淺除鹽水技術(shù)在工業(yè)循環(huán)水裝置上的應用

陳曉軍 趙繼（大慶油田化工有限公司）

淺除鹽水技術(shù)在工業(yè)循環(huán)水裝置上的應用

陳曉軍 趙繼（大慶油田化工有限公司）

簡要介紹了大慶油田化工有限公司甲醇分公司利用淺除鹽水技術(shù)在工業(yè)循環(huán)水裝置上的應用情況，以該技術(shù)制取的淺除鹽水，作為循環(huán)水的補水使用，可達到提高工業(yè)循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，減少工業(yè)循環(huán)水的補充水量，降低消耗，提高工業(yè)廢酸和廢堿殘液利用率的目的，該技術(shù)在工業(yè)循環(huán)水裝置的應用效果表明具有推廣應用的價值。

淺除鹽水 循環(huán)水 濃縮倍數(shù) 廢酸 廢堿

1 項目背景

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(xiàn)有3套除鹽水裝置、3套循環(huán)水裝置和一套清排水裝置，3套循環(huán)水裝置在生產(chǎn)過程中每小時需補充水300 t左右，其中來自清排水回收裝置所生產(chǎn)的中水130 t，其他為新鮮水。由于清排水裝置所生產(chǎn)的中水硬度及堿度偏大，作為循環(huán)水裝置的補充水使用時，不能提高循環(huán)水的濃縮倍數(shù)，增大了排污水量，使循環(huán)水的生產(chǎn)成本日益增加，進而造成企業(yè)各種產(chǎn)品成本升高。

鑒于這種情況，最終確定采用淺除鹽水技術(shù)，將清排水裝置生產(chǎn)的中水作為淺除鹽水裝置的原水，生產(chǎn)出的淺除鹽水作為循環(huán)水裝置的補水，以達到節(jié)水減排的目的。

2 淺除鹽水技術(shù)特點

淺除鹽水技術(shù)是采用具有特殊結(jié)構(gòu)的離子交換樹脂，根據(jù)工藝要求，不完全處理水中鹽類物質(zhì)的一種新技術(shù)，與常規(guī)的離子交換脫鹽處理工藝技術(shù)相近，但運行費用可大幅降低，特別適合有廢酸堿的企業(yè)。它是在原來的軟化和脫鹽處理系統(tǒng)基礎(chǔ)上進行改造，具有投資少、改造工程量小的特點，能使出水水質(zhì)達到淺除鹽水標準，適用于循環(huán)水補水。淺除鹽技術(shù)的特點如下：

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

2）應用淺除鹽技術(shù)的離子交換器由于其采用了特殊結(jié)構(gòu)的離子交換樹脂，因此再生時可使用廢酸堿。

3）淺除鹽技術(shù)的關(guān)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，適合污染物含量高的污水處理。

3 淺除鹽水技術(shù)指標

以清排水裝置所生產(chǎn)的中水作為淺除鹽水的原水，為確保淺除鹽水技術(shù)處理后的水質(zhì)達到要求，先對清排水裝置生產(chǎn)的出水水質(zhì)指標進行分析，其結(jié)果見表1。

表1 清排水裝置出水水質(zhì)指標

根據(jù)上述水質(zhì)指標，結(jié)合循環(huán)水裝置補水水質(zhì)要求，確定淺除鹽水裝置生產(chǎn)的淺除鹽水指標詳見表2。

表2 淺除鹽水出水水質(zhì)指標

4 改造方案

利用清排水裝置所生產(chǎn)的中水為原水，利用分公司第三除鹽水站運行過程中產(chǎn)生的工業(yè)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[1]，采用淺除鹽水處理技術(shù)進行處理，降低原水的含鹽量，處理后的原水輸送到循環(huán)水裝置中作為補充水使用。

