彈性滿室陰床在水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：普通的陰床經(jīng)過改造成為彈性滿室固定床后，可簡(jiǎn)化再生方式，利于操作，降低再生消耗燒堿量，減少再生消耗水量，同時(shí)可大幅度提升周期制水量。文章對(duì)彈性滿室陰床在水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：陰床；彈性滿室；逆流再生；水處理系統(tǒng)；周期制水量 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP273 文章編號(hào)：1009-2374（2015）33-0032-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.017

華電章丘發(fā)電有限公司二期水處理設(shè)備自2006年投產(chǎn)以來，隨著設(shè)備的長(zhǎng)期運(yùn)行，反滲透膜日益老化，其脫鹽率持續(xù)下降，反滲透出水電導(dǎo)率逐漸升高，這使得后續(xù)的陰、陽樹脂運(yùn)行壓力增大，周期制水量逐漸下降，尤其是陰床最為明顯，由2006年時(shí)期的周期制水量4萬t下降到2012年的1.5萬t，在冬季供暖期間，因用水量增大，陰床周期制水量偏低的短板十分突出，使得水處理制水、供水壓力很大。為了解決陰床周期制水量降低的問題，根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)，對(duì)二期化學(xué)水處理2A陰床進(jìn)行改造，使之成為彈性滿室陰床逆流再生離子交換器，以期增加周期制水量。

1 彈性滿室陰床原理

床體內(nèi)的陰、陽樹脂官能團(tuán)因與進(jìn)水中的離子進(jìn)行交換，使得水中的陰、陽離子被OH-和H+所代替，從而凈化水質(zhì)。在處理水過程中床體內(nèi)的樹脂自上而下會(huì)形成失效層、工作層和保護(hù)層，在失效層內(nèi)所有樹脂顆粒毛細(xì)孔內(nèi)的自由離子絕大部分被雜質(zhì)離子取代，因樹脂與水中各種離子的交換能力不同，而這些離子在失效層內(nèi)的分布情況也是按層分布的，首先是最難交換的離子層，然后是比較容易交換的離子層，最后是最容易交換的離子層。在再生樹脂時(shí)，各種離子層不被打亂，首先被置換出的最容易交換的離子會(huì)充當(dāng)再生離子置換比較容易交換的離子，置換出的比較容易交換的離子再置換上層的離子，并且每層再生液所含離子大體相同，從而消除了相互影響、相互污染再生后樹脂的情況，節(jié)約再生藥劑，提高再生質(zhì)量的效果。但在實(shí)際生產(chǎn)中，樹脂層隨時(shí)會(huì)遭到破壞，尤其是反洗過程中，水流稍微有所偏差，便會(huì)造成樹脂層的變化，為解決這些難題，進(jìn)行了彈性滿室陰床的改造。

彈性滿室陰床的底部和頂部設(shè)有配水裝置，罐體的中部為離子交換室，離子交換室內(nèi)裝填有離子交換樹脂層，在離子交換樹脂層與頂部配水裝置之間填充有體積補(bǔ)償層。所述的體積補(bǔ)償層可以由惰性樹脂和若干體積補(bǔ)償氣囊組成。用體積補(bǔ)償層來取代樹脂的膨脹空間。樹脂床層在再生過程中，樹脂體積增大，體積補(bǔ)償膠囊被壓體積縮小，與樹脂床層膨脹增大的體積相互抵消，就使樹脂床層一直受體積補(bǔ)償層的壓力的作用而不動(dòng)，同時(shí)又不至于因?yàn)闃渲矊拥呐蛎涀饔枚a(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力。當(dāng)運(yùn)行時(shí)樹脂床層不斷失效，體積變小，體積補(bǔ)償層隨之膨脹，真正地實(shí)現(xiàn)了理論上的再生模式。

2 彈性滿室陰床的改造

2013年1月14～20日，華電章丘發(fā)電有限公司對(duì)二期化學(xué)水處理2A陰床進(jìn)行改造，由于原先的陰床為立式圓柱型、上部進(jìn)水下部產(chǎn)水、逆流再生方式的固定床，所以改造較為簡(jiǎn)單。具體方案為首先拆除原陰床內(nèi)的中間排水濾元，在中排門處加堵板防止誤操作引起的樹脂泄漏，在陰床頂部排氣門處加裝濾網(wǎng)防止再生時(shí)有樹脂跑出。然后向陰床內(nèi)加入活動(dòng)氣囊和惰性樹脂以此來作為體積補(bǔ)償層。隨后將陰床內(nèi)空余的空間全部填充滿陰樹脂，以此使得陰床成為真正的彈性滿室陰床，使之在運(yùn)行、再生過程中不反層，讓樹脂的交換功能充分的發(fā)揮，以此來提高運(yùn)行制水量。本次改造共向2A陰床內(nèi)加入活動(dòng)氣囊81個(gè)、惰性樹脂116袋（8.7m3）、填充陰樹脂2m3。

