混床再生廢水的回收利用

杜疆,劉偉,劉長濤

(濟寧中銀電化有限公司，山東 濟寧 272500)

濟寧中銀電化有限公司(以下簡稱“中銀電化”)燒堿裝置生產能力30萬t/a，離子膜電解全部采用膜極距電解槽，自動化程度高且電耗低。

中銀電化使用的脫鹽水是由原水分別經過疊片過濾器、超濾裝置截留水中的顆粒狀雜質、膠體，再經過反滲透裝置、混床進一步深度脫鹽，達到用水要求(電導率<0.2 μS/cm)后，送至鍋爐和各生產崗位。混床失效后要用酸堿進行再生，混床再生過程中產生的水全部外排，沒有進行任何回收，每次再生產生的水量約160 m3，造成水資源嚴重浪費。

濟寧中銀針對混床再生各個環節水質的分析情況，綜合統籌考慮經濟效益，實現再生廢水的分級回收，提高水資源利用率。

1 工藝簡介

再生過程共7個步驟，其中5個步驟均用到反滲透裝置的產水(電導率10 μS/cm，鈣硬度5 mg/L)，通過多次試驗對比，分析再生各階段水質含鹽量等指標，發現這5個步驟的水可以進行選擇性地回收至循環水系統[1]，且均為高品質水，可優化循環水質。表1為再生各階段水質分析情況。

表1 混床再生各階段水質分析情況

(1)反洗分層。混床失效后的第一步，讓樹脂充分膨脹流動，以陰陽樹脂分層界限分明為反洗分層終點。反洗分層的時間為20～25 min，耗反滲透水量約30 m3，經多次取樣分析后，具備回收利用的條件。

(2)沉降。反洗結束后，樹脂自然沉降下來，并將罐內液面降至上視鏡處，排水量約3 m3，具備回收利用的條件。

(3)再生。酸、堿和反滲透水同時進入混床，時間為25～35 min。此階段的水含鹽量高，電導率高，再生過程水量約12 m3，用酸0.57 t，用堿0.65 t。此階段產生的廢水中NaCl質量濃度為24 g/L，因含鹽量高，不具備回收至循環水系統的條件，如果外排，會增加排水的含鹽量。經過改造，將該廢水單獨收集后，通過水泵送入一次鹽水工序配水罐，用于鹽水精制[2]。

(4)清洗。酸堿再生完成后，用反滲透水進行清洗，時間約2 h，清洗全過程總水量約50 m3。期間分析取樣多次，從分析結果看，清洗中后期階段的水可以回收，水量25～30 m3；前期清洗水和再生階段含鹽廢水合并后，通過水泵打入一次鹽水工序配水罐，用于鹽水精制。

(5)正沖洗。繼續用反滲透水進行清洗，從混床下排閥排水，時間約為15 min，正沖洗耗水量18～20 m3。期間分析取樣多次，從分析結果看，此階段水可以全部回收。

(6)混脂。先將容器內積水排至上視鏡處，使樹脂層有充分的活動空間；然后通工藝空氣，使樹脂充分混合，待混合完再次排水。本階段排水約6 m3，從分析結果看，此階段水可以全部回收。

(7)正沖洗。繼續用反滲透水進行清洗，時間為20～30 min，此過程耗水量25～35 m3，此階段的水質和第(1)、(2)步的水質基本一致，可以回收。該過程完成后，混床再生結束，具備投入產水的條件。

2 工藝改造

根據生產負荷，混床每月再生20次左右，每次排水145～162 m3，其中110～124 m3為高品質水，可以將這部分水全部回收至回收水池。原再生廢水排入地溝，與回收水池的排水溝距離10 m左右。可以在各套混床的中排管(Φ159)和下排管(Φ133)的排污閥之前各加一個電磁閥，改變方向配管至回收水池;為便于及時切換，防止因水質影響循環水，在排水管道增加電導率實時分析儀，對再生過程的水質進行實時監控。

反洗階段高濃鹽水進入原有的再生廢水池，因含鹽量較高，不具備回收至循環水系統的條件，如果按照原流程送污水外排，則會增加排水的含鹽量。改造方案是：將廢水單獨收集后，通過水泵打入氯堿裝置一次鹽水工序配水罐，用于鹽水精制，實現再生廢水的零排放。

3 項目效益

改造前，每次再生排水量約160 m3，改造完成后，可以實現再生廢水零排放。混床再生減少外排水量160 m3/次，每月大約可減少3 200 m3，污水處理費用每年降低約19.2萬元。

再生一次約120 m3的水進入循環水系統，一定程度上減少循環水補水費用，合計每年減少4.9萬元。

酸堿再生過程中的廢水打入鹽水工序，一定程度上降低了鹽水精制過程中原鹽的用量，全年合計約69 t，降低生產成本2.4萬元。

如果維持現有的生產負荷，預計每年減少26.5萬元的成本費用。且回收的水全部為高品質水，可以降低循環水的鈣硬度和濃縮倍率，緩解換熱系統的結垢問題。

該項目改造共計花費約1.7萬元，屬于典型的投資少、見效高的技術項目。

4 結語

該節水項目實施完成后，從一定程度上解決了混床再生廢水的排放問題，也緩解了循環水質硬度過高的問題，可以使換熱設備穩定度過夏季生產期，也減輕了企業面臨的環保壓力，實現了經濟效益和社會效益雙盈利。