張應(yīng)虎

(云南云天化股份有限公司，云南昆明 650228)

脫鹽水樹(shù)脂再生水處理技術(shù)

張應(yīng)虎

(云南云天化股份有限公司，云南昆明 650228)

介紹了云峰公司硫酸脫鹽水裝置產(chǎn)生的2種排放水，其中陽(yáng)床再生排放水為含硫酸的廢水，陰床再生排放水為含氫氧化鈉的廢水。為實(shí)現(xiàn)污水零排放，采用離子交換制水工藝、反滲透制水工藝、機(jī)械過(guò)濾器反洗工藝、陰、陽(yáng)離子交換器再生工藝、混合離子交換器再生工藝、反滲透清洗流程將2種水分開(kāi)處理，實(shí)現(xiàn)了回收使用。

硫酸裝置 脫鹽水 排放水 回收

云南云天化股份有限公司云峰分公司(以下簡(jiǎn)稱云峰公司)硫酸裝置脫鹽水為經(jīng)過(guò)2級(jí)除鹽的脫鹽水產(chǎn)品[1]，產(chǎn)品電導(dǎo)率小于或等于0.5 μs/cm，pH值6.5～10，主要用于云峰公司中壓鍋爐供水產(chǎn)蒸汽，硫酸裝置內(nèi)部進(jìn)行再生及化學(xué)清洗時(shí)需要使用少量產(chǎn)品水。

脫鹽水處理裝置是由2套設(shè)計(jì)能力為125 m3/h的雙室雙層浮動(dòng)床離子交換器、100 m3/h反滲透裝置、2臺(tái)DN2500的混合離子交換器及配套的預(yù)處理設(shè)備(過(guò)濾、加藥和再生等設(shè)備)組成。

原設(shè)計(jì)的雙室雙層浮動(dòng)床于1992年9月5日投運(yùn)，經(jīng)過(guò)技術(shù)改造更換原水泵和中間泵后，制水能力擴(kuò)大到150 m3/h，100 m3/h反滲透裝置是2012年從天湖分公司搬遷而來(lái)，于2012年5月12日投產(chǎn)。一級(jí)除鹽能力達(dá)250 m3/h，二級(jí)除鹽混床于2012年5月投產(chǎn)，產(chǎn)水能力達(dá)240 m3/h。

1 工藝流程[2]

1.1 離子交換制水工藝

原水泵、機(jī)械過(guò)濾器、陽(yáng)離子交換床、CO2塔、中間水箱、中間水泵、陽(yáng)離子交換器等設(shè)備均為A、B兩系列，原則上對(duì)應(yīng)使用，必要時(shí)也可交叉使用。

1.2 反滲透制水工藝

反滲透制水工藝見(jiàn)圖1。

圖2 反滲透制水工藝

此外，還有一股來(lái)自磷酸裝置不合格冷凝水經(jīng)換熱器降溫后進(jìn)入緩沖水箱，經(jīng)混床處理成脫鹽水；這部分冷水也可直接進(jìn)入原水箱。

采用非線性最優(yōu)控制的電流跟蹤效果比較差，原因是該系統(tǒng)本身是線性系統(tǒng)，當(dāng)采用非線性的控制方法之后，反而將控制變得更加復(fù)雜，效果反而不好。

1.3 機(jī)械過(guò)濾器反洗工藝

過(guò)濾器運(yùn)行一段時(shí)間后壓差將增大，這時(shí)要對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行反洗。反洗是用濃水收集箱中的濃水反洗水泵升壓后，經(jīng)KJV-3閥進(jìn)入過(guò)濾器底部，再?gòu)倪^(guò)濾器上部經(jīng)KJV-4閥排出進(jìn)入地溝，再流入再生中和池。反洗流量為310 m3/h，時(shí)間5～10 min，直到水清為止。

1.4 陰、陽(yáng)離子交換器再生工藝

1.5 混合離子交換器再生工藝

混床陽(yáng)樹(shù)脂采用逆流再生，陰樹(shù)脂采用順流再生。再生用酸來(lái)自硫酸裝置，經(jīng)管道直接送至硫酸儲(chǔ)槽；汽車(chē)槽罐運(yùn)來(lái)的堿，經(jīng)卸堿泵進(jìn)入堿儲(chǔ)罐，然后自流入酸、堿計(jì)量箱。再生泵從脫鹽水箱抽水加壓后進(jìn)入酸、堿噴射器，噴射器用壓力水抽吸酸、堿計(jì)量箱中的酸和堿，稀釋后，對(duì)混床陽(yáng)、陰樹(shù)脂同時(shí)再生。再生液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.0%～4.0%。

反滲透清洗有化學(xué)清洗和停泵低壓清洗。前者使用來(lái)自混床出來(lái)的水，加入藥劑后，開(kāi)啟清洗水泵打開(kāi)回流閥使藥液充分混合溶解，關(guān)閉回流閥，清洗液通過(guò)清洗管線進(jìn)入反滲透一段和二段，再通過(guò)回流閥返回清洗水箱。清洗可分段進(jìn)行，先清洗污染度低的一段，再清洗二段。后者是每次反滲透裝置停運(yùn)后必須低壓反沖洗。使用來(lái)自增壓泵的脫鹽水通過(guò)清洗水管道進(jìn)入反滲透一段和二段，通過(guò)正洗排放閥和濃水排放閥排入地溝，使系統(tǒng)內(nèi)的濃水被充分置換。清洗可分段進(jìn)行，也可2段同時(shí)進(jìn)行。

