摘要：陕西延长中煤榆林能源化工股份有限公司(简称“榆能化公司”)是中国污水近“零排放”企业之一，原水水质复杂，由地表水、回用水、再生水及少量的污水站产水混合而成。各类回用水占比较大，部分难去除离子长期在水系统内富集，导致脱盐水混床运行周期不稳定、树脂再生频繁、酸碱单耗增加，严重影响装置稳定运行。文章通过对混床进水离子含量、树脂交换容量及再生操作等方面原因分析，发现混床进水电导率是影响混床运行周期的关键因素，并通过对各类回用水进行分质利用等措施，使混床运行周期降低问题得到了有效解决。

　　关键词：混床；周期；电导率；再生；交换容量

　　0引言

　　榆能化公司两期脱盐水共10台混床(一期6台，填平补齐4台)，设计运行周期在72 h以上，制水量在12 000 t以上，随着设备运行时间的增长，混床运行周期逐渐降低、树脂失效频繁(平均运行周期32 h，制水量4 000 t左右)，且出水二氧化硅、钠离子指标不稳定，影响锅炉装置蒸汽产品质量，经采取优化再生步骤，调整再生剂酸碱浓度等措施，效果不明显[1]。混床运行各项性能指标与同行业脱盐水装置存在一定差距，装置能耗相对较高，对公司高质量发展产生了一定影响，因此优化脱盐水混床运行周期问题迫切需要得到解决。

　　1脱盐水混床介绍

　　混床是指把一定比例的阴、阳离子交换树脂(通常装填比例为2∶1)混合装填于同一交换装置中，通过离子交换反应(利用其可逆性)，对水中的离子进行交换、脱除的一种设备。

　　2混床运行周期降低的原因

　　2.1混床进水水质影响

　　2022年上半年脱盐水原水进水电导平均为780μS/cm，经两级反渗透处理后，混床进水电导平均为8μS/cm，其主要离子含量如表1所示。再生水厂、二期回用水来水硫酸根、氯离子、二氧化硅、钠离子偏高，导致混床进水中的上述离子含量同步偏高。

　　通过持续对混床进水水质(进水电导率)与运行周期统计分析对比，发现进水电导率越高，混床运行周期越短，但随着进水电导率的降低，混床运行周期逐步增加，不同进水电导率下混床运行周期的变化情况如图1所示。

　　2.2树脂性能影响

　　2022年7月，在进水水质合格且树脂层高度正常情况下，混床F运行周期明显低于其他混床运行水平，树脂失效频繁，在排除其他因素后，对树脂进行了取样分析。

　　(1)检测结果，如表2所示。

　　(2)结果分析，如表3所示。

　　从外观及检测数据分析，混床树脂中混有凝胶树脂，D001MB、D201MB树脂质量全交换容量分别下降2%、4%，体积交换容量分别下降6%、2%，因此得知混床F运行周期缩短的原因为树脂污染或老化，树脂交换能力下降[2]。

　　2.3再生操作影响

　　(1)混床再生过程中，如操作不当造成阴树脂大量流失，混床再生后投入使用，阴树脂先失效，阳树脂没有全部失效时就要重新再生，导致再生不完全，从而影响到混床的制水量；

　　(2)再生过程分层时间较短、分层不彻底，易造成树脂交叉污染，影响运行周期；

　　(3)再生剂浓度未精确控制，导致树脂与再生剂反应不完全，再生不彻底。

　　3处理措施

　　3.1严格控制混床进水水质

　　(1)严格控制公司水系统各装置来水水质，按照设计指标要求：一期再生水厂产水TDS＜500 mg/L，二期回用水二级反渗透产水TDS＜350 mg/L进行控制，保证原水各类水质指标稳定，同时保证一级反渗透脱盐率不得低于97%，二级反渗透脱盐率不得低于90%，确保混床进水水质合格稳定。

　　(2)优化工艺流程，原水分质利用，将水质稳定性较差的再生水补充至循环水装置，优质回用水补充至脱盐水，保证生产水水质相对稳定，减少各装置产水水质波动对脱盐水混床造成的影响。

　　(3)定期对脱盐水原水进行水质分析检测，确保COD、氨氮、硅、钠等指标稳定，避免造成混床树脂失效过快，产水水质不达标问题。

　　3.2定期检查树脂

　　(1)定期检查树脂层高度，保证阴、阳树脂装填量及装填比例正常，及时按比例补加树脂，始终保持阴、阳树脂比例为2∶1，树脂层高度在混床中视镜中部位置；

　　(2)生产过程中出现单台混床运行周期异常问题，应及时对树脂性能参数进行检测，对污染树脂进行复苏或清洗处理，对老化树脂(一般使用寿命3年左右)定期进行更换，确保树脂交换能力满足混床运行要求。

　　3.3再生操作方面

　　准确合理地控制好混床再生操作，可以有效提升混床性能。混床再生包括预进碱、反洗分层、静置、预喷射、酸碱再生、置换、阴正洗、串洗、混脂、冲洗备用等步骤，其中反洗分层是再生过程中的一个重要环节，树脂分层的效果与阴阳树脂湿真密度差、树脂粒度的均匀程度以及树脂的失效程度等因素有关，在分层时先用小流量松动树脂，再逐步加大流量，同时控制反洗压力在0.15 MPa左右，反洗过程中始终保持树脂层在上视镜中间位置，分层时间不少于20 min，待下视镜出现明显分层界面后，结束反洗操作，此外以下环节也同样重要：

　　(1)精确控制再生过程中进酸碱浓度，酸浓度控制在3%～5%，碱浓度控制在2%～4%；

　　(2)控制每套混床产水不超过额定值(180 t/h)，进水压力不超过0.20 MPa，避免出现流速过快、偏流问题，影响树脂反应时间；

　　(3)置换过程中，以中排出水电导率≤10μS/cm为终点进行控制，如果再生剂未被置换冲洗干净，会降低树脂的交换容量，影响离子交换性能；

　　(4)将混床水位降到距树脂层面10 cm处再混脂，以0.15～0.20 MPa的气压，进行混脂，确保3 min左右的稳定供气量，观察混脂效果，迅速停气、开启正洗排水阀、开启进水阀，让树脂层快速降落进行正洗，直到出水合格。

　　4结语

　　2022年1月至5月通过对混床失效后再生原因统计，得出统计如表4和图2所示。

　　由表4可知，混床进水水质是影响混床运行周期的主要因素之一，通过严格控制混床进水水质、加强树脂检测及再生操作控制等措施，榆能化公司脱盐水混床运行周期稳定在72 h以上，周期制水量可达12 000 t左右，同时酸碱单耗降至140 g/t以下(设计≤150 g/t)，再生废水排放量减少至45 t/h(设计值≤60 t/h)，混床运行周期降低问题得到了有效解决，装置在节能减排、降本增效方面为公司作出了积极贡献。

　　参考文献：

　　[1]唐转江.高速混床制水效率低树脂频繁失效分析与改进[J].贵州电力技术，2015(6)：15-17.

　　[2]梅武丰，张杰.延长除盐水系统混床交换器周期制水量的分析[J].氮肥技术，2021，42(5)：1-5.