論石油化工企業工業用水除鹽技術的應用研究

王思琦(茂名瑞派石化工程有限公司，廣東 茂名 525011)

關鍵字：石油化工企業；工業用水；除鹽技術；應用

0 引言

除鹽水是指利用各種水處理工藝，除去懸浮物、膠體和無機的陽離子、陰離子等水中雜質后，所得到的成品水。除鹽水并不意味著水中鹽類被全部去除干凈，由于技術方面的原因以及制水成本上的考慮，根據不同用途，允許除鹽水含有微量雜質。除鹽水中雜質越少，水純度越高。

1 處理中幾種常見的除鹽技術

1.1 電滲析除鹽技術在項目中的應用

茂名石化煉油廠區凈化水作業區中的1000t/h處理單元，主要收集、處理煉油廠區循環水場、化學水場排污以及生產裝置的清凈廢水。進入1000t/h處理單元的廢水經隔油、渦凹汽浮及生化段處理后，再經過加藥殺菌及無閥過濾器過濾，作為煉油區循環水系統的補充水回用。目前的回用水量約450t/h。

由于進入1000t/h處理單元的廢水為高鹽度廢水，電導率高(最大值1200～1700μs/cm)、氯離子濃度高(最大值300～320mg/L)，而1000t/h處理單元中無除鹽處理工藝，使得其出水中的含鹽量和電導率不但無法降低，而且還在循環增加。

未進行除鹽處理的回用水，作為循環水補水進入循環水系統，將進一步造成循環水系統排污水含鹽量的升高。目前煉油區循環水系統在使用回用水補水的同時，還需補入一部分新鮮水，以平衡補水的含鹽量，這就造成新鮮水用量無法進一步降低。因此需對現有回用水增設一套適度的除鹽設施，以降低回用水中的含鹽量和電導率，提高回用水水質，滿足回用水用于循環水補水的要求，提高回用水的利用率，同時減少新鮮水的補水量，實現節水減排的目標。

采用抗污染型工業污水專用電滲析除鹽裝置，即通過保安過濾器+電滲析除鹽(EDR)的除鹽工藝流程，逐漸降低回用水中的含鹽量。

(1)電滲析除鹽裝置進、出水水質。電滲析除鹽裝置進、出水水質見表1。

(2)工作原理。在直流電場的作用下，利用離子交換膜的選擇透過性，即陽膜只允許陽離子通過，阻止陰離子通過，而陰膜只允許陰離子通過，阻止陽離子通過，把帶電組分和非帶電組分進行分離。陽膜和陰膜交替排列在正負兩個電極之間，相鄰的兩種膜用隔板隔開，水在隔板間流動，通過加電使水中陰陽離子在電場作用下分別向正負兩極遷移，由于離子交換膜的選擇透過性，從而在隔板層間形成濃水室和淡水室，實現了水與鹽的分離。技術原理如圖1所示。

表1 電滲析除鹽裝置進、出水水質

圖1 電滲析工作原理圖

(3)工藝流程簡介。來自回用水預處理單元的出水分兩路，一路通過調節閥控制，并根據工藝要求定量補充到濃水循環池，其余進入淡水給水池。淡水給水池中暫存的待除鹽水經淡水進水泵提升后進淡水保安過濾器，然后通過進水倒極閥組進EDR設備淡水進水母管。濃水循環池中的濃水(來自濾后水池的補水+濃水循環回水+極水回水)經濃水循環泵提升后分兩路，一路作為EDR裝置極水進EDR極水進水總管；另一路經濃水保安過濾器后，經進水倒極閥組進EDR濃水進水母管。每個倒極單元的EDR設備分設淡水進、出水管，濃水進、出水管，陽極水進、出水管，陰極水進、出水管。每組EDR的濃、淡、極水出水分別匯入濃、淡、極水出水總管。

EDR淡水出水母管匯集各EDR倒極單元淡水后進淡水產水池，在淡水出水母管合理位置設淡水出水電導儀。EDR濃水出水母管匯集各EDR倒極單元濃水后分兩路：一路經濃水外排調節閥后定量進入濃水外排水池；另一路溢流回到濃水循環池。EDR極水出水母管匯集各EDR倒極單元極水后回濃水循環池。

1.2 樹脂離子交換除鹽技術在項目中的應用

茂名石化煉油廠區內化學水裝置共有2套，分別是東化學水裝置和西化學水裝置，其中東化學水裝置負責向煉油廠區內各生產裝置提供合格的一級除鹽水，西化學水裝置負責向CFB鍋爐提供二級除鹽水。

西化學水裝置采用陰陽離子交換+混合離子處理工藝生產二級除鹽水，連續穩定生產二級除鹽水能力為600m3/h，外供CFB鍋爐的二級除鹽水用量為560m3/h。

十三五規劃完成后CFB鍋爐的二級除鹽水用量由560m3/h增加到800m3/h，使西化學水裝置生產二級除鹽水能力產生200m3/h的缺口，為滿足能滿足CFB鍋爐新增二級除鹽水用量要求，西化學水裝置需擴能改造。

(1)樹脂離子交換除鹽裝置進、出水水質。樹脂離子交換除鹽裝置進、出水水質見表2。

表2 樹脂離子交換除鹽裝置進、出水水質

(2)工作原理。當含有各種離子的原水依次通過裝有氫型陽離子交換樹脂的陽床和裝有氫氧型陰子交換樹脂的陰床的系統。氫型陽交換床用于除去水中的陽離子；氫氧型陰交換床用于除去水中的陰離子。通過復床可將水中的種礦物鹽基本除去。為了獲取較好的除鹽效果，陽床內裝載強酸陽離子交換樹脂，陰床一般內裝載強堿陰離子交換樹脂。混合床是把陰、陽離子交換樹脂裝填在同一個交換器內，再生時使之分層再生，使用時先將其均勻混合，混床也分為體內同步再生式混床和體外再生式混床。技術原理如圖2所示。

圖2 樹脂離子交換工作原理圖

(3)工藝流程簡介。西化學水裝置擴能改造后的工藝流程：煉油廠區內的新鮮水先經過預處理部分的一級過濾器、過濾后進入清水池，經過清水泵提升入二級過濾器，再進入陽離子交換器和脫二氧化碳塔，去除Ca2+、Mg2+、Na+、K+等陽離子和游離CO2后進入陰離子交換器去除SO42-、Cl-等陰離子，得到一級除鹽水，一部分一級除鹽水進入一級除鹽水儲罐，另一部分一級除鹽水通過余壓進入混合離子交換器，得到二級除鹽水。離子交換器內的樹脂失效后，用酸、堿再生。在陰離子交換器出口安裝電導率、硅表檢測運行失效點，陽、陰離子交換器同時再生；在混床的出口安裝電導率、硅表檢測運行失效點，混床失效后單獨再生。工藝流程見圖3。

圖3 工藝流程圖

2 除鹽技術在石油化工企業水處理中的發展前景

近幾年來，隨著科學技術的不斷發展，在化工行業工業用水處理過程中，運用到的除鹽工藝技術也逐漸增多，尤其是它使得回用水含鹽量的去除率大于60%，電導率也大為降低，提高了回用水水質，滿足回用水用于循環水補水的要求。這樣即可以提高回用水的利用率，同時減少新鮮水的補水量，實現節水減排的目標。

3 結語

綜上所述，化工除鹽技術已具備化學穩定性強、出水水質好、系統運行順暢、環保效果好、自動化程度高、分離度高、以及除鹽率高等多種優點，具有較高的應用價值，在化工企業中得到廣泛地應用，幫助企業實現了水處理設施安全運行、達標運行、經濟運行。