電廠樹脂再生廢水處理技術(shù)

　　1、離子交換器原理

　　對于離子交換技術(shù)而言，它是將液相中的離子與固相中的離子之間發(fā)生一定程度的化學(xué)反應(yīng)，且這一反應(yīng)具有一定的可逆性，在反應(yīng)過程之中液相中的某些離子會被離子交換固體所吸附。一般情況下，離子交換技術(shù)適宜圓球形樹脂為過濾原水，水中的離子會固定在樹脂上的離子發(fā)生一定程度的交換，當(dāng)前狀況下較常使用的離子交換方法主要有硬水軟化法與去離子法。在這其中，硬水軟化方法往往是在反滲透處理之前進(jìn)行處理，可以對水質(zhì)的硬度進(jìn)行一定程度的降低。而對于球狀樹脂的軟化，主要是通過兩個(gè)鈉離子與一個(gè)鈣離子或者鎂離子進(jìn)行交換的方式予以實(shí)現(xiàn)。離子交換樹脂利用氫離子交換陽離子，以氫氧根離子與陰離子交換，在這一過程中，陰陽離子交換樹脂可以被分別包裝在不同的離子交換床之中，可以進(jìn)一步細(xì)分為陰離子交換床與陽離子交換床。除此之外，還可以對陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂進(jìn)行一定程度的混合，并將之放置于同一個(gè)離子交換床之中。總而言之，無論是在何種形式的交換床之中，樹脂與水中的雜質(zhì)會帶有一定的電荷，當(dāng)與樹脂上的氫離子或者氫氧根離子完成交換之后，就必須進(jìn)行“再生”。對于再生而言，其程序與純化程序完全相反，主要是對氫離子與氫氧根離子進(jìn)行一定程度的利用，并在此基礎(chǔ)之上對附著在離子交換樹脂上的雜質(zhì)進(jìn)行交換。

　　2、樹脂

　　人工合成的樹脂是一種高分子電解質(zhì)，以網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)，具有難溶性的特點(diǎn)。以樹脂骨架上的活性基團(tuán)的差異性作為分類依據(jù)，可以將樹脂進(jìn)一步細(xì)分為陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、兩性離子交換樹脂、螯合樹脂和氧化還原樹脂。需要注意的是，要想將樹脂有效應(yīng)用于交換分離之中，需要保證樹脂具有不溶性的特點(diǎn)，同時(shí)還需具備一定的交聯(lián)度與溶脹作用，除此之外，還要求交換的容量與穩(wěn)定性高。離子交換反應(yīng)是一個(gè)可逆的過程，相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明：在常溫環(huán)境之下稀溶液中陽離子交換勢會隨著離子電荷的增高以及半徑的增大而不斷增大;而高分子量的有機(jī)離子以及金屬絡(luò)合陰離子具有相對較高的交換勢。從速度方面來看，離子交換的速度會隨著樹脂交聯(lián)度的增大而出現(xiàn)一定程度上的降低，且隨著顆粒的減小而補(bǔ)單增加。同時(shí)，當(dāng)溫度逐漸升高、濃度不斷增大時(shí)，交換的反應(yīng)速率也會隨之加快。

　　3、再生廢水中和處理

　　3.1 中和處理流程

　　首先對再生廢水進(jìn)行有效的收集，并將之集中于中和處理池當(dāng)中，當(dāng)中和處理池中積累到設(shè)計(jì)的水量時(shí)，啟動羅茨風(fēng)機(jī)并通入壓縮空氣對其進(jìn)行一定程度的攪拌。然后，啟動廢水泵進(jìn)行廢水循環(huán)流程，并對廢水池中液體的pH值進(jìn)行測量。在檢測之后如果pH值在6以下時(shí)，向廢水池中進(jìn)行加堿以進(jìn)行中和處理;而當(dāng)檢測的pH值大于9時(shí)，則需要在向廢水池中加入一定的酸進(jìn)行中和。只有將廢水池中的pH值控制在6至9的范圍之內(nèi)，才能進(jìn)行廢水排放操作。然而在實(shí)際的操作過程中，對于酸堿量的把控存在著一定的難度，因此會存在重復(fù)作業(yè)的情況，增加了廢水處理的時(shí)間，造成了不必要的浪費(fèi)。

　　3.2 中和用堿量

　　在進(jìn)行離子交換樹脂再生廢水的中和處理中，如何有效計(jì)算出相對準(zhǔn)確的用堿量成為十分關(guān)鍵的問題，當(dāng)廢水之中只含有某一類特定的酸時(shí)，則可以按照如下的公式對中和處理的用堿量進(jìn)行計(jì)算：

　　式中，S主要指的是中和處理池的面積;H為中和處理池的液位高度;M為堿的摩爾質(zhì)量;10-pH指的是廢水之中氫離子的濃度;ω為堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù);p則指的是堿的密度。在實(shí)際操作過程中，對于處理池液位高度、堿的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與密度等相關(guān)參數(shù)的精確度控制存在較大難度，因此只能以粗略計(jì)算的方式得到用堿量的大致范圍，并依據(jù)此范圍作出一定程度的參考。

