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【摘 要】本文通过对影响离子交换树脂再生酸、碱耗的各种因素和对策分析，详细阐述了我厂酸、碱耗高的原因和应采取的措施，在防止和减少离子交换树脂污染方面，提出了应用超声波结合传统化学药剂的清洗方法，来提高离子交换树脂工作交换容量，降低再生酸、碱耗量。
【关键词】树脂；酸、碱耗量；污染；再生工艺；再生方式；超声波清洗
0.前言
火电厂锅炉补给水处理，一般均采用离子交换除盐法，利用离子交换树脂的交换具有可逆性，采用酸、碱等再生剂对失效的离子交换树脂进行再生复苏。每年用于离子交换树脂再生复苏的酸、碱用量均较大，其产生的酸、碱再生废液也是电厂排放的主要废液之一，需花大力气进行环保治理，怎样减少酸、碱用量，降低除盐系统再生酸、碱耗量，一直是电厂化学的主要工作之一。
1.十里泉电厂化学除盐补给水处理系统酸、碱耗量现状
十里泉电厂锅炉补给水处理的方式为：预处理→一级除盐→混床，水处理系统为四套一级单元除盐系统和五台体内再生阴、阳混合离子交换器所组成。2006年、2007年锅炉补给水处理中，离子交换系统再生酸、碱耗的具体数值与集团公司节能评价体系中要求的酸、碱耗标准进行比较：如下表：
通过上表对比可知，我厂离子交换树脂再生酸、碱耗均高于集团公司标准，可见在降低除盐制水系统再生酸、碱耗上，还有很大潜力可挖，还有很多工作要做。
2.我厂除盐系统再生酸、碱耗高的原因
造成除盐制水系统再生酸、碱耗高的因素较多，结合我厂的实际情况分析归纳如下：
2.1离子交换树脂的污染
2.1.1新树脂的污染
离子交换树脂是由一些有机物聚合而成的高分子化合物，它具有多孔网状结构。在它的工业产品中，树脂孔内常含有少量低聚物和未参与聚合或缩合的单体。在新树脂投运后，这些有机低聚物和单体会逐渐释放出来，造成出水水质下降。另外树脂在制造和装卸中，会受到原料中的无机杂质及设备腐蚀产物的污染，使树脂中含有少量泥沙、铁、铅、铜等无机物，这些无机物在树脂投运后也会造成出水水质下降。
2.1.2氧化降解污染树脂
离子交换树脂在长期使用过程中，若与具有氧化性的物质接触，则树脂会被氧化而失去离子交换能力，其主要发生在当生水中存在大量细菌或残留有活性氯，或再生用的工业盐酸具有强氧化性的电厂。氧化降解后的树脂含水量提高，体积变大，工作交换容量减少，同时向水中释放有机物，出水水质差，周期制水量大大减少。
2.1.3铁污染
离子交换树脂中的铁主要来源于设备的腐蚀产物。另外，生水中或酸、碱再生液中也可能存大量铁的离子态或分子态化合物。铁离子具有易被阳树脂上其它离子交换而难再生的性质，因此铁离子在长期运行和再生过程中逐渐被积累，而影响其它离子的交换，造成工作交换容量下降。铁分子多以胶合状态存在，还会与有机物结合。当它们经过阳、阴、混床时，就覆盖在树脂表面，并逐渐渗透到树脂网孔中，造成深度污染。无论是阳、阴树脂都可能受到铁的污染。对于阳树脂而言，受铁污染比其它污染物更为常见。
2.1.4悬浮物污染
天然水中存在着许多悬浮态的、胶态的泥沙微粒，若混凝过滤处理不彻底就会随清水进入阳离子交换器中。此外，混凝澄清剂也会随清水进入沉积在阳离子交换树脂的床层上，渗透到树脂中，堵塞、包裹交换树脂，造成树脂制水量减少、出水水质变差，再生酸、碱耗增大。