1.7 酸堿污水處理系統(tǒng)

正常情況下，混床再生污水由中排管道并入原脫鹽裝置陰床再生液出口，經(jīng)管道泵輸送到復(fù)肥污水堿液槽儲(chǔ)存，定期輸送冰晶石以供使用。非正常情況下，再生污水由中排管直接排入地溝流入酸堿中和池，水經(jīng)廢液輸送泵排至磷酸裝置回用。

2 運(yùn)行出現(xiàn)的問(wèn)題[3]

硫酸廠脫鹽水裝置產(chǎn)生2種排放水：陽(yáng)床再生排放水為含硫酸的廢水，陰床再生排放水為含氫氧化鈉的廢水。目前，這兩種水均送入復(fù)肥污水處理站處理后，返回磷酸磨礦使用，不僅消耗大量石灰，還增加了磷酸消耗量[4]。

為保證云峰公司污水零排放，降低污水處理費(fèi)用，考慮將2種水分開(kāi)處理，實(shí)現(xiàn)回收使用。陽(yáng)、陰床再生排放水指標(biāo)見(jiàn)表1和2。

表1 陽(yáng)床再生排放水指標(biāo)

表2 陰床再生排放水指標(biāo)

從分析結(jié)果可以看出：陽(yáng)床再生排放水含有的硫酸對(duì)磷酸生產(chǎn)有降耗作用，其中的Ca2+、Mg2+濃度很低，不會(huì)對(duì)磷酸生產(chǎn)產(chǎn)生不良影響，可以作為磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)過(guò)濾洗水直接使用。

陰床再生排放水為堿性水，總堿度折算成pH值為12～13，鈉含量較高，可作為氟硅酸鈉生產(chǎn)用水使用。由于氯離子含量較高，返回生產(chǎn)系統(tǒng)使用會(huì)增加系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕，但考慮到磷酸生產(chǎn)實(shí)際設(shè)備，對(duì)系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生太大影響。

3 試驗(yàn)情況

陰床再生水用于溶解硫酸鈉生產(chǎn)氟硅酸鈉，云峰公司分別做了2種生產(chǎn)負(fù)荷不同的試驗(yàn)，陰床再生水使用量分別為100%和50%，盡管溶解鹽水有顏色，但產(chǎn)品呈白色，產(chǎn)品質(zhì)量為優(yōu)等品。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)

4 技改措施

將復(fù)肥污水處理站的1#，2#中和槽清空作陰床再生水儲(chǔ)槽使用，陰床再生水管上加1個(gè)管道泵直接將該水送入這2個(gè)槽內(nèi)，供氟硅酸鈉生產(chǎn)使用，也可作為事故狀態(tài)下的堿性水使用。陽(yáng)床再生水直接送磷酸循環(huán)水作補(bǔ)水。技改新增設(shè)備陰床再生水收集管道泵，流量為40 m3/h，揚(yáng)程為30 m。

5 結(jié)語(yǔ)

云峰公司通過(guò)技改可回收使用陰床再生水中硫酸400 t/a。以硫酸400元/t計(jì)，可節(jié)省費(fèi)用16萬(wàn)元/a。此外，解決了污水處理的運(yùn)行問(wèn)題，污水處理裝置不再使用石灰。復(fù)肥污水處理站僅作為應(yīng)急事故處理用。生產(chǎn)中也存在一些問(wèn)題，如氟硅酸鈉生產(chǎn)裝置缺乏陰床再生水儲(chǔ)槽，加之不能連續(xù)使用，使用量約5 m3/h，硫酸廠輸送該水較為困難。因此，硫酸廠應(yīng)按調(diào)度要求及時(shí)做好陰床再生水輸送工作，確保氟硅酸鈉生產(chǎn)使用。

[1] 聶政.脫鹽水離子交換樹(shù)脂激活技術(shù)的應(yīng)用 [J].硫酸工業(yè)，2010(4)：42-45.

[2] 彭書(shū)偉，張敏. 脫鹽水處理裝置存在問(wèn)題及改進(jìn)措施[J].河南化工，2004，25(3)：36-37.

[3] 張野，李昆. 脫鹽水系統(tǒng)問(wèn)題初探[J].工業(yè)水處理，2002，22(9)：61.

[4] 徐兵華，徐愛(ài)春，杜喜波.復(fù)床樹(shù)脂再生操作工藝優(yōu)化[J]. 河南化工，2005，22(2)：35-36.

Treatment technology of resin recycled water in desalted water system

ZHANGYinghu

(Yunnan Yuntianhua Co., Ltd., Kunming, Yunnan, 650228, China)

Two kinds of discharged water generated in sulphuric acid desalted water plant are introduced, of which discharged water regenerated in cation bed was wastewater with sulphuric acid, and that regenerated in anion bed was wastewater with sodium hydroxide. In order to realize zero-discharge of industrial wastewater, ion exchange water restriction process, reverse osmosis restriction process, mechanical filter backwashing process, anion and cationic exchange regeneration process, mixing ion exchange regeneration process, and reverse osmosis cleaning process were adopted to separate the two water, realizing recycling.

sulphuric acid plant；desalted water；discharged water；recovery

2017-01-17。

張應(yīng)虎，男，云南云天化股份有限公司研發(fā)中心副總經(jīng)理、高級(jí)工程師，從事硫酸、磷酸及磷復(fù)肥技術(shù)研究和管理工作。電話：13708485808；E-mail：zhangyinghu@ic.yth.cn。

TQ111.16

B

1002-1507(2017)04-0016-03