阴床出水电导高的原因剖析及处理.doc

阴离子交换器出水电导高的原因剖析及处理
（张怀颖 华电新疆苇湖梁电厂 830017）
摘要：通过对苇湖梁电厂阴离子交换器运行出水电导率高的系统分析和阐述，找出原因，提出解决措施。
关键词：表计异常 阳树脂混入 电导率升高
1 概述
苇湖梁电厂（下简称苇电）水处理工艺采用母管制式，为3台无顶压逆流再生式强酸型阳离子交换器，2台鼓风式除碳器，3台无顶压逆流再生式阴双室床，2台混合离子交换器。最大出力159t/h，正常出力132t/h。正常情况下，二套阴阳床运行，一套备用或检修。其中炉外补给水处理工艺系统流程为：红雁池上游自来水厂→三台生水泵→两台生水加热器→四台高效过滤器→三台无顶压逆流再生阳床→二台鼓风式除碳器→中间水箱→两台中间水泵→三台逆流再生阴双室床→两台混床→两台800m3除盐水箱→三台除盐水泵→主厂房。
苇电化学水处理阴离子交换器出水电导率为在线监测，自1997年水处理投运以来，阴离子交换器水质及周期制水量均能达到设计要求。2008年和2009年苇电先后对阴离子交换器上室D301弱碱性阴离子交换树脂和下室201*7强碱性阴离子交换树脂进行更换，更换后离子交换器运行正常。自2011年11月起，三台阴离子交换器出水电导率呈现上升趋势，正常运行电导率在1.2~2.0μs/cm之间波动。此后#1阴离子交换器制水量也较之前减少300~400吨，导致碱耗升高。因此，尽快查清阴床出水电导率高的原因，已是攻关的课题。
2 阴离子交换器电导率升高的原因查找
2.1在线电导表电极失效
苇电化学水处理阴离子交换器电导率表设置两块，分别为A表和B表，可用于一套或双套设备制水。阴离子交换器正常出水电导率显示在0.4~0.6μs/cm，刚投入的新阴床或后期阴床电导率会达到2.0μs/cm以上。2011年11月起，三台阴离子交换器出水电导率呈现上升趋势，正常运行电导率已达到1.0~2.0μs/cm，是之前运行水质的4倍。监测阴离子交换器和混合离子交换器pH、硅含量均正常。为查找原因，我们在制水时投入电导率B表与长期运行的A表进行比对。通过1个小时的数据显示：B表数据明显低于A表，将A、B表电极进行互换后，数据显示与之前相反，最终判断为A表电极失效。经热工人员更换电极后阴床电导率明显下降，并恢复至平时正常值。
2.2 Na+含量导致阴离子交换器出水电导率升高
更换在线电导表电极之后，电导率升高的现象仍然在#1阴离子交换器制水时出现，同时#1阴离子交换器周期制水量也较之前降低。最初我们判断为再生不彻底所致，随即对#1阴离子交换器树脂进行双倍再生剂再生，但情况仍未改观。检查设备管路、阀门也未发现异常。为弄清这个原因，我们仔细比对近期#1阴离子交换器运行记录，并实时监测水质，结果发现：SiO2：19 μg/L、pH值8.48，Na+含量高于同期运行的阳离子交换器出水20μg/L。由此推断Na+含量高是造成#1阴离子交换器出水电导率升高、制水量减少的原因。
3 具体原因剖析
3.1　Na+的主要来源
从运行工艺判断Na+含量的主要来源有四。一是阳床失效Na+进入阴床；二是阴床用NaOH再生后，置换正洗不彻底，Na+残留于树脂中，运行时得以释放；三是阴树脂被有机物污染，在树脂骨架引入了COOH型弱酸基团，当用NaOH再生时，形成RCOONa，又在运行中慢慢水解出Na+；四是阴床中混有阳树脂，阴床再生时，阳树脂为RNa型运行时放出Na+。现场各种状况和各项数据显示，阴床内混有阳树脂的可能性最大。
