脱盐水树脂再生水处理技术

张应虎

(云南云天化股份有限公司，云南昆明 650228)

脱盐水树脂再生水处理技术

张应虎

(云南云天化股份有限公司，云南昆明 650228)

介绍了云峰公司硫酸脱盐水装置产生的2种排放水，其中阳床再生排放水为含硫酸的废水，阴床再生排放水为含氢氧化钠的废水。为实现污水零排放，采用离子交换制水工艺、反渗透制水工艺、机械过滤器反洗工艺、阴、阳离子交换器再生工艺、混合离子交换器再生工艺、反渗透清洗流程将2种水分开处理，实现了回收使用。

硫酸装置 脱盐水 排放水 回收

云南云天化股份有限公司云峰分公司(以下简称云峰公司)硫酸装置脱盐水为经过2级除盐的脱盐水产品[1]，产品电导率小于或等于0.5 μs/cm，pH值6.5～10，主要用于云峰公司中压锅炉供水产蒸汽，硫酸装置内部进行再生及化学清洗时需要使用少量产品水。

脱盐水处理装置是由2套设计能力为125 m3/h的双室双层浮动床离子交换器、100 m3/h反渗透装置、2台DN2500的混合离子交换器及配套的预处理设备(过滤、加药和再生等设备)组成。

原设计的双室双层浮动床于1992年9月5日投运，经过技术改造更换原水泵和中间泵后，制水能力扩大到150 m3/h，100 m3/h反渗透装置是2012年从天湖分公司搬迁而来，于2012年5月12日投产。一级除盐能力达250 m3/h，二级除盐混床于2012年5月投产，产水能力达240 m3/h。

1 工艺流程[2]

1.1 离子交换制水工艺

原水泵、机械过滤器、阳离子交换床、CO2塔、中间水箱、中间水泵、阳离子交换器等设备均为A、B两系列，原则上对应使用，必要时也可交叉使用。

1.2 反渗透制水工艺

反渗透制水工艺见图1。

图2 反渗透制水工艺

此外，还有一股来自磷酸装置不合格冷凝水经换热器降温后进入缓冲水箱，经混床处理成脱盐水；这部分冷水也可直接进入原水箱。

采用非线性最优控制的电流跟踪效果比较差，原因是该系统本身是线性系统，当采用非线性的控制方法之后，反而将控制变得更加复杂，效果反而不好。

1.3 机械过滤器反洗工艺

过滤器运行一段时间后压差将增大，这时要对过滤器进行反洗。反洗是用浓水收集箱中的浓水反洗水泵升压后，经KJV-3阀进入过滤器底部，再从过滤器上部经KJV-4阀排出进入地沟，再流入再生中和池。反洗流量为310 m3/h，时间5～10 min，直到水清为止。

1.4 阴、阳离子交换器再生工艺

1.5 混合离子交换器再生工艺

混床阳树脂采用逆流再生，阴树脂采用顺流再生。再生用酸来自硫酸装置，经管道直接送至硫酸储槽；汽车槽罐运来的碱，经卸碱泵进入碱储罐，然后自流入酸、碱计量箱。再生泵从脱盐水箱抽水加压后进入酸、碱喷射器，喷射器用压力水抽吸酸、碱计量箱中的酸和碱，稀释后，对混床阳、阴树脂同时再生。再生液质量分数为3.0%～4.0%。

反渗透清洗有化学清洗和停泵低压清洗。前者使用来自混床出来的水，加入药剂后，开启清洗水泵打开回流阀使药液充分混合溶解，关闭回流阀，清洗液通过清洗管线进入反渗透一段和二段，再通过回流阀返回清洗水箱。清洗可分段进行，先清洗污染度低的一段，再清洗二段。后者是每次反渗透装置停运后必须低压反冲洗。使用来自增压泵的脱盐水通过清洗水管道进入反渗透一段和二段，通过正洗排放阀和浓水排放阀排入地沟，使系统内的浓水被充分置换。清洗可分段进行，也可2段同时进行。