3 彈性滿室陰床改造后的再生操作

陰床進(jìn)行改造后，其再生操作方法簡(jiǎn)化很多，以下為具體再生操作步驟：（1）卸壓。陰床停運(yùn)后，打開反洗排水門，將罐體卸壓約10min，至反洗排水門無水排出；（2）預(yù)噴射。開啟陰床進(jìn)堿門，啟動(dòng)陰再生泵，開啟陰再生泵出口門、陰堿噴射器進(jìn)水門，調(diào)節(jié)再生流量為25t/h，同時(shí)將堿計(jì)量箱進(jìn)滿堿；（3）進(jìn)堿。開陰堿噴射器進(jìn)堿門，調(diào)整堿濃度為2%～5%，進(jìn)堿量約2m3；（4）置換。堿進(jìn)完后，關(guān)閉陰堿噴射器進(jìn)堿門，維持原噴射水流量進(jìn)行置換逆洗，時(shí)間約30min，關(guān)閉陰堿噴射器進(jìn)水門、陰床進(jìn)堿門、陰再生泵出口門，停運(yùn)陰再生泵；（5）正洗。啟動(dòng)淡水泵，投運(yùn)陽床，啟動(dòng)中間水泵，開啟泵出口門，開陰床進(jìn)水門、正排門，進(jìn)行正洗，正洗流量控制為100m3/h左右，正洗排水合格，約20min，關(guān)閉進(jìn)水門、正排門。

如果床體暫時(shí)不運(yùn)行，為了保護(hù)陰床內(nèi)的氣囊，打開反洗排水門，卸掉陰床內(nèi)的壓力。此次改造后，陰床再生取消改造前的陰床反洗，彈性滿室陰床逆流再生離子交換器不需要樹脂反洗。進(jìn)行樹脂反洗將會(huì)打亂樹脂床層，造成不良后果。碎樹脂在平時(shí)的再生過程中隨再生液排除（進(jìn)水裝置配水罐縫隙為1mm，這樣大的縫隙足以將碎樹脂排除）。

4 彈性滿室陰床改造后的效果

陰床再生合格隨后投入運(yùn)行，至2013年2月4日失效，隨后進(jìn)行再生，再生后陰床出水硅離子含量維持在10～20ug/L之間，于是考慮影響因素，判斷為填充樹脂量不足，于是在2013年2月27～3月3日向2A陰床再次填充1m3的陰樹脂（共計(jì)填充樹脂15m3），隨后進(jìn)行再生，本次使用燒堿約2.5t，正洗合格后投入使用，在運(yùn)行約600t時(shí)出水硅離子含量在0.8ug/L左右，出水效果特別好。

2013年5月1日，2A陰床失效，這次周期處理水量為52931m3，隨后進(jìn)行再生，本次使用燒堿約2t，正洗合格后投入使用，出水硅離子含量在0.6ug/L左右，出水效果特別好。

2013年7月18日，2A陰床失效，這次周期處理水量為57655m3，為2008年統(tǒng)計(jì)以來的最高周期處理水量。

2A陰床在經(jīng)過改造后，通過前后幾次的再生情況來看，陰床周期處理水量提高非常明顯。目前2A陰床樹脂量為15m3，周期處理水量可到57655m3。2B陰床樹脂量為13m3，且2B陰床樹脂全部為2013年3月所更換的新樹脂，全交換容量?jī)?yōu)于2A陰床內(nèi)的樹脂，2B陰床最近兩次的周期處理水量為34854m3和34252m3，考慮樹脂量的影響，在2B陰床如填充15m3樹脂的情況下，周期處理水量可達(dá)34854×15÷13=40216m3。由此可見，改造后陰床周期處理水量可提高43%（57655÷40216×100%=143%）。

同時(shí)2A陰床經(jīng)過這一系列的改造后運(yùn)行方式?jīng)]有變化，再生方式簡(jiǎn)化很多，利于操作；再生消耗燒堿量明顯降低，燒堿消耗量減少50%；再生過程中正洗的時(shí)間減少50%，所以消耗水量減少50%。

5 結(jié)語

華電章丘發(fā)電有限公司陰床在經(jīng)過彈性滿室陰床改造后效果明顯，出水水質(zhì)好，適合于需水量大的單位使用。

作者簡(jiǎn)介：王群奎（1978-），男，山東濰坊人，華電章丘發(fā)電有限公司工程師，研究方向：電廠化學(xué)。

（責(zé)任編輯：周 瓊）