工藝路線如下：

清排水生產(chǎn)的中水→活性碳過濾器→弱陽離子交換器→除碳器→中間水泵→弱陰離子交換器→各循環(huán)水場

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(huán)水裝置輸送合格的淺除鹽水，送水量達到110 t/h，雙套床體運行。運行至11月16日，根據(jù)循環(huán)水裝置系統(tǒng)置換情況和用水量下降的情況，將送水降至75 t/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40 t/h。期間根據(jù)水質(zhì)情況，將每臺陽離子交換器制水量控制在1800 t，每臺陰離子交換器制水量控制在9000 t左右。淺除鹽水裝置實際出水分析數(shù)據(jù)見表3。

表3 淺除鹽水站出水水質(zhì)情況

從以上達到指標要求的數(shù)據(jù)可以看出，工藝指標達到設(shè)計指標要求，并且在制水周期內(nèi)硬度檢測均為0，循環(huán)水裝置水質(zhì)的要求可以適當放寬電導率的指標要求。

陽離子交換器利用第三除鹽水站產(chǎn)生的廢酸作再生劑，再生流量30 t/h，約2.5 h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(chǎn)生的廢堿液做再生劑，再生流量25 t/h，約2.5 h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1800 t，即36 h再生一次，再生2個陽床可全部消耗第三除鹽水站產(chǎn)生的廢酸。第三除鹽水站產(chǎn)生的廢堿可供一次性再生1個陰離子交換器。

6 循環(huán)水裝置使用淺除鹽水的運行情況

第一、第二循環(huán)水裝置從2010年11月8日開始接收淺除鹽水進行系統(tǒng)置換，11月18日置換完畢。根據(jù)水質(zhì)情況，為保持循環(huán)水中適當?shù)挠捕龋瑢⒀a水中配比了約?4新鮮水，同時減小了循環(huán)水的排污，到11月23日水質(zhì)已穩(wěn)定。對循環(huán)水主要指標監(jiān)測情況見表4、表5。

表4 第一循環(huán)水裝置水質(zhì)變化情況

表5 第二循環(huán)水裝置水質(zhì)變化

兩個循環(huán)水裝置在保證生產(chǎn)裝置供水的前提下，排污基本關(guān)閉，循環(huán)水濃縮倍數(shù)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(huán)水水質(zhì)穩(wěn)定劑使用量同比下降50%以上；除鹽水系統(tǒng)總的酸、堿消耗量比改造前下降10%，全廠總外排污水量減少25%。初步計算兩個循環(huán)水裝置年節(jié)水量可達到80×104t、年節(jié)水質(zhì)穩(wěn)定劑量35 t、除鹽水裝置年節(jié)酸、堿量70 t，預計年可創(chuàng)效約400×104元。

另外，在權(quán)威水質(zhì)檢測單位的協(xié)助下，對循環(huán)水水質(zhì)進行了全面的分析，并做了掛片試驗，結(jié)果見表6、表7。

表6 第一循環(huán)水裝置水質(zhì)

表7 第二循環(huán)裝置水水質(zhì)表

通過試驗數(shù)據(jù)可以看出，循環(huán)水水質(zhì)的結(jié)垢趨勢大幅下降，腐蝕速率也符合要求，各生產(chǎn)裝置冷換設(shè)備提高了換熱效率，減少了維修工作量。

7 結(jié)論

利用淺除鹽水技術(shù)生產(chǎn)的淺除鹽水應用到循環(huán)水裝置后，循環(huán)水裝置在冬季運行模式下的節(jié)水率達到40%左右，節(jié)約藥劑50%左右，除鹽水裝置總酸堿消耗量降低10%，外排污水量減少25%，節(jié)水減排效果非常明顯，為企業(yè)降低產(chǎn)品成本起到了非常大的作用。這項技術(shù)比較適宜在有循環(huán)水、除鹽水裝置的生產(chǎn)企業(yè)進行推廣應用。

[1]金熙,項成林,齊冬子.工業(yè)水處理技術(shù)問答及常用數(shù)據(jù)[M].北京:化學工業(yè)出版社,1996:3-560.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.09.008

陳曉軍，1996年畢業(yè)于黑龍江大學，工程師，從事生產(chǎn)管理工作，E-maildaqingjcc@126.com，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)宏偉工業(yè)園區(qū)甲醇分公司生產(chǎn)技術(shù)部，163411。

2011-10-12）