浅除盐技术介绍

摘要：浅除盐技术是近几年开发的一项水处理新技术, 由于它具有工艺简单、操作方便、易于改造(不停产对旧系统改造)、出水质量好、运行费用低等优点, 推广很快。目前, 已有许多单位采用该项技术对旧有软化水处理系统实施了改造, 均取得了不错的效果。

关键词：浅除盐 中小型氮肥厂

　　浅除盐水处理技术就是根据工艺要求, 不完全处理水中盐类物质的一种新技术, 具体地说就是对水质影响不大的SiO₃^2-不作处理。这种技术特别适用于工业锅炉的水处理(工业锅炉的给水一般只作软化处理) , 与常规的软化处理相比工艺系统相近,但运行费用可大幅降低, 在有氨源的企业特别适合,它是在原来的软化处理系统基础上进行改造, 具有投资省、改造工程量小的特点, 能使水质由软化水提质为浅除盐水。下面将对该项技术做详细介绍：

1、浅除盐技术工艺特点

　　(1) 浅除盐技术为局部脱盐工艺。所谓“浅除盐水”为: 处理后水质导电率为10～100 μs/cm (含盐量5～ 60mg/L ) ,比除盐水(含盐量在1～5 mg/L ) 稍差。除盐水的脱盐率为98% 左右, 浅除盐水为90%～ 95% ,浅除盐属于部分脱盐。

　　(2) 出水具有一定的酸度。常用的浅除盐工艺为: 前置阳床(弱酸树脂) →阳床→阴床(弱碱树脂) →除碳器→浅除盐水箱。由此可见, 浅除盐只能除去水中的强酸性阴离子(SO₄^2- 、Cl^- 、NO₃^-) , 而水中的弱酸阴离子(HSiO₃^- 、HCO₃^- ) 则不变, 因此, 出水呈酸性, 这是由弱碱树脂的特性所决定的。

　　(3) 工作交换容量高, 系统运行周期长。浅除盐使用交换容量高的弱酸树脂(前置阳床) 和弱碱树脂。制水时, 前置阳床处理碳酸盐硬度, 减轻了阳床负担, 阴床内为特种弱碱树脂, 这样能充分发挥弱型树脂交换容量高的优点, 使系统运行周期长, 水质稳定。

　　(4) 强酸树脂的再生废液再生弱酸树脂, 再生比耗低, 废酸排放量少, 经济性好。前置阳床与阳床一同串联再生。再生时, 全部再生液首先通过阳床, 再进入前置床, 对阳床中的强酸树脂来说为过量再生(再生比耗215～ 310) , 再生度大大提高, 而整个阳床、前置床的比耗仅为110, 比较经济。同时, 废酸排放浓度低, 排放量少, 有利于防止环境污染和降低废液的处理成本。

　　(5) 阴床一般采用低浓度氨水或化肥生产中的废碳铵液再生, 这对具有氨源的化肥生产企业比较适合, 可实现原料自给, 并可有效利用化肥生产过程产生的废碳铵液解决了废碳铵液出路及污染问题, 变废为宝, 经济效益、环保效益明显。

　　(6) 系统简单、操作方便、运行可靠。

2、应用浅除盐技术对原有软化水处理系统进行改造

2. 1　改造前的水处理(软化) 工艺流程图(见图1)

图1　二级钠离子交换软化水处理工艺流程图

　　工业水经氢离子交换器和Ⅰ、Ⅱ级钠离子交换器处理后, 软化水的硬度10μg-N/L。软化水进入锅炉汽包后, 经蒸发浓缩使锅炉炉水的碱度增高, 增加了金属苛性脆化的可能性, 需增大排污率; 另外水中的Ca₂⁺ 、Mg₂⁺ 等金属离子由Na⁺ 取代, 软水中的阳离子主要是Na⁺ , 而阴离子如SO₄^2- 、Cl^- 等未处理, 使处理水中的总固形物比原水有所增加, 总含盐量有所增加。因而在蒸汽中溶解度较大的NaCl、Na₂SO₄ 就成为蒸汽溶解携带的主要物质。携带量随压力的提高而增大, 形成了蒸汽污染导致蒸汽用户化肥系统触媒结块、活性降低, 管道堵塞和腐蚀。针对上述问题, 采用浅除盐水处理新技术, 以原有的软化水处理系统为基础进行改造, 成功地解决了水质差的问题,使给水由软化水提质为浅除盐水, 满足了工艺要求,并对系统再生排废酸的问题进行完善, 使给水成本大幅度降低。

2. 2　改造后的浅除盐水处理系统

2. 2. 1　图2 给出了改造后浅除盐系统工艺流程图。

　　经过上述系统有效处理, 水中的阳离子、阴离子(硅酸盐离子除外) 均得到有效处理, 出水的硬度≤5μg-N/L 、电导率≤15 μs/cm。

2. 2. 2　改造说明

　　①将原有系统的Ⅰ级钠离子交换器, 经防腐处理后改造成阴床, 内装徐州水处理研究所专利产品大孔型特种弱碱树脂, 四台阴床, 二开二备。阴床再生用合成氨分厂的废铵液作再生剂, 其氨浓度应保持1% (质量分数) 左右。

　　②脱碳器后置。按常规设计, 脱碳器应在阴床前, 但是阳床前加了前置阳床, 而工业水压力仅0. 2M Pa, 满足不了工艺要求, 因而将脱碳器放在联床后, 其原有的中间水箱与除盐水箱连通。

　　③阳床不作改动。

　　④增设前置床。将原有的三台级钠床拆除, 更新为三台52000 的阳床, 内装D113 大孔型弱酸树脂。

　　⑤阴床再生仍用硫酸再生。因为原有的阳床用2%的硫酸溶液再生, 其再生酸比耗2.5,即有60%的pH值在1～2之间的废酸排放, 造成很大浪费; 另外排出的废酸虽经中和池中的萤石处理, 但是仍达不到排放标准, 对排水管道设施造成严重腐蚀, 废酸水渗漏使排出线管网及周围多处地基下沉, 设备倾斜, 给公司生产造成很大的损失和许多不安全隐患。设置前置阳床后, 阳床再生后的废液经前置床再生吸收利用, 由于前置阳床内装的树脂的特性, 可以使排出废液接近中性, 达到不排酸, 既使阳床再生用的硫酸溶液得到充分利用, 又保证了前置阳床的再生, 提高了系统的经济性, 满足环保要求。

2. 2. 3　改造前后水质指标比较见表2。

表2　改造前后水质指标比较