论石油化工企业工业用水除盐技术的应用研究

王思琦(茂名瑞派石化工程有限公司，广东 茂名 525011)

关键字：石油化工企业；工业用水；除盐技术；应用

0 引言

除盐水是指利用各种水处理工艺，除去悬浮物、胶体和无机的阳离子、阴离子等水中杂质后，所得到的成品水。除盐水并不意味着水中盐类被全部去除干净，由于技术方面的原因以及制水成本上的考虑，根据不同用途，允许除盐水含有微量杂质。除盐水中杂质越少，水纯度越高。

1 处理中几种常见的除盐技术

1.1 电渗析除盐技术在项目中的应用

茂名石化炼油厂区净化水作业区中的1000t/h处理单元，主要收集、处理炼油厂区循环水场、化学水场排污以及生产装置的清净废水。进入1000t/h处理单元的废水经隔油、涡凹汽浮及生化段处理后，再经过加药杀菌及无阀过滤器过滤，作为炼油区循环水系统的补充水回用。目前的回用水量约450t/h。

由于进入1000t/h处理单元的废水为高盐度废水，电导率高(最大值1200～1700µs/cm)、氯离子浓度高(最大值300～320mg/L)，而1000t/h处理单元中无除盐处理工艺，使得其出水中的含盐量和电导率不但无法降低，而且还在循环增加。

未进行除盐处理的回用水，作为循环水补水进入循环水系统，将进一步造成循环水系统排污水含盐量的升高。目前炼油区循环水系统在使用回用水补水的同时，还需补入一部分新鲜水，以平衡补水的含盐量，这就造成新鲜水用量无法进一步降低。因此需对现有回用水增设一套适度的除盐设施，以降低回用水中的含盐量和电导率，提高回用水水质，满足回用水用于循环水补水的要求，提高回用水的利用率，同时减少新鲜水的补水量，实现节水减排的目标。

采用抗污染型工业污水专用电渗析除盐装置，即通过保安过滤器+电渗析除盐(EDR)的除盐工艺流程，逐渐降低回用水中的含盐量。

(1)电渗析除盐装置进、出水水质。电渗析除盐装置进、出水水质见表1。

(2)工作原理。在直流电场的作用下，利用离子交换膜的选择透过性，即阳膜只允许阳离子通过，阻止阴离子通过，而阴膜只允许阴离子通过，阻止阳离子通过，把带电组分和非带电组分进行分离。阳膜和阴膜交替排列在正负两个电极之间，相邻的两种膜用隔板隔开，水在隔板间流动，通过加电使水中阴阳离子在电场作用下分别向正负两极迁移，由于离子交换膜的选择透过性，从而在隔板层间形成浓水室和淡水室，实现了水与盐的分离。技术原理如图1所示。

表1 电渗析除盐装置进、出水水质

图1 电渗析工作原理图

(3)工艺流程简介。来自回用水预处理单元的出水分两路，一路通过调节阀控制，并根据工艺要求定量补充到浓水循环池，其余进入淡水给水池。淡水给水池中暂存的待除盐水经淡水进水泵提升后进淡水保安过滤器，然后通过进水倒极阀组进EDR设备淡水进水母管。浓水循环池中的浓水(来自滤后水池的补水+浓水循环回水+极水回水)经浓水循环泵提升后分两路，一路作为EDR装置极水进EDR极水进水总管；另一路经浓水保安过滤器后，经进水倒极阀组进EDR浓水进水母管。每个倒极单元的EDR设备分设淡水进、出水管，浓水进、出水管，阳极水进、出水管，阴极水进、出水管。每组EDR的浓、淡、极水出水分别汇入浓、淡、极水出水总管。

EDR淡水出水母管汇集各EDR倒极单元淡水后进淡水产水池，在淡水出水母管合理位置设淡水出水电导仪。EDR浓水出水母管汇集各EDR倒极单元浓水后分两路：一路经浓水外排调节阀后定量进入浓水外排水池；另一路溢流回到浓水循环池。EDR极水出水母管汇集各EDR倒极单元极水后回浓水循环池。

1.2 树脂离子交换除盐技术在项目中的应用

茂名石化炼油厂区内化学水装置共有2套，分别是东化学水装置和西化学水装置，其中东化学水装置负责向炼油厂区内各生产装置提供合格的一级除盐水，西化学水装置负责向CFB锅炉提供二级除盐水。

西化学水装置采用阴阳离子交换+混合离子处理工艺生产二级除盐水，连续稳定生产二级除盐水能力为600m3/h，外供CFB锅炉的二级除盐水用量为560m3/h。

十三五规划完成后CFB锅炉的二级除盐水用量由560m3/h增加到800m3/h，使西化学水装置生产二级除盐水能力产生200m3/h的缺口，为满足能满足CFB锅炉新增二级除盐水用量要求，西化学水装置需扩能改造。

(1)树脂离子交换除盐装置进、出水水质。树脂离子交换除盐装置进、出水水质见表2。

表2 树脂离子交换除盐装置进、出水水质

(2)工作原理。当含有各种离子的原水依次通过装有氢型阳离子交换树脂的阳床和装有氢氧型阴子交换树脂的阴床的系统。氢型阳交换床用于除去水中的阳离子；氢氧型阴交换床用于除去水中的阴离子。通过复床可将水中的种矿物盐基本除去。为了获取较好的除盐效果，阳床内装载强酸阳离子交换树脂，阴床一般内装载强碱阴离子交换树脂。混合床是把阴、阳离子交换树脂装填在同一个交换器内，再生时使之分层再生，使用时先将其均匀混合，混床也分为体内同步再生式混床和体外再生式混床。技术原理如图2所示。

图2 树脂离子交换工作原理图

(3)工艺流程简介。西化学水装置扩能改造后的工艺流程：炼油厂区内的新鲜水先经过预处理部分的一级过滤器、过滤后进入清水池，经过清水泵提升入二级过滤器，再进入阳离子交换器和脱二氧化碳塔，去除Ca2+、Mg2+、Na+、K+等阳离子和游离CO2后进入阴离子交换器去除SO42-、Cl-等阴离子，得到一级除盐水，一部分一级除盐水进入一级除盐水储罐，另一部分一级除盐水通过余压进入混合离子交换器，得到二级除盐水。离子交换器内的树脂失效后，用酸、碱再生。在阴离子交换器出口安装电导率、硅表检测运行失效点，阳、阴离子交换器同时再生；在混床的出口安装电导率、硅表检测运行失效点，混床失效后单独再生。工艺流程见图3。

图3 工艺流程图

2 除盐技术在石油化工企业水处理中的发展前景

近几年来，随着科学技术的不断发展，在化工行业工业用水处理过程中，运用到的除盐工艺技术也逐渐增多，尤其是它使得回用水含盐量的去除率大于60%，电导率也大为降低，提高了回用水水质，满足回用水用于循环水补水的要求。这样即可以提高回用水的利用率，同时减少新鲜水的补水量，实现节水减排的目标。

3 结语

综上所述，化工除盐技术已具备化学稳定性强、出水水质好、系统运行顺畅、环保效果好、自动化程度高、分离度高、以及除盐率高等多种优点，具有较高的应用价值，在化工企业中得到广泛地应用，帮助企业实现了水处理设施安全运行、达标运行、经济运行。