　　3.3 再生廢水處理效果的影響因素

　　(1)處理水量的影響：中和處理池的液位越高則廢水處理量就越大，攪拌的難度也會隨之增大，進(jìn)而導(dǎo)致酸、堿的擴(kuò)散速度放緩，循環(huán)周期變長，中和處理時(shí)間變長。設(shè)置2～3個(gè)廢水中和池，收集再生陽樹脂產(chǎn)生的酸性廢水和再生陰樹脂產(chǎn)生的堿性廢水，二者進(jìn)行中和，可減少酸堿消耗量，在環(huán)境保護(hù)方面具有一定的意義。

　　(2)投加酸堿的速度：從理論上來看，提高加酸或者加堿的速度，能夠?qū)χ泻吞幚硭玫臅r(shí)間的進(jìn)行一定程度的減少，然而如果控制不當(dāng)?shù)脑捄苡锌赡艹霈F(xiàn)酸堿過量情況的發(fā)生。因此在實(shí)際操作過程之中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況合理控制酸堿的投加速度，一方面可以保證中和反應(yīng)的有效進(jìn)行，另一方面也可以節(jié)約酸堿的使用量。

　　(3)攪拌強(qiáng)度：為了對中和處理池中的中和反應(yīng)效率進(jìn)行一定程度的提升，在加入酸或者堿的同時(shí)需要攪拌廢水，以此加快傳質(zhì)，并達(dá)到提高中和效率的目的。在這一過程之中，對廢水的攪拌強(qiáng)度越大，中和處理所需的時(shí)間則越短。

　　(4)循環(huán)流量：當(dāng)循環(huán)流量較大時(shí)，可以對中和處理池中廢水的pH值進(jìn)行較為準(zhǔn)確的反映，進(jìn)而可以據(jù)此對酸堿投加量進(jìn)行更為合理的控制。但需要注意的是，當(dāng)選定廢水泵之后，循環(huán)流量也隨之確定，因此在設(shè)計(jì)的過程之中需要對這一問題進(jìn)行一定程度的考慮。

　　4、再生廢水減排

　　4.1 再生劑的純度

　　一般情況下，再生劑的純度一方面會對離子交換樹脂的再生成都造成一定程度的影響，另一方面也會影響到出水的水質(zhì)。如果再生劑的質(zhì)量達(dá)不到相應(yīng)的要求，就會導(dǎo)致再生程度降低，出水量以及出手的水質(zhì)也會受到一定程度的影響，在這種情況之下，便會導(dǎo)致再生次數(shù)的增加進(jìn)而加大再生劑和水的用量，最終導(dǎo)致再生排放量增大。

　　4.2 再生劑用量

　　再生劑的用量會對樹脂交換容量的恢復(fù)程度造成最為直接的影響，同時(shí)也會對設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益以及再生廢水的排放量造成一定程度的影響。在初期階段，隨著再生劑用量的增加，樹脂的再生度會得到一定程度上的提高;但當(dāng)再生劑的量達(dá)到一定值之后，樹脂再生度便不會再發(fā)生十分明顯的變化。目前狀況下，樹脂再生大多采用固定劑用量法，這一方法一方面會消耗掉大量的酸堿，另一方面也會造成廢液中pH值難以達(dá)標(biāo)。針對這種情況，需要采取有效措施對樹脂再生工藝進(jìn)行有效的優(yōu)化，對影響離子交換樹脂再生的再生劑的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行一定程度的控制，并進(jìn)行合理組合，提升運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益。

　　4.3 廢水回收利用

　　離子交換樹脂再生過程中各個(gè)步驟的排水水質(zhì)有所不同，其中部分排水水質(zhì)良好，可回收利用。如電廠化學(xué)補(bǔ)給水處理為逆流再生離子交換床，其運(yùn)行過程為：備用―正洗―制水―停運(yùn)―小反洗―放水―再生―置換―正洗―備用。

　　其中反洗水、正洗排水均可以實(shí)現(xiàn)回收，不但可以減少廢水排放量，也有利于中和處理，并且在一定程度上還可以改善進(jìn)水水質(zhì)。中和處理之后的廢水，再經(jīng)混凝、澄清、過濾、反滲透等處理后，再返回至生水箱，循環(huán)利用，節(jié)約水資源。

　　5、結(jié)語

　　本文主要針對電廠樹脂再生廢水處理進(jìn)行研究與分析。首先對離子交換原理與樹脂進(jìn)行了一定程度的闡述，然后在此基礎(chǔ)上從中和處理流程、中和用堿量以及再生廢水處理效果的影響因素三個(gè)方面分析了再生廢水的中和處理，最后介紹了再生劑的純度、再生劑用量以及樹脂清洗對于再生廢水減排的影響。(來源：國家能源集團(tuán)鄂爾多斯煤制油分公司)