国内大部分火电厂锅炉水处理系统设计工艺中,普遍采用反渗透+离子交换床工艺。石横特钢发电车间除盐水系统工艺流程:原水—多介质过滤器—自清洗过滤器—超滤—反渗透—离子交换床。此工艺中,离子交换床的离子交换树脂具有一定的交换能力,当离子交换达到最大容量时,出水水质恶化。为了保证出水水质,必须对树脂进行再生,所用再生剂为酸、碱。为避免污染环境,通过中和池采用曝气中和处理,将酸碱废水处理到pH 值6~9 范围内再进行外排。
1 再生废液污染分析
石横特钢发电车间现有2×25 t/h 和2×70 t/h 两套反渗透系统,共计离子交换床10 套。2 套反渗透系统已投运2~3 a,随着使用年限的增加,离子交换树脂性能相应下降,周期制水量减少,再生频繁,酸碱耗量增加。日常再生1 台交换床排出的废液约100 m3,而现有中和池容积仅约80 m3,且池内未装有任何混匀装置。阴离子交换床再生需消耗液碱(即工业氢氧化钠),由于阴离子交换树脂的置换反应速度较慢,消耗液碱用量较大,整个再生交换过程时间较长,因此再生过程中排出的废碱液量就比较大,废碱液的pH 值一般在14 左右。当此废液遇到反渗透排出的浓水(浓水中含钙镁离子含量约是原水的4 倍,原水中钙镁离子含量已达500~600 mg/L)时,就会出现白色浑浊沉淀,此沉淀能够被盐酸完全溶解。经试验表明,反渗透浓水属于高硬高碱度的水,在碱性环境下,很容易生成碳酸钙或碳酸镁等白色沉淀。
造成此污染现象的原因:1)在反渗透系统工艺设计中,反渗透浓水和离子交换床再生废水同时排入中和池内;2)反渗透浓水约占原水量的25%,再生消耗废液的量很大,而中和池容积较小,来不及进行中和处理;3)由于阴阳床再生消耗酸碱量不同,碱量常多于酸量,故总的外排水仍显碱性;4)酸碱中和需要一定的时间和交换容积,现有中和池设计不但容积小,而且没有混匀装置,不能达到完全中和的目的[1]。
2 废水系统处理措施
利用中和池对离子交换除盐系统再生后的酸、碱废液进行收集、混合,经搅拌后视废水pH 值,确定加入适量的酸或碱进行调节,直至池中废水pH 值6~9 的达标范围,再由中和泵排出厂外。
中和处理前,首先应对池内的废水进行混合,保证池内各部分废水的pH 值基本一致。混合方式:空气搅拌混合,通常采用罗茨风机或压缩空气对池内进行通气搅拌;搅拌器搅拌混合,在中和池上设置机械搅拌装置,直接对池内的废水进行搅拌混合。酸碱废水的中和处理:由于中和废水所需的酸碱量与废水的pH 值成指数关系,因此可根据废水的pH 值确定加酸碱的步骤和用量[2]。
改造现有中和池:1)扩建120 m3的中和池;2)中和池内加曝气混合装置,池底采用约0.5 MPa 的压缩空气;3)将酸、碱液由酸碱贮存罐引管道至中和池内,以备对废水进行酸碱中和处理;4)将浓水箱溢流浓水另接管道排入地沟,不进入中和池内;5)中和池安装底排阀,方便放空池内积水,以备再生酸碱废液中和处理[3-4]。
3 结语
中和池改造完毕后,采用阴阳床同时再生,保持外排酸碱废液一起进入中和池,同时开启曝气装置混匀,随时监测池内pH 值,再生完毕后,再根据pH 值情况适当投加酸碱液进行中和,直到pH 值为6~9,且无白色浑浊现象后外排。用此方案改造的中和池,实际运行效果良好,未对环境造成任何污染,达到了预期目的。
参考文献:
[1] 房海英.改善电厂化学中和水排放的探讨[J].石河子科技, 2003(3):50-51.
[2] 穆顺勇,雷建武.热力发电厂酸碱废液自动中和排放系统[J]. 青海科技,2003,10(3):33-34.
[3] 张崎,龙兵田.冷轧厂酸碱废水处理的中和曝气池设计[J].中国给水排水,2001,17(2):37-39.
[4] 詹海燕.普光天然气净化厂酸碱中和池的设计与施工[J].石油化工设计,2009,26(1):16-19. 来源:山东冶金