2.1.5有机物污染
凝胶型强碱阴离子交换树脂受有机物污染是较普遍的，也是很严重的。天然水中的有机物通常是腐植酸和富维酸两类，这类积聚的胶体大分子有机物带负电荷，它被阴树脂吸附后或包缠在球体表面，这种吸附是不可逆的，不能用简单再生清洗的方法除去，受有机物污染的阴树脂颜色变深，污染深度可由以下简易方法判断。
（a）将50ml阴树脂用水洗涤3-4次。
（b）用10%食盐水浸泡20分钟。
（c）倒出浸泡液进行比色。
被有机物污染的运行症状是：正洗时间长，可增加到正常正洗2-5倍；运行时间短，再生剂量大，水质缓慢下降，如出水二氧化硅、电导增高、PH降低等。
此外还有油、胶态硅等其它污染物造成的污染，均会造成除盐制水系统的酸、碱耗增大。
2.2再生方式的影响
离子交换换器的再生方式对其运行周期、出水水质和酸、碱耗均有较大的影响，逆流再生的再生效果要优于顺流再生的效果，对应的酸、碱耗也较低。
2.3再生工艺的影响
离子交换树脂的反洗程度、再生液的浓度、温度、流速、用量、接触时间等均会对离子交换树脂再生效果有影响，进而影响离子交换树脂的工作交换容量和再生酸、碱耗。
此外，再生剂的种类、品质等都会对再生效果和酸、碱耗有影响。
3.降低离子交换树脂再生酸、碱耗的对策
近年来，富电总厂在降低酸、碱耗方面采取了许多措施，取得了较好的效果，使酸、碱耗由几年前的100g/mol左右下降到目前的60g/mol左右，但较集团公司提出的先进标准还有一定的差距。富总厂化学车间目前主要采取了如下措施来降低除盐制水系统的酸、碱耗。
3.1加强管理，提高运行人员责任心，优化再生工艺。
众所周知，化学除盐制水系统运行是否平稳正常，是否经济安全，化学预处理工作起着决定性的作用。要想降低酸、碱耗，就得从化学补给水处理的源头——预处理抓起，精心调整无阀滤池运行，监督超滤的运行状况，及时更换20um过滤器滤芯，同时，在超滤压力增大，产水下降的情况下，及时进行化学清洗，始终使超滤的出水水质（浊度）控制在2FTU以下。此外还应加强过滤器的反洗和运行监督工作，保证预处理后的清水达到控制标准，减轻后级除盐系统的运行负担。 化学车间在实际再生操作过程中，开展了离子交换器运行周期和酸、碱耗指标竞赛活动，奖优罚劣，增强运行人员责任心。此外，还根据季节特点，结合嫩江水源水质情况，模拟再生试验，确定交换器最佳的反洗强度、进酸、碱量、再生液浓度、温度、时间等来优化再生工艺，同时不断加强运行人员的培训工作，均取得了较好的效果，大大降低了再生酸、碱耗量。
3.2加大技改力度，优化再生方式。
我厂化学四套除盐制水设备中，通过细心观察，不断试验，找到了再生过程中树脂乱层是影响酸碱耗的一个主要原因，在重新调整底部石英砂垫层的基础上，采取变流量再生方式，开始大流量后期小流量的再生方式，适当延长了置换时间，使阴阳床运行平稳正常，达到了设计周期，大大降低了酸碱耗。
3.3密切监督水源水质，发现水源水质异常时，我们及时切换备用水源，防止异常水源污染除盐系统，造成酸、碱耗量的增加。
3.4加强再生剂品质监督，做到每批酸、碱进厂时，都按规定标准取样检测，做到三证齐全、品质合格，防止因再生剂品质等原因影响再生效果。
3.5防止树脂污染和复苏处理。
