梅勝1，陳小華2
（1．廣東工業大學建設學院，廣東 廣州 510500；2．廣東南海龍光集團公司，廣東 南海 528212）

　　摘要：江南電廠離于交換陰床運行近14a后，出現連續再生3次都無法還原徹底的異常現象。通過詳細的檢查和試驗，表明導致此現象的原因是陰樹脂老化、強度下降、樹脂破碎，碎樹脂在交換劑層中會引起結塊，使再生液分配不均勻，部分樹脂再生度低，必然影響出水水質與制水量。采用堿液空氣擦洗法有效地解決了此問題。
　　關鍵詞：給水處理；離子交換；樹脂；樹脂再生
　　中圖分類號：TU991.26
　　文獻標識碼：B
　　文章編號：1009-2455(2002)04-0021-02

　　龍光集團所屬的江南電廠化學補給水系統為一級除鹽，設計出力為80t/h，陰床樹脂為201×7，投運至今已連續運行近14a，此期間陰床只補充過1t陰樹脂。2000年開始，陰床運行6周期后，失效再生，連續再生3次無法還原徹底，用10％的堿液浸泡1d，出水水質仍不合格，電導率為0.6～0.8μs/cm，二氧化硅為150～200μg/L。造成電廠制除鹽水極其困難，威脅到機組的正常運行。

1 原因分析

　　陰床再生不好離不開以下五個方面的原因：一是人員操作錯誤；二是交換器內設備及再生系統故障；三是陰樹脂有問題；四是原水水質有污染物；五是再生劑質量不好^[1]。
　　經檢查，陰床的再生符合規程要求，操作步驟也正確；再生系統無故障；再生使用的堿液符合國家標準。原水的鐵：0.11mg/L，COD_Mn：1.8mmol/L，鐵及有機物含量低。從故障陰床取出樹脂，分別用10％的食鹽水、15％的鹽酸浸泡以檢驗有機物污染和鐵污染^[2]。試驗表明：浸泡的食鹽水顏色清亮，陰樹脂酸浸泡后顏色未變淡，溶出的鐵含量為0.021mg/g干樹脂，說明陰樹脂未受有機物及鐵的污染^[3]。
　　打開陰床人孔，全面檢查其內部裝置。進水裝置無損壞，未變形，中排母支管沒有松動，未變形，支管開孔也未堵塞，中排保持了較好的水平，罐體的襯膠完好。支管的包網孔眼未堵塞。
　　交換器內未發現異物，但發現明樹脂顏色變黑，破碎嚴重，中排以上的樹脂有的已呈粉末狀，中排下的樹脂強度很低，用手一捏部分樹脂即碎，檢查還發現局部樹脂有結塊現象，為此，在中排以下200mm處按均分原則分6個區采樣，注意采集結塊的樣品。從陰床6個區采集的陰樹脂進行再生度分析，其結果見表1。

表1 陰脂的再生度分析 檢測項目 1區 2區 3區 4區 5區 6區 外觀 結塊、有碎樹脂 結塊、有碎樹脂 不結塊、碎樹脂少 不結塊、碎樹脂少 結塊不嚴重、有碎樹脂 未結塊、有碎樹脂 再生度/％ 45.7 47.6 80.1 80.2 69.4 73.2

　　表1清楚地顯示結塊的樹脂再生度很低，未結塊的再生度高，1、2、5、6區為交換器靠近筒體壁部分的樹脂，結塊現象相對嚴重，碎樹脂多，再生度低，相反交換器中部的3、4區結塊、碎樹脂少些，再生度自然高。該廠陰樹脂運行時間長，已步入加速老化期，樹脂的顏色變深，強度下降，無法抵抗頻繁的膨脹收縮帶來的交變應力而破碎。破碎的樹脂在交換劑層積累，且其比表面大，吸附力強，易抱團結塊，結塊的樹脂堿液難以進入，并使交換劑層的阻力不均勻，再生液偏流，即再生度差，結塊樹脂再生度低必將影響陰床的出水水質，這就是該廠陰床再生異常的原因。交換器中部結塊少可能與交換器中心流速稍大，且大反洗時交換器中心部分的碎樹脂去除較多有關。