　　 3.2　阳树脂进入阴离子交换器的途径
　　阳树脂进入阴离子交换器的途径：一是阳离子交换器石英砂乱层，制水时被带入阴床；二是装填树脂时错把部分阳树脂装入阴离子交换器；三是体外反洗阴树脂前，没彻底冲洗干净清洗罐，清洗罐残留阳树脂混入阴离子交换器中。根据上述分析，我们进行现场检查，并翻阅近期运行记录，结果发现：#1阴离子交换器在10月份将弱阴树脂压出进行体外返洗，而之前清洗罐才进行完新购入阳树脂预处理工作，阳树脂未清理干净，返洗阴树脂后一起压回阴离子交换器内。
3.3反应原理
阳树脂进入阴后，当用NaOH再生时，阴树脂还原为ROH型，阳树脂为RNa型，运行时进入阴离子交换器的水是pH值<4.3的酸性水，因阳树脂的量相对阴树脂很少，大部分水仍然与ROH树脂交换时，少部分水与RNa交换，即：
　　　　ROH＋HCL　→　RCl＋H2O
　　　　RNa＋HCL　→　RH＋NaCl
产生的NaCl再与ROH交换
　　　　ROH＋NaCl → RCl＋NaOH
由于NaOH导电能力很强，所以阴离子交换器出水电导升高。
阳树脂的湿真密度大于阴树脂，逆流再时使得混在阴树脂层中的阳树脂分布偏中、上部，而制水过程中又分布于阴树脂层的下部，中上部更少甚至没有。因有这样的分布规律，造成出水水质恶化有一定规律性。固定床制水工艺是水从上进下出，阳树脂混在上室的弱碱性阴树脂中，进水中除了SO42-、Cl -、NO 3-强阴离子被上室的弱碱ROH型树脂吸附外，水中的HCO3-、HSiO3-弱阴离子也会先与上室的少量RNa交换，因此造成阴离子交换器出水带Na+现象，尤其以投运初期含量最大。阳树脂进入阴离子交换器的量越多，水质恶化越严重。
4 处理方法和预防措施
4.1　处理方法
阴、阳树脂混合后，常采用分离法，可进行返洗分离，也可将混杂的树脂浸泡在饱和食盐水溶液中，经过一定的时间浸泡，利用阴阳树脂的相对密度不同进行分离，阴树脂密度小，浮在上面，阳树脂密度大，沉于下部。因为苇电此次混入的阳树脂很少，我们首先将#1阴离子交换器弱阴树脂压入清洗塔中，进彻底水返洗落床后，将沉于底部阳阴树脂混合层排出；其次补充一定量的新弱阴树脂。经过处理后，#1阴离子交换树脂出水各项指标和制水量均恢复正常。
4.2　预防措施
一是树脂清洗罐处理完树脂后，必须将所有树脂全部压回离子交换器，并将清洗罐彻底清洗干净，杜绝残留不同型号的树脂；二是新购入树脂或更换树脂时，必须阴阳树脂分开存放，装填时专人把关；三是每次大修时都要认真检查阴床上、下室水帽，避免强弱树脂混合；四是要认真筛装阳床底部石英砂，定期检查中间水箱底部是否有阳树脂残留，避免运行时阳树脂进入阴离子交换器；五是离子交换器出水数据异常时，首先应判断表计问题，排除后再进行相应处理。

5　结束语
　　除盐水制备过程中，一级除盐起主要作用，我们不仅要保证各离子交换器的出水品质，还要保证酸碱耗等指标较好地完成。因此对离子交换器的异常情况我们要能做出准确地分析和判断，才能进行正确地处理：
5.1在正常情况下，进水水质没变化，水处理所有阴床运行出水电导偏高，SiO2正常情况下，要及时判断表计是否准确可靠。
5.2 在相同工艺条件下，一台阴床运行初期出水Na+高于阳床出水、电导偏高、SiO2正常，其它阴床正常，且确认阳床没失效的情况下，可判定此台阴床上室混有阳树脂。
5.3 制定一系列定期、不定期检查工作，从在线表计、实验室仪表定期检定校验，到设备定期巡检，从人员试验抽查到设备操作的监督，从而及时发现设备缺陷，杜绝误操作的发生。