水处理阴阳床再生控制的改进

水处理阴阳床再生控制的改进

万峰

通辽热电有限责任公司  内蒙古通辽市028000

摘要：水处理工艺的先进设备双室沸腾浮动床在应用方面还存在很多问题，从离子交换器再生角度出发，提出了双室沸腾浮动床应用的运行与再生控制方法，降低了酸（碱）的使用量和废水排放量，达到了降耗减本的目的，也进一步发挥了双室沸腾浮动床的优越性。

关键词：离子交换器：离子交换剂；再生技术；控制     

1、工艺概况

    水处理阴阳离子交换器再生技术，是将因吸附水中阳离子的阳床和吸附水中阴离子的阴床，在吸附达到饱和而失效后，阳床利用酸（HCL），阴床利用碱（NaOH）将饱和失效的阴阳离子交换剂再生，恢复其吸附能力的技术。多年的传统技术是按照离子交换树脂的交换（吸附）容量，即单位体积的离子交换树脂吸附水中离子的能力（单位mol／m3），来确定再生剂（酸HCL或碱NaOH的用量，所以为了保证再生效果，都采用的是过量再生，即用离子交换树脂的交换（吸附）容量（mol／m3）数的1.5倍摩尔量来确定再生剂的用量。这种再生方法特别适用于过去的固定床或单室浮动床技术，也多用于软化水工艺。

阴阳床处理工艺流程
2、存在问题
   双室沸腾浮动床技术，是一个离子交换器中设上下两个交换工作室，将强弱两种离子交换剂分别装入上下两个室中，正常运行时，水从下部进入交换器中，先与下室的弱离子交换剂接触，吸附其大量的弱酸（碱）离子，然后再进入上室与强离子交换剂接触，吸附其强酸（碱）离子。再生过程正好相反，再生剂（3％的HCL或NaOH）是从上部进入交换器中，先与上室的强离子交换剂接触，置换出强酸（碱）离子，然后再进入下室与弱离子交换剂接触，置换出大量的弱酸（碱）离子。由于采用的是过量的再生剂再生，这样必然造成再生废液中有大量过量的酸碱随着排出。而且再生液配制是用大量的除盐水配制，这也势必造成大量的除盐水浪费，大量废酸液、废碱液不能等摩尔量排出，中和废酸碱液问题，又造成了再生剂的二次浪费。这样做的危害：首先浪费了大量酸碱和再生用除盐水，使除盐水成本增加；其次是排出大量的生产废水，严重污染环境；第三是浪费了大量的而且珍贵水资源。
3、改进方案
   化学水处理以前再生时，均采用理论酸、碱量的150％，来确定实际用酸、碱量，现在化学水通过不断改造，化学水使用的阴阳离子交换器，已全部采用目前国内比较先进的双室沸腾浮动床工艺和设备，这种双室沸腾浮动床设备设有上下两个工作室，上室装强树脂，下室装弱树脂，这种工艺设备的特点是工作交换容量大，单台出水量多，其原理是上室的强树脂交换（吸附）能力强，交换容量小，不易再生，下室的弱树脂交换（吸附）能力弱，交换容量大，易再生。运行时水从下至上通过双室沸腾浮动床，弱树脂先把弱酸（或碱）性离子吸附，到上室强树脂再把强酸（或碱）性离子吸附，从而达到除去水中盐分的目的。而再生时酸（或碱）再生剂从上而下通过双室沸腾浮动床，由于强酸（或碱）性离子交换剂不易再生，因而新再生剂首先再生不好再生的强酸（或碱）性离子交换剂，然后再生易再生的弱酸（或碱）性离子交换剂，达到完全恢复阴阳离子交换器的交换吸附功能。以前用过量酸（或碱）再生主要考虑到强酸（或碱）性离子交换剂不易再生，所以用大量酸（或碱）来保证再生效果，而现在采用了双室沸腾浮动床技术，用上了弱酸（或碱）性离子交换剂，它易再生，用再生了强酸（或碱）性离子交换剂的废再生液，即可再生恢复交换（吸附）能力，所以对再生强酸（或碱）性离子交换剂的过量酸（或碱），可完全用于再生弱酸（或碱）性离子交换剂，使排出的再生废水中酸（或碱）的含量降低。以前在双室沸腾浮动床再生结束控制终点时没采用任何手段，只是把计算好的酸（或碱）用完为止，而现在采用再生终点用PH值控制，当再生时再生废水的PH值升高或降低，亦可作为再生控制终点。同时为避免离子交换剂因过分失效而不易再生，采取了对阴阳离子交换器失效由控制硅酸根离子和钠离子改为控制出水总量，这样既保证了除盐水质量，又降低了再生用酸（或碱）的量。
4、实施效果

   通过精细管理，改变工艺控制的方式和方法，达到了可观的经济效益，根据2019年与2020年的数据计算效益：2020年酸比耗下降0.018kg／t除盐水，节约盐酸64.9t（100％）；碱比耗下降0.045kg／t除盐水，节约烧碱162.5t（100％）；按酸（碱）再生时用除盐水配成3％的再生液，可节约除盐水7576.2t；亦少排污水7576.2t；按电耗1.124kw·h／t除盐水年可节电8515.67kw·h。可见通过水处理阴阳床再生控制的改进，不仅节约了水资源；还减轻了对环境的污染。

结语：在水处理工艺中，采用沸腾浮动床技术的比较多，而以产水量大、出水品质优良、再生剂用量低的双室沸腾浮动床，更是水处理工艺之首选。但在双室沸腾浮动床水处理工艺的实际运行过程中，再生剂的用量往往因为再生过程的不合理控制，或根本不控制而使这种技术工艺的优点不能完全突现出来。现在我们把再生技术由定量（定再生剂用量）再生改为过程控制再生，大大降低了再生剂的用量，节约了酸（碱）、除盐水，减少了排污，使这种工艺的优越性更加完善。

参考文献：

[1]浅析水处理技术的现状与应用[J].高全财.山东工业技术.2017(19).
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[4]年产7.8万吨水处理专项化学品项目[J].乙醛醋酸化工.2020(03)