通过近几年来的共同努力，化学再生酸、碱耗量有了明显的下降，但降至目前的水平，再降低已较困难，而且还容易出现反复，甚至重新增大的可能。为此在降低酸、碱耗，增大树脂工作交换容量上，目前主要困扰难题就是污染物对树脂的污染及其复苏处理。经过实际检查取样分析，我厂离子交换树脂的铁污染和有机物污染较严重，是影响我厂酸、碱耗进一步降低的主要因素。
为了防止和减少离子交换树脂的污染，我们除采取加强原水水质的监控和新树脂的预处理工作外，还加强了生水的预处理和活性碳过滤器的运行监督和调整工作。目前我厂活性碳过滤器中活性炭已运行使用多年，基本失去应有的滤除功能，下步计划对活性碳进行复苏处理，来减轻离子交换树脂的污染。
我厂针对污染了的离子交换树脂的处理还停留在传统的加药清洗上，对铁、有机物污染的清洗效果较差，很难彻底清除离子交换树脂中的污染物，恢复树脂的交换容量。目前，国内一些电厂已开始应用超声波清洗离子交换树脂，均取得了较好的效果。其原理为：高频率的超声震动所起的空化作用，使树脂中的各种污染物受到松动、破坏，进而转到水中被反洗水冲走。实践证明，用超声波清洗新树脂及泥沙污染的阳树脂效果最好，清洗受铁及有机物污染的树脂有一定的效果，如配合化学药剂进行清洗可大大提高清洗效果，为了防止树脂深度污染应定期对离子交换树脂进行超声波清洗。
我厂可引进离子交换树脂超声波清洗仪，配合传统的化学药剂定期对运行中离子交换树脂进行清洗，就会防止或减少离子交换树脂的污染，提高再生效果，进一步降低酸、碱耗量。
4.结束语
我厂每年锅炉补给水处理用于再生的酸、碱费用占化学车间全年生产维护费用的三分之一以上，降低锅炉补给水处理系统再生酸、碱耗，减少酸、碱用量，不仅可以减少环境污染，还可以节约大量的生产维护费用。实践证明，只有应用科学的方法，从多个方面采取措施，才能使酸、碱耗维持在相对较低且合理的水平。
【关键词】树脂；酸、碱耗量；污染；再生工艺；再生方式；超声波清洗
0.前言
火电厂锅炉补给水处理，一般均采用离子交换除盐法，利用离子交换树脂的交换具有可逆性，采用酸、碱等再生剂对失效的离子交换树脂进行再生复苏。每年用于离子交换树脂再生复苏的酸、碱用量均较大，其产生的酸、碱再生废液也是电厂排放的主要废液之一，需花大力气进行环保治理，怎样减少酸、碱用量，降低除盐系统再生酸、碱耗量，一直是电厂化学的主要工作之一。
1.十里泉电厂化学除盐补给水处理系统酸、碱耗量现状
十里泉电厂锅炉补给水处理的方式为：预处理→一级除盐→混床，水处理系统为四套一级单元除盐系统和五台体内再生阴、阳混合离子交换器所组成。2006年、2007年锅炉补给水处理中，离子交换系统再生酸、碱耗的具体数值与集团公司节能评价体系中要求的酸、碱耗标准进行比较：如下表：
通过上表对比可知，我厂离子交换树脂再生酸、碱耗均高于集团公司标准，可见在降低除盐制水系统再生酸、碱耗上，还有很大潜力可挖，还有很多工作要做。
2.我厂除盐系统再生酸、碱耗高的原因
造成除盐制水系统再生酸、碱耗高的因素较多，结合我厂的实际情况分析归纳如下：
2.1离子交换树脂的污染
2.1.1新树脂的污染