1.7 酸碱污水处理系统

正常情况下，混床再生污水由中排管道并入原脱盐装置阴床再生液出口，经管道泵输送到复肥污水碱液槽储存，定期输送冰晶石以供使用。非正常情况下，再生污水由中排管直接排入地沟流入酸碱中和池，水经废液输送泵排至磷酸装置回用。

2 运行出现的问题[3]

硫酸厂脱盐水装置产生2种排放水：阳床再生排放水为含硫酸的废水，阴床再生排放水为含氢氧化钠的废水。目前，这两种水均送入复肥污水处理站处理后，返回磷酸磨矿使用，不仅消耗大量石灰，还增加了磷酸消耗量[4]。

为保证云峰公司污水零排放，降低污水处理费用，考虑将2种水分开处理，实现回收使用。阳、阴床再生排放水指标见表1和2。

表1 阳床再生排放水指标

表2 阴床再生排放水指标

从分析结果可以看出：阳床再生排放水含有的硫酸对磷酸生产有降耗作用，其中的Ca2+、Mg2+浓度很低，不会对磷酸生产产生不良影响，可以作为磷酸生产系统过滤洗水直接使用。

阴床再生排放水为碱性水，总碱度折算成pH值为12～13，钠含量较高，可作为氟硅酸钠生产用水使用。由于氯离子含量较高，返回生产系统使用会增加系统设备的腐蚀，但考虑到磷酸生产实际设备，对系统不会产生太大影响。

3 试验情况

阴床再生水用于溶解硫酸钠生产氟硅酸钠，云峰公司分别做了2种生产负荷不同的试验，阴床再生水使用量分别为100%和50%，尽管溶解盐水有颜色，但产品呈白色，产品质量为优等品。试验数据见表3。

表3 试验数据

4 技改措施

将复肥污水处理站的1#，2#中和槽清空作阴床再生水储槽使用，阴床再生水管上加1个管道泵直接将该水送入这2个槽内，供氟硅酸钠生产使用，也可作为事故状态下的碱性水使用。阳床再生水直接送磷酸循环水作补水。技改新增设备阴床再生水收集管道泵，流量为40 m3/h，扬程为30 m。

5 结语

云峰公司通过技改可回收使用阴床再生水中硫酸400 t/a。以硫酸400元/t计，可节省费用16万元/a。此外，解决了污水处理的运行问题，污水处理装置不再使用石灰。复肥污水处理站仅作为应急事故处理用。生产中也存在一些问题，如氟硅酸钠生产装置缺乏阴床再生水储槽，加之不能连续使用，使用量约5 m3/h，硫酸厂输送该水较为困难。因此，硫酸厂应按调度要求及时做好阴床再生水输送工作，确保氟硅酸钠生产使用。

[1] 聂政.脱盐水离子交换树脂激活技术的应用 [J].硫酸工业，2010(4)：42-45.

[2] 彭书伟，张敏. 脱盐水处理装置存在问题及改进措施[J].河南化工，2004，25(3)：36-37.

[3] 张野，李昆. 脱盐水系统问题初探[J].工业水处理，2002，22(9)：61.

[4] 徐兵华，徐爱春，杜喜波.复床树脂再生操作工艺优化[J]. 河南化工，2005，22(2)：35-36.

Treatment technology of resin recycled water in desalted water system

ZHANGYinghu

(Yunnan Yuntianhua Co., Ltd., Kunming, Yunnan, 650228, China)

Two kinds of discharged water generated in sulphuric acid desalted water plant are introduced, of which discharged water regenerated in cation bed was wastewater with sulphuric acid, and that regenerated in anion bed was wastewater with sodium hydroxide. In order to realize zero-discharge of industrial wastewater, ion exchange water restriction process, reverse osmosis restriction process, mechanical filter backwashing process, anion and cationic exchange regeneration process, mixing ion exchange regeneration process, and reverse osmosis cleaning process were adopted to separate the two water, realizing recycling.

sulphuric acid plant；desalted water；discharged water；recovery

2017-01-17。

张应虎，男，云南云天化股份有限公司研发中心副总经理、高级工程师，从事硫酸、磷酸及磷复肥技术研究和管理工作。电话：13708485808；E-mail：zhangyinghu@ic.yth.cn。

TQ111.16

B

1002-1507(2017)04-0016-03