淺除鹽技術在工業循環水裝置上的應用

趙忠堯

（大慶油田化工有限公司，黑龍江大慶 163411）

1 項目背景和意義

大慶油田化工有限公司甲醇分公司（以下簡稱甲醇分公司）現有三套除鹽水裝置、三套循環水裝置和一套清排水裝置，三套循環水裝置在生產過程中每小時需補充水300t左右，其中來自清排水回收裝置所生產的中水130t，其他為新鮮水。由于清排水裝置所生產的中水硬度及堿度偏大，作為循環水裝置的補充水使用時，不能提高循環水的濃縮倍數，增大了排污水量，使循環水的生產成本日益增加，進而造成企業各種產品成本升高。

鑒于這種情況，甲醇分公司通過調研，最終確定采用淺除鹽技術，將清排水裝置生產的中水作為淺除鹽水裝置的原水，生產出的淺除鹽水作為循環水裝置的補水，以達到節水減排的目的。

2 淺除鹽技術特點

淺除鹽技術是采用具有特殊結構的離子交換樹脂，根據工藝要求，不完全處理水中鹽類物質的一種新技術，與常規的離子交換脫鹽處理工藝技術相近，但運行費用可大幅降低，特別適合有廢酸堿的企業。它是在原來的軟化和脫鹽處理系統基礎上進行改造，具有投資省、改造工程量小的特點，能使出水水質達到淺除鹽水標準，適用于循環水補水。淺除鹽技術的特點如下。

（1）淺除鹽技術為部分脫鹽技術。處理后水質導電率為10～100μS／cm，脫鹽率為90%～95%。

（2）應用淺除鹽技術的離子交換器，由于采用了特殊結構的離子交換樹脂，因此再生時可使用廢酸堿，而不是成品酸堿。

（3）淺除鹽技術的關鍵是專用樹脂，這種樹脂的交換集團與其他樹脂一樣，但在做骨架時采用二次聚合的方法，樹脂的使用壽命比普通樹脂長，適合處理污染物含量高的污水時使用。

3 淺除鹽水技術指標

以清排水裝置所生產的中水作為淺除鹽水的原水，為確定處理技術的適用性，對清排水裝置生產的出水指標進行分析，結果如表1。

表1 清排水裝置出水水質

根據上述水質指標，結合循環水裝置補水水質要求，確定淺除鹽水裝置生產的淺除鹽水指標，如表2。

表2 淺除鹽水出水指標

4 改造方案

以清排水裝置所生產的中水為原水，利用分公司第三除鹽水站運行過程中產生的工業廢酸廢堿為再生劑，將陰陽離子交換器中的樹脂更換為弱酸弱堿型專用樹脂，采用淺除鹽水處理技術進行處理，進一步降低原水的含鹽量，輸送到循環水裝置作為補充水使用，達到降本增效的目的。

工藝路線如下：

5 淺除鹽水裝置運行情況

淺除鹽水裝置于2010年11月7日完成全部改造工作，11月8日開始制水并向循環水裝置輸送合格的淺除鹽水，送水量達到110t／h，雙套床體運行。運行至11月16日，根據循環水裝置系統置換情況和用水量下降的情況，將送水降至75t／h，淺除鹽水站改為單套床體運行。運行至11月18日，再次將送水降至40t／h。期間根據水質情況，將每臺陽離子交換器制水量控制在1 800t，每臺陰離子交換器制水量控制在9 000t左右。表3是淺除鹽水裝置實際出水分析數據。

從以上數據可以看出，工藝指標基本達到設計指標，并且在制水周期內硬度檢測均為0。而且根據循環水裝置水質的要求，可以適當放寬電導率指標。

表3 淺除鹽水站出水水質情況

陽離子交換器利用第三除鹽水站產生的廢酸作再生劑，再生流量30t／h，約2.5h后出酸，然后進行置換正沖。陰離子交換器利用第三除鹽水站產生的廢堿液作再生劑，再生流量25t／h，約2.5h后出堿，之后進行置換正沖。為把廢酸堿全部利用，再生頻率按第三除鹽水站運行周期進行，將淺除鹽水站離子交換器的再生頻率確定為，陽離子交換器制水1 800t，即36h再生一次，再生2個陽床可全部消耗第三除鹽水站產生的廢酸。第三除鹽水站產生的廢堿可供一次性再生1個陰離子交換器。

6 循環水裝置使用淺除鹽水的運行情況

第一、二循環水裝置從11月8日開始接收淺除鹽水，進行系統置換，11月18日置換完畢。根據水質情況，為保持循環水中適當的硬度，在補水中配加了約1／4新鮮水，同時減小了循環水的排污。到11月23日水質已穩定，對循環水主要指標監測情況如表4、5。

表4 第一循環水裝置水質變化情況表

表5 第二循環水裝置水質變化情況表

兩個循環水裝置在保證生產裝置供水的前提下，排污基本關閉，循環水濃縮倍數提高了1倍，達到4～5，補水總量與改造前同比下降40%，與2009年同期相比下降50%，循環水水質穩定劑使用量同比下降50%以上；除鹽水系統總的酸、堿消耗量下降10%，全廠總外排污水量減少25%，初步計算兩個循環水裝置年節水量可達到800kt，年節水質穩定劑量35t，除鹽水裝置年節酸、堿量70t，預計年可創效約400萬元。

另外，在權威水質檢定單位的協助下，我們對循環水進行了更全面的水質分析，并做了掛片試驗，結果如表6、7。

表6 第一循環水裝置水質情況表（11月28日）

表7 第二循環水裝置水質情況表（11月28日）

通過分析數據可以看出，循環水的結垢趨勢大幅下降，腐蝕速率也符合要求（腐蝕掛片照片圖略），對各生產裝置冷換設備提高換熱效率，減少維修工作量奠定了良好的基礎。

7 結 論

利用淺除鹽技術生產的淺除鹽水應用到循環水裝置后，循環水裝置在冬季運行模式下的節水率達到40%左右，節約藥劑50%左右，除鹽水裝置總酸堿消耗的量降低10%，外排污水量減少25%，節水減排效果非常明顯，為企業降低產品成本起到了非常大的作用。這項技術比較適宜在有循環水、除鹽水裝置的生產企業進行推廣應用。