，已初步再生，可减少树脂因转型收缩产生水垫空间而引起树脂乱层，也防止含大量硅酸的废液进入上层树脂导致硅体析出和沉积。悬浮进碱前需进行预喷射操作，检查进碱阀门和管路是否有漏点，避免碱液泄漏；悬浮进碱时需监视树脂层的膨胀高度，以免树脂随水流溢出。

（2）沉降排水树脂先静止约10min，自然沉降后通过中排门排去树脂上部空间的存水，确保树脂压实层无积水。

（3）进碱 2.5%的碱液以5m3/h 流速进入树脂层，废液由中排门排出，进碱量为总用量的1/2。此步骤按传统无顶压逆流方式操作。

（4）置换除盐水以5m3/h 流速置换。在冬天，为防止低温影响阴树脂与碱液置换速度，可加热碱液，提高置换能力。汕尾电厂地处南方，冬季较少出现低温情况，可根据实际情况判定是否需加热碱液。

（5）注水排气由进水门进水至排空门出水为止。此过程需注意控制排气时间，排空门出水立刻停止，避免树脂随出水跑出。

（6）正洗以运行流速正洗至出水合格，投入备用。