對新脫鹽站酸性廢水處理的探討
1、新脫鹽站廢水的現(xiàn)況
動力廠供熱車間新脫鹽站建于80年代初，主要任務(wù)是向一化、三胺、催化、供熱35噸鍋爐等化工單位供送電導率≤10μs/cm、SiO2≤0.2mg/l的脫鹽水。該系統(tǒng)采用離子交換一級復(fù)床除鹽工藝，陽床、陰床均為固定床逆流式再生，再生劑分別為硫酸和氫氧化鈉。
1.1廢水來源
廢水來源于陽床和陰床的再生過程。當陽床運行失效后，需用1%、2%的稀硫酸對陽床進行再生，陽床再生時產(chǎn)生酸性廢水；當陰床運行失效后，需用1%的氫氧化鈉對陰床進行再生，陰床再生時產(chǎn)生堿性廢水。
1.2廢水的水質(zhì)、水量
該廢水屬無機化工二次廢水，由于該系統(tǒng)設(shè)計缺陷，酸性廢水水量遠大于堿性廢水，兩種廢水中和后平均PH值為1.2左右，水體中主要含硫酸及各類無機鹽，水量達14.7t/h。
1.3廢水處理方式
該廢水目前的處理方式是兩種廢水簡單中和后進入一座200m3廢水池，在廢水池中投加固體氫氧化鈉，調(diào)節(jié)至PH值為6~9后，間斷排入1號溝。廢水工藝流程如圖1：
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2、新脫鹽站廢水處理存在的問題
2.1制水工藝設(shè)計不合理
原制水工藝設(shè)計不合理是造成廢水處理困難的主要因素，其陽床制水周期僅為8小時，而陰床制水周期為24小時，加之原水污染、陽樹脂中毒現(xiàn)象時有發(fā)生，這必然造成陽床制水周期縮短，再生酸耗高，再生頻繁，使得酸性廢水水量遠大于堿性廢水量，從而造成廢水PH值嚴重偏低。
2.2中和處理成本高
由于采用投加99.9%的片堿進行中和處理，成本很高，將PH值為1.2的酸性廢水調(diào)節(jié)至PH值為6~9，平均每噸廢水耗堿1.75公斤，按目前片堿市場價約1700元/噸計，中和處理廢水的片堿費用達3.06元/噸廢水。
2.3中和處理控制困難、勞動強度大
由于廢水池容量大、無攪拌設(shè)施，加之固堿溶解緩慢，常造成中和不徹底，廢水池各個點PH值差異大，控制調(diào)節(jié)困難，需人工攪拌，工人勞動強度大。
2.4不安全因素多
廢水池池墻狹窄，操作人員需在池墻上走動，進行人工攪拌。特別夏季來臨時，由于曝曬、雷雨等因素，易造成操作人員中暑、滑跌、高處墜落等安全事故。
3、新脫鹽站廢水防治的探討
對新脫鹽站廢水應(yīng)從“防”、“管”、“治”三條途徑加以綜合治理。最好的辦法是改進生產(chǎn)工藝，采用無“廢”或少“廢”工藝，消除或減少污染源，盡量不排或少排。加強管理也是預(yù)防和促使治理的有效手段。治理廢水，使其達標排放，是最后的補救辦法。由于車間已對廢水處理采取了多項切實有效的管理措施，在此主要對改進制水工藝加以探討。
3.1改進制水工藝
從工藝上考慮,可在新脫鹽站的陽床前增設(shè)弱陽離子交換器。陽床前增設(shè)的對新脫鹽站酸性廢水處理的探討，可充分利用陽床再生排出的余酸對弱陽離子交換器進行再生。由于弱陽離子交換樹脂的交換容量遠大于強陽樹脂的交換容量，這樣既能提高陽床的抗污染能力，延長陽床的制水周期，降低陽床再生頻率，減少酸性廢水排放量；又可使弱陽離子交換器排出的酸性廢水的PH值顯著提高。工藝流程如圖2：
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3.1.1弱酸樹脂體積初步測算
正確計算并綜合確定強弱兩種樹脂的比例是發(fā)揮該工藝特性的決定性因素。以兩種樹脂同時失效為原則，我們根據(jù)2004年3月西南電力設(shè)計院提供的新脫鹽站的水質(zhì)全分析報告和新脫鹽站陽床的現(xiàn)況，參考某樹脂生產(chǎn)廠提供的D113樹脂的工作交換容量進行了初步測算：
Vr=Vq [Eq (Hz-a)÷Er(Ck- Hz +a)]
=8.83[815.6(3.29-0.2) ÷1631.3(5.2956-3.29+0.2)]
=6.59 m3
式中: Vr --------弱酸樹脂體積 Vq--------強酸樹脂體積
Eq--------強酸樹脂工交容量 Hz--------水中碳酸鹽硬度
Er --------弱酸樹脂工交容量 Ck --------水中∑陽離子
a----------弱酸樹脂層出水平均碳酸鹽硬度的泄漏量
計算結(jié)果顯示當弱酸樹脂體積為6.59 m3時，陽床和弱酸離子交換器可以實現(xiàn)同步失效、同步再生。
3.1.2陽床制水周期與陰床制水周期的匹配
現(xiàn)在，陽床和弱酸離子交換器可以做到同步失效、同步再生了。但其是否能與陰床基本做到同步失效、同步再生呢？我們根據(jù)生產(chǎn)水水質(zhì)全分析數(shù)據(jù)、陽床和弱酸離子交換器的工交容量、現(xiàn)有系統(tǒng)要求的生產(chǎn)能力進行了測算：
T=（Eq×Vq + Er×Vr）÷(Ck×Q)
=（815.6×8.83+1631.3×6.59）÷(5.2956×170)
=19.9小時
式中: T -------- 陽床制水周期 Q --------陽床出力
計算結(jié)果顯示陽床制水周期略小于陰床24小時的制水周期。由于脫鹽工藝設(shè)計要求陽床制水周期要比陰床的制水周期略短，以保證脫鹽水的水質(zhì)，這一結(jié)果正好符合要求。
3.1.3設(shè)備來源
因公司即將建設(shè)3萬噸/年三聚氰胺裝置，供熱車間的水處理崗位將拆遷，弱陽離子交換器是否可以利用水處理崗位拆遷后的舊設(shè)備呢？我們對樹脂的填裝高度進行了測算：
Hr= Vr÷（πR2）= 6.59÷（3.14×1.252）=
1.34m
式中: Hr--------弱陽離子交換樹脂的填裝高度
R--------弱陽離子交換器半徑
計算結(jié)果顯示大于0.8~1.0 m的安全高度，只需將其樹脂進行更換并按計算量裝填弱陽離子交換樹脂即可。
3.1.4效果和經(jīng)濟效益預(yù)測
改變原制水工藝后，制水的酸耗和廢水處理的堿耗都將大幅下降。由于陽床制水周期延長為19.9小時，可與陰床實現(xiàn)同步再生，與現(xiàn)在的運行方式相比，每天可少再生一臺陽床，且排出的廢水將接近中性，與現(xiàn)在的廢水處理方式相比，每天可節(jié)約片堿達650公斤，全年可節(jié)約廢水處理費用40余萬元，不到一年即可收回其投資，經(jīng)濟效益顯著。
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