离子交换树脂是由一些有机物聚合而成的高分子化合物，它具有多孔网状结构。在它的工业产品中，树脂孔内常含有少量低聚物和未参与聚合或缩合的单体。在新树脂投运后，这些有机低聚物和单体会逐渐释放出来，造成出水水质下降。另外树脂在制造和装卸中，会受到原料中的无机杂质及设备腐蚀产物的污染，使树脂中含有少量泥沙、铁、铅、铜等无机物，这些无机物在树脂投运后也会造成出水水质下降。
2.1.2氧化降解污染树脂
离子交换树脂在长期使用过程中，若与具有氧化性的物质接触，则树脂会被氧化而失去离子交换能力，其主要发生在当生水中存在大量细菌或残留有活性氯，或再生用的工业盐酸具有强氧化性的电厂。氧化降解后的树脂含水量提高，体积变大，工作交换容量减少，同时向水中释放有机物，出水水质差，周期制水量大大减少。
2.1.3铁污染
离子交换树脂中的铁主要来源于设备的腐蚀产物。另外，生水中或酸、碱再生液中也可能存大量铁的离子态或分子态化合物。铁离子具有易被阳树脂上其它离子交换而难再生的性质，因此铁离子在长期运行和再生过程中逐渐被积累，而影响其它离子的交换，造成工作交换容量下降。铁分子多以胶合状态存在，还会与有机物结合。当它们经过阳、阴、混床时，就覆盖在树脂表面，并逐渐渗透到树脂网孔中，造成深度污染。无论是阳、阴树脂都可能受到铁的污染。对于阳树脂而言，受铁污染比其它污染物更为常见。
2.1.4悬浮物污染
天然水中存在着许多悬浮态的、胶态的泥沙微粒，若混凝过滤处理不彻底就会随清水进入阳离子交换器中。此外，混凝澄清剂也会随清水进入沉积在阳离子交换树脂的床层上，渗透到树脂中，堵塞、包裹交换树脂，造成树脂制水量减少、出水水质变差，再生酸、碱耗增大。
2.1.5有机物污染
凝胶型强碱阴离子交换树脂受有机物污染是较普遍的，也是很严重的。天然水中的有机物通常是腐植酸和富维酸两类，这类积聚的胶体大分子有机物带负电荷，它被阴树脂吸附后或包缠在球体表面，这种吸附是不可逆的，不能用简单再生清洗的方法除去，受有机物污染的阴树脂颜色变深，污染深度可由以下简易方法判断。
（a）将50ml阴树脂用水洗涤3-4次。
（b）用10%食盐水浸泡20分钟。
（c）倒出浸泡液进行比色。
被有机物污染的运行症状是：正洗时间长，可增加到正常正洗2-5倍；运行时间短，再生剂量大，水质缓慢下降，如出水二氧化硅、电导增高、PH降低等。
此外还有油、胶态硅等其它污染物造成的污染，均会造成除盐制水系统的酸、碱耗增大。
2.2再生方式的影响
离子交换换器的再生方式对其运行周期、出水水质和酸、碱耗均有较大的影响，逆流再生的再生效果要优于顺流再生的效果，对应的酸、碱耗也较低。
2.3再生工艺的影响
离子交换树脂的反洗程度、再生液的浓度、温度、流速、用量、接触时间等均会对离子交换树脂再生效果有影响，进而影响离子交换树脂的工作交换容量和再生酸、碱耗。
此外，再生剂的种类、品质等都会对再生效果和酸、碱耗有影响。
3.降低离子交换树脂再生酸、碱耗的对策
近年来，富电总厂在降低酸、碱耗方面采取了许多措施，取得了较好的效果，使酸、碱耗由几年前的100g/mol左右下降到目前的60g/mol左右，但较集团公司提出的先进标准还有一定的差距。富总厂化学车间目前主要采取了如下措施来降低除盐制水系统的酸、碱耗。
3.1加强管理，提高运行人员责任心，优化再生工艺。
