王洪军

摘 要：本文结合数十个工厂脱盐水系统调试，并且在工作中不断总结，摸索出了针对不同水质的脱盐水系统。经过近一段时间的反复探索试验，将制约我公司脱盐水系统（二级离子交换）周期制水量低和酸、碱耗高的得到了解决，通过一段时间运行实践证明：一级脱盐水运行成本明显降低，经济效益显著。化学脱盐水的酸碱用量是工厂原料消耗的一大项，控制好脱盐水系统酸碱耗是各企业节能降耗一大问题。

关键词：离子交换树脂;脱盐水;碱耗

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.19.026

离子交换树脂的再生反应是脱盐水系统生产过程中重要的一环节，反应效果的好坏不仅影响离子交换树脂的工作容量和出水水质，而且也影响离子交换器运行的经济性及锅炉等用水设备的安全性。

我单位脱盐水系统采用二级除盐设备。工艺流程为：预处理来水→高效过滤器→原水池→原水泵→活性炭过滤器→双室阳床（上面是弱酸性阳树脂D113FC、下面是强酸性阳树脂001×7）→除二氧化碳器→中间水箱→中间水泵→双室阴床（上面是弱碱性阴树脂D301-FC、下面是强碱性阴树脂201×7FC）→一级脱盐水箱→一级脱盐水泵→混床→二级脱盐水箱。

除二氧化碳器采用直联式鼓风除碳。出水水中的CO2质量浓度为5.3mg/L，除碳效率为90%左右。一级脱盐水系统设备由阳双室床和阴双室床两个部分组成。共用一套再生设备，在实际的生产中，阴、阳双室床经常出现重复再生的情况，周期制水量就会降低，则消耗大量的酸和碱，生产定额酸碱耗就不能达标，自用水率也会大幅度上升，直接造成运行成本的升高。为了节能降耗，降低成本;在满足出水质量的情况下，使离子交换树脂再上后恢复到最大交换能力。因此总结并加以解决以恢复除盐设备正常运行迫在眉睫。为此，根据生产上对水质的要求，水处理的设备、工艺等具体情况，对离子交换设备运行恶化的原因进行了分析。通过一步步调查试验确定最优酸碱耗。采取措施如下：

1 摸清调查试验前再生反应时的基本情况

为了准确客观地掌握目前一级脱盐水系统设备运行情况，再生反应耗酸、碱耗和冲洗水耗率等，在阴、阳离子交换器运行和再生处理的过程中，分别检测出了一级脱盐水系统的运行流速和再生反应时阴阳床的流量。

小反洗、正洗流速过大，浪费了大量的水，同时小反洗流量过大易使水帽破坏使树脂冲出流失;再生进酸、逆流冲洗时流速大，容易使床内部酸碱分配装置损坏且树脂再生不均匀;运行中流速过大容易使树脂受压破碎、寿命减少并且产生偏流。

在一级脱盐水系统的再生反应时，同时分别对排出的废液取样、分析，废液中所含反应排出的离子量和废液所含的酸碱浓度。实际再生反应时间约30分钟的记录为：再生入口盐酸浓度为4.3%，氢氧化钠浓度为3.6%。再生反应完成时排出的离子浓度处于高位，再生终点并未到，排出再生剂废液酸碱浓度含量高。并且再生反应后，阴床出水质量不达标，必须重复进行一次后才能合格。

2 解决方法

（1）控制合理的再生进酸、碱流速，实际上就是保证酸碱溶液与树脂之间有一个合适的接触时间，以保证树脂充分接触，使其反应尽量完全。再生流速过慢，会增加操作时间，浪费自用脱盐水量;再生流速过快，会使树脂顶起而造成偏流，且再生反应时间短，会造成部分树脂不能和酸碱充分接触，再生反应不彻底使部分酸碱液直接排出，影响再生效果及经济效益。

（2）阴、阳床再生时采用正确的操作流程，按床内树脂容积计算出所用酸、碱理论用量，控制再生时酸、碱反应液浓度。从理论上講，所用酸、碱反应液浓度越高，再生反应的结果会越彻底。但实际上酸、碱反应液浓度的提高，只在一定范围内能使反应效果提高。事实上，当酸碱反应液浓度超过某一范围时，树脂的再生反应不但不提高反而下降，造成酸碱再生剂的浪费;而酸碱再生液浓度太低，则可能使再生反应不彻底，同时还会增加再生反应操作时间和自用脱盐水的浪费，总结出离子交换树脂酸、碱反应液的浓度非常重要。

3 结果分析

按照摸索出的运行、再生反应流速，反复对再生反应进行了操作：同样的酸碱数量进行再生反应，降低酸碱再生剂进口浓度延长再生反应时间：阳离子交换树脂再生时，再生反应到45分钟时，床内排出废液中钙镁含量达到最大值，然后快速下降，说明需要45分钟阳离子交换树脂才能被充分再生。在再生反应的前30分钟，所排出的废液中，酸碱浓度几乎为零，说明酸碱和树脂反应完全。但50分钟后阴床再生排出废液中CL的含量仍然处于高点，说明阴床再生终点没有达到，60分钟后床内排出废液中CL达到最大值，然后快速下降，这样就找出了阴离子交换树脂的最佳反应点。在经过多次调整再生反应条件后，使阴阳床离子交换树脂都能一次再生成功。从而确定了再生反应入口盐酸浓度定为：2.0%～2.5% ;氢氧化钠入口浓度1.7%～2.5% ;进酸时间55分钟±5分钟 ;进碱时间65分钟±5分钟 ;一次进酸量2.8吨;进碱量2.5吨。

4 结论

经过近一段时间的反复探索试验，将制约我公司脱盐水系统（二级离子交换）周期制水量低和酸、碱耗高的得到了解决，通过一段时间运行实践证明：一级脱盐水运行成本明显降低，经济效益显著。

（1）酸碱按理论计算量加入：酸液（工业用盐酸）2.8吨，碱液（工业用氢氧化钠溶液）2.5吨，其中再生反应用酸液的浓度为2.0%～2.3%，碱液的浓度为1.5%～2.0%，在此浓度下，阳床进酸液反应时间保证55分钟，阴床进碱液反应时间保证65分钟，只要保证再生反应时间就能保证床内离子交换树脂的再生质量。

（2）为了防止进酸碱溶液时离子交换树脂乱层和偏流，应避免进酸、碱溶液时将空气带入离子交换器内。特别是当酸碱进完、计量箱还没有打空时，应及时关闭计量箱出口阀门，防止逆冲时空气进入离子交换器内。

（3）加强原料到货监督，对拉酸碱的罐要分上、中、下三个部位取样分析，条件许可时，可以自被罐车去原料厂拉原料，防止供应商以次充好;保证酸、碱到货质量。

（4）操作各种反洗时，控制好整体水处理装置系统流速，千万不能超过设计流速，否则会破坏床内上部水帽使树脂被冲出。