2 解決的措施

　　要解決該廠陰床再生的異常現象，根本的方法是陰床更換新的陰離子交換樹脂。但由于該廠機組多，且對外供汽，除鹽水用量大，除鹽系統長期處于滿負荷連續運轉的狀態，因而很難有更換陰樹脂的足夠時間。另外，兩臺陰床更換新樹脂費用也很大，約53萬元。基于這些情況，尋求低廉的處理方法以解決陰床出現的再生異常問題顯得十分的緊迫而又必要。從引起該廠陰床再生異常現象的原因可以看出，解決此問題的關鍵在于消除交換劑層的結塊，清除其中的碎樹脂。
2.1 大反洗
　　將陰床進行徹底的大反洗，清洗至出水清徹，無碎樹脂，用正常再生時倍量的堿液再生。處理后陰床出水的二氧化硅為97.4μg/L，電導率為0.85μs/cm，制水量為1950t。陰床再生后雖然出水水質合格，但二氧化硅仍然比正常時高，另外，很快失效，制水量只有1950t，遠低于正常值。這說明大反洗并不能有效地解決陰床再生異常的問題。
2.2 堿液空氣擦洗
　　大反洗不能有效松散樹脂層中的結塊物，主要是樹脂抱團后不易浮到樹脂層的面上。為此采用先通入少量的堿液，再進行壓縮空氣擦洗，空氣從陰床的底部進入，目的是讓那些結塊后深度失效的樹脂在擦洗中得到初步的還原，同時破碎的樹脂在堿液中更輕，易從樹脂層中脫出。考慮到陰樹脂在堿液中易上浮，且樹脂強度很低，因而壓縮空氣的壓力控制低些，碎樹脂通過大反洗除去。具體步驟為：小反洗→進堿→空氣擦洗→正洗→大反洗→再生。
　　小反洗：按正常工藝操作，松動及清除樹脂層的污物等，以利于碎樹脂上浮，防止中排裝置受壓彎曲，要求清洗至水清。
　　進堿：將陰床的水放盡，通過再生系統把堿液送入陰床內，堿液的濃度控制在3％～5％，流量不可過大，不要超過正常再生流量的80％，陰床堿液的液位控制在樹脂層上200～400mm。
　　空氣擦洗：一般的離子交換器底部無空氣擦洗裝置，需加裝。該廠兩臺陰床在石英砂墊層上有“十字”型的空氣管，即由兩條φ32開有小孔的不銹鋼管制成，呈十字型布置，管外有兩層包網，若無此裝置可將空氣母管裝在底部的樹脂裝卸孔處。由于擦洗的樹脂已近老化，在滿足擦洗效果的前提下應盡量降低空氣的壓力和減少擦洗時間，要求空氣壓力控制在0.05MPa左右，擦洗時間2min，空氣流量為0.2～0.3m³/(m²·min)，壓縮空氣應無油無雜質，擦洗后自然沉降5min，讓碎樹脂上浮，若樹脂層不穩定說明碎樹脂未完全分離，應適當延長沉降時間。空氣擦洗后若讓液面升高可明顯看到碎樹脂與未破碎樹脂的分層現象。
　　正洗：5～10min，把堿液濃度降低至0.1％以下，其目的是防止上浮的碎樹脂抱團及已轉型的陰樹脂在大反洗的初期跑掉。
　　大反洗：去除污物和碎樹脂，由于陰床中仍有少量的堿液且部分已轉型，因而大反洗的初期流量控制小些，緩慢增大流量，直到反洗無碎樹脂。大反洗后按規程再生。
　　通過上述方法處理后，陰床出水的SiO2為45.6μg/L，電導率為0．62μs/cm，制水量為6945t，制水量恢復到以前的水平。考慮到陰樹脂破碎無法避免，為防止碎樹脂的積累，將原來運行15個周期后大反洗一次縮短為10個周期大反洗一次，大反洗操作采用堿液空氣擦洗。采取這些措施后兩臺陰床運行近兩年未出現相類似的再生異常現象，出水水質、制水量穩定，保證了安全供水。

3 結語

　　離子交換樹脂步入快速老化期，其強度下降，破碎增多，在樹脂層中易結塊，造成再生液分配不均勻，結塊的樹脂無法得到再生，長期處于過度失效，導致陰床運行到一定周期后無法再生，用堿液空氣擦洗法能有效解決此問題，延緩更換新樹脂的時間。當然，離子交換樹脂步入快速老化階段應考慮更換新樹脂，這是根本解決問題的方法。

參考文獻：
[1]施變鈞，王聚蒙，肖作善．熱力發電廠水處理[M]．北京：中國電力出版社，1996．
[2]華東建筑設計院．給水排水設計手冊，第4冊，工業給水處理[M]．北京：中國建筑出版社，1986．
[3]陳小華．鐵對陰樹脂污染的分析及處理[J]．工業水處理，1998，18(4)：39～40．

作者簡介：
梅勝（1960～），男，山東費縣人，講師，從事給水排水處理的教學與研究并研究水處理管網，電話(020)87256887；
陳小華（1965～），男，江西寧都人，工程師，現為廣東南海龍光集團公司熱化分部主任，從事電廠水處理工作，電話(0757)6815719。