原水水質變化對弱酸床運行周期的影響

王曉菁，馮曉艷

（山西漳澤電力河津發電分公司，山西 河津 043300）

0 引言

某電廠弱酸處理系統共設7臺直徑為3 000 mm的雙流弱酸床，各床并聯聯接，共分兩組，1組3臺設備，另1組4臺設備，兩組共用1套再生設備。每臺弱酸床額定出力為282.6 m3/h，最大出力為353.25 m3/h；床體內樹脂裝填總高2 400 mm，其中上部樹脂高1 050 mm，下部樹脂高1 350 mm。

弱酸處理系統運行工藝流程是工業用水從黃河灘深井中抽出后送至水源地升壓泵站，經工業水泵升壓后用兩根DN700的管道送至廠區，除一小部分作為公用消防水池的補水進入公用水系統外，其余絕大部分水送至弱酸站。進入弱酸站的水40%直接補入冷卻塔，另外的60%經弱酸處理后補入冷卻塔或進入軟化水箱，作為鍋爐補給水除鹽系統和弱酸床再生時的自用水水源。

弱酸處理系統再生工藝流程是原水經弱酸床處理后，堿度和碳酸鹽硬度明顯降低，當弱酸床出水硬度接近2.5 mmol/L時，弱酸床樹脂失效，需要進行再生以恢復其交換能力。再生劑采用98%的濃硫酸，將98%的濃H2SO4稀釋至1%作為再生液對失效弱酸陽離子交換樹脂進行再生，

弱酸床自2000年投入運行，運行期間多次進行過樹脂的補充，投運初期弱酸床運行時間為40 h左右，但目前運行時間已縮短為30 h左右。由此帶來硫酸消耗量的增加、廢水量的增加和人員工作量的增加。

1 弱酸床目前的運行狀況

為全面了解弱酸床目前的運行狀況，對弱酸床每1系列中的1臺床進行了運行狀況跟蹤，分別選取了1系列的2號床和2系列的7號床進行試驗，從投運初期的沖洗跟蹤至床體失效為止。表1和表2記錄了2012年3月19日—20日每小時所測得的弱酸床進、出水酸度及堿度、硬度。

2臺弱酸床運行平均時間為31.8 h。平均出水酸度為0.436 mmol/L，平均出水硬度為2.168 mmol/L，平均出水堿度為0.17 mmol/L。與原設計的弱酸床出水監督項目相比已有很大的變化（原設計控制標準：設備失效時出水堿度為1.7 mmol/L，設備失效時出水硬度為2.5 mmol/L）。

2 近年來的原水水質變化情況

2000年10月和2011年10月經山西電力科學研究院取樣化驗，原水的各項水質分析指標如表3所示。

表1 2012年3月19日—20日每小時2號弱酸床運行進出水水質監測結果

表2 2012年3月19日—20日7號弱酸床運行進出水水質監測結果

表3 原水水質分析指標

對比表3的兩組數據，不難看出原水水質較設計之初已發生了很大的改變。其中變化較大的有電導率、氯離子、硬度、鈣離子。

逐一分析2007年至2012年近幾年來電導率、氯離子、硬度這三項的變化情況，并根據水樣的采集時間繪制出這幾項隨時間變化的曲線圖，如圖1、圖2、圖3所示，以直觀了解近幾年來原水的變化情況。

圖1 電導率的變化

圖2 氯離子的變化

圖3 硬度的變化

由圖1、圖2、圖3曲線可以看出，電導率、氯離子、硬度這幾項指標均逐年上升。

3 各項水質指標對弱酸床運行周期的影響

3.1 電導率

電導率反映水中含鹽量的多少，是水的純凈程度的一個重要指標。水越純凈，含鹽量越少，電導率越小。反之，電導率高，則含鹽量也高，其中的陽離子含量也就相應較高。弱酸床內樹脂為D113型大孔丙烯酸系弱酸陽離子交換樹脂，弱酸樹脂在運行過程中吸附水中的陽離子（主要是鈣、鎂離子），釋放出氫離子。D113型樹脂對陽離子的選擇吸附順序為 H+＞Fe3+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞因此在處理含鹽量高的原水時，弱酸床的運行周期會有明顯的縮短。

3.2 氯離子

氯離子在弱酸床運行過程中沒有變化，但原水中氯離子的含量會對弱酸床的運行產生影響。在弱酸床運行中，出水的硬度會隨著進水氯離子的變化而發生明顯的變化，即原水氯離子增大時，出水硬度就會增大；原水氯離子減小時，出水硬度就會減小。也就是說在處理的原水中氯離子含量較大時，弱酸床的運行周期會有明顯的縮短。

3.3 硬度

硬度表示水中某些高價金屬離子的總含量，但天然水中最常見的高價金屬離子是鈣鎂離子，所以也可以說硬度是鈣鎂離子的總濃度。

弱酸床主要用于除去水中的鈣鎂離子，如果原水中的硬度增加，則意味著水中的鈣鎂離子含量增高，無疑會縮短弱酸床的運行周期。原水中的硬度已由2000年的5.5 mmol/L上升到2011年的7.1 mmol/L，上升近30%，這必將使弱酸床的運行周期縮短近30%，即由投運初期的40 h左右縮短至30 h左右。試驗所做的2臺弱酸床運行平均時間為31.8 h，這與投運初期基本相符。

4 結論

原水水質的變化會對弱酸床的運行周期產生明顯的影響，特別是原水中的電導率、氯離子、硬度等因素的增加會明顯縮短弱酸床的運行周期，而原水水質的變化又是不可控制的。這樣就需要根據原水水質情況調整運行方式，多方面采取措施保證各水處理系統的正常運行，保質、保量供給發電機組合格、充足的補水。