原水水质变化对弱酸床运行周期的影响

2013-04-10王晓菁冯晓艳

山西电力 2013年4期

王晓菁，冯晓艳

（山西漳泽电力河津发电分公司，山西河津 043300）

0 引言

某电厂弱酸处理系统共设7台直径为3 000 mm的双流弱酸床，各床并联联接，共分两组，1组3台设备，另1组4台设备，两组共用1套再生设备。每台弱酸床额定出力为282.6 m3/h，最大出力为353.25 m3/h；床体内树脂装填总高2 400 mm，其中上部树脂高1 050 mm，下部树脂高1 350 mm。

弱酸处理系统运行工艺流程是工业用水从黄河滩深井中抽出后送至水源地升压泵站，经工业水泵升压后用两根DN700的管道送至厂区，除一小部分作为公用消防水池的补水进入公用水系统外，其余绝大部分水送至弱酸站。进入弱酸站的水40%直接补入冷却塔，另外的60%经弱酸处理后补入冷却塔或进入软化水箱，作为锅炉补给水除盐系统和弱酸床再生时的自用水水源。

弱酸处理系统再生工艺流程是原水经弱酸床处理后，碱度和碳酸盐硬度明显降低，当弱酸床出水硬度接近2.5 mmol/L时，弱酸床树脂失效，需要进行再生以恢复其交换能力。再生剂采用98%的浓硫酸，将98%的浓H2SO4稀释至1%作为再生液对失效弱酸阳离子交换树脂进行再生，

弱酸床自2000年投入运行，运行期间多次进行过树脂的补充，投运初期弱酸床运行时间为40 h左右，但目前运行时间已缩短为30 h左右。由此带来硫酸消耗量的增加、废水量的增加和人员工作量的增加。

1 弱酸床目前的运行状况

为全面了解弱酸床目前的运行状况，对弱酸床每1系列中的1台床进行了运行状况跟踪，分别选取了1系列的2号床和2系列的7号床进行试验，从投运初期的冲洗跟踪至床体失效为止。表1和表2记录了2012年3月19日—20日每小时所测得的弱酸床进、出水酸度及碱度、硬度。

2台弱酸床运行平均时间为31.8 h。平均出水酸度为0.436 mmol/L，平均出水硬度为2.168 mmol/L，平均出水碱度为0.17 mmol/L。与原设计的弱酸床出水监督项目相比已有很大的变化（原设计控制标准：设备失效时出水碱度为1.7 mmol/L，设备失效时出水硬度为2.5 mmol/L）。

2 近年来的原水水质变化情况

2000年10月和2011年10月经山西电力科学研究院取样化验，原水的各项水质分析指标如表3所示。

表1 2012年3月19日—20日每小时2号弱酸床运行进出水水质监测结果

表2 2012年3月19日—20日7号弱酸床运行进出水水质监测结果

表3 原水水质分析指标

对比表3的两组数据，不难看出原水水质较设计之初已发生了很大的改变。其中变化较大的有电导率、氯离子、硬度、钙离子。

逐一分析2007年至2012年近几年来电导率、氯离子、硬度这三项的变化情况，并根据水样的采集时间绘制出这几项随时间变化的曲线图，如图1、图2、图3所示，以直观了解近几年来原水的变化情况。

图1 电导率的变化

图2 氯离子的变化

图3 硬度的变化

由图1、图2、图3曲线可以看出，电导率、氯离子、硬度这几项指标均逐年上升。

3 各项水质指标对弱酸床运行周期的影响

3.1 电导率

电导率反映水中含盐量的多少，是水的纯净程度的一个重要指标。水越纯净，含盐量越少，电导率越小。反之，电导率高，则含盐量也高，其中的阳离子含量也就相应较高。弱酸床内树脂为D113型大孔丙烯酸系弱酸阳离子交换树脂，弱酸树脂在运行过程中吸附水中的阳离子（主要是钙、镁离子），释放出氢离子。D113型树脂对阳离子的选择吸附顺序为 H+＞Fe3+＞Al3+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞因此在处理含盐量高的原水时，弱酸床的运行周期会有明显的缩短。

3.2 氯离子

氯离子在弱酸床运行过程中没有变化，但原水中氯离子的含量会对弱酸床的运行产生影响。在弱酸床运行中，出水的硬度会随着进水氯离子的变化而发生明显的变化，即原水氯离子增大时，出水硬度就会增大；原水氯离子减小时，出水硬度就会减小。也就是说在处理的原水中氯离子含量较大时，弱酸床的运行周期会有明显的缩短。

3.3 硬度

硬度表示水中某些高价金属离子的总含量，但天然水中最常见的高价金属离子是钙镁离子，所以也可以说硬度是钙镁离子的总浓度。

弱酸床主要用于除去水中的钙镁离子，如果原水中的硬度增加，则意味着水中的钙镁离子含量增高，无疑会缩短弱酸床的运行周期。原水中的硬度已由2000年的5.5 mmol/L上升到2011年的7.1 mmol/L，上升近30%，这必将使弱酸床的运行周期缩短近30%，即由投运初期的40 h左右缩短至30 h左右。试验所做的2台弱酸床运行平均时间为31.8 h，这与投运初期基本相符。