众所周知，化学除盐制水系统运行是否平稳正常，是否经济安全，化学预处理工作起着决定性的作用。要想降低酸、碱耗，就得从化学补给水处理的源头——预处理抓起，精心调整无阀滤池运行，监督超滤的运行状况，及时更换20um过滤器滤芯，同时，在超滤压力增大，产水下降的情况下，及时进行化学清洗，始终使超滤的出水水质（浊度）控制在2FTU以下。此外还应加强过滤器的反洗和运行监督工作，保证预处理后的清水达到控制标准，减轻后级除盐系统的运行负担。 化学车间在实际再生操作过程中，开展了离子交换器运行周期和酸、碱耗指标竞赛活动，奖优罚劣，增强运行人员责任心。此外，还根据季节特点，结合嫩江水源水质情况，模拟再生试验，确定交换器最佳的反洗强度、进酸、碱量、再生液浓度、温度、时间等来优化再生工艺，同时不断加强运行人员的培训工作，均取得了较好的效果，大大降低了再生酸、碱耗量。
3.2加大技改力度，优化再生方式。
我厂化学四套除盐制水设备中，通过细心观察，不断试验，找到了再生过程中树脂乱层是影响酸碱耗的一个主要原因，在重新调整底部石英砂垫层的基础上，采取变流量再生方式，开始大流量后期小流量的再生方式，适当延长了置换时间，使阴阳床运行平稳正常，达到了设计周期，大大降低了酸碱耗。
3.3密切监督水源水质，发现水源水质异常时，我们及时切换备用水源，防止异常水源污染除盐系统，造成酸、碱耗量的增加。
3.4加强再生剂品质监督，做到每批酸、碱进厂时，都按规定标准取样检测，做到三证齐全、品质合格，防止因再生剂品质等原因影响再生效果。
3.5防止树脂污染和复苏处理。
通过近几年来的共同努力，化学再生酸、碱耗量有了明显的下降，但降至目前的水平，再降低已较困难，而且还容易出现反复，甚至重新增大的可能。为此在降低酸、碱耗，增大树脂工作交换容量上，目前主要困扰难题就是污染物对树脂的污染及其复苏处理。经过实际检查取样分析，我厂离子交换树脂的铁污染和有机物污染较严重，是影响我厂酸、碱耗进一步降低的主要因素。
为了防止和减少离子交换树脂的污染，我们除采取加强原水水质的监控和新树脂的预处理工作外，还加强了生水的预处理和活性碳过滤器的运行监督和调整工作。目前我厂活性碳过滤器中活性炭已运行使用多年，基本失去应有的滤除功能，下步计划对活性碳进行复苏处理，来减轻离子交换树脂的污染。
我厂针对污染了的离子交换树脂的处理还停留在传统的加药清洗上，对铁、有机物污染的清洗效果较差，很难彻底清除离子交换树脂中的污染物，恢复树脂的交换容量。目前，国内一些电厂已开始应用超声波清洗离子交换树脂，均取得了较好的效果。其原理为：高频率的超声震动所起的空化作用，使树脂中的各种污染物受到松动、破坏，进而转到水中被反洗水冲走。实践证明，用超声波清洗新树脂及泥沙污染的阳树脂效果最好，清洗受铁及有机物污染的树脂有一定的效果，如配合化学药剂进行清洗可大大提高清洗效果，为了防止树脂深度污染应定期对离子交换树脂进行超声波清洗。
我厂可引进离子交换树脂超声波清洗仪，配合传统的化学药剂定期对运行中离子交换树脂进行清洗，就会防止或减少离子交换树脂的污染，提高再生效果，进一步降低酸、碱耗量。
4.结束语
我厂每年锅炉补给水处理用于再生的酸、碱费用占化学车间全年生产维护费用的三分之一以上，降低锅炉补给水处理系统再生酸、碱耗，减少酸、碱用量，不仅可以减少环境污染，还可以节约大量的生产维护费用。实践证明，只有应用科学的方法，从多个方面采取措施，才能使酸、碱耗维持在相对较低且合理的水平。