對新脫鹽站酸性廢水處理的探討
1、新脫鹽站廢水的現況
動力廠供熱車間新脫鹽站建于80年代初，主要任務是向一化、三胺、催化、供熱35噸鍋爐等化工單位供送電導率≤10μs/cm、SiO2≤0.2mg/l的脫鹽水。該系統采用離子交換一級復床除鹽工藝，陽床、陰床均為固定床逆流式再生，再生劑分別為硫酸和氫氧化鈉。
1.1廢水來源
廢水來源于陽床和陰床的再生過程。當陽床運行失效后，需用1%、2%的稀硫酸對陽床進行再生，陽床再生時產生酸性廢水；當陰床運行失效后，需用1%的氫氧化鈉對陰床進行再生，陰床再生時產生堿性廢水。
1.2廢水的水質、水量
該廢水屬無機化工二次廢水，由于該系統設計缺陷，酸性廢水水量遠大于堿性廢水，兩種廢水中和后平均PH值為1.2左右，水體中主要含硫酸及各類無機鹽，水量達14.7t/h。
1.3廢水處理方式
該廢水目前的處理方式是兩種廢水簡單中和后進入一座200m3廢水池，在廢水池中投加固體氫氧化鈉，調節至PH值為6~9后，間斷排入1號溝。廢水工藝流程如圖1：
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2、新脫鹽站廢水處理存在的問題
2.1制水工藝設計不合理
原制水工藝設計不合理是造成廢水處理困難的主要因素，其陽床制水周期僅為8小時，而陰床制水周期為24小時，加之原水污染、陽樹脂中毒現象時有發生，這必然造成陽床制水周期縮短，再生酸耗高，再生頻繁，使得酸性廢水水量遠大于堿性廢水量，從而造成廢水PH值嚴重偏低。
2.2中和處理成本高
由于采用投加99.9%的片堿進行中和處理，成本很高，將PH值為1.2的酸性廢水調節至PH值為6~9，平均每噸廢水耗堿1.75公斤，按目前片堿市場價約1700元/噸計，中和處理廢水的片堿費用達3.06元/噸廢水。
2.3中和處理控制困難、勞動強度大
由于廢水池容量大、無攪拌設施，加之固堿溶解緩慢，常造成中和不徹底，廢水池各個點PH值差異大，控制調節困難，需人工攪拌，工人勞動強度大。
2.4不安全因素多
廢水池池墻狹窄，操作人員需在池墻上走動，進行人工攪拌。特別夏季來臨時，由于曝曬、雷雨等因素，易造成操作人員中暑、滑跌、高處墜落等安全事故。
3、新脫鹽站廢水防治的探討
對新脫鹽站廢水應從“防”、“管”、“治”三條途徑加以綜合治理。最好的辦法是改進生產工藝，采用無“廢”或少“廢”工藝，消除或減少污染源，盡量不排或少排。加強管理也是預防和促使治理的有效手段。治理廢水，使其達標排放，是最后的補救辦法。由于車間已對廢水處理采取了多項切實有效的管理措施，在此主要對改進制水工藝加以探討。
3.1改進制水工藝
從工藝上考慮,可在新脫鹽站的陽床前增設弱陽離子交換器。陽床前增設的對新脫鹽站酸性廢水處理的探討，可充分利用陽床再生排出的余酸對弱陽離子交換器進行再生。由于弱陽離子交換樹脂的交換容量遠大于強陽樹脂的交換容量，這樣既能提高陽床的抗污染能力，延長陽床的制水周期，降低陽床再生頻率，減少酸性廢水排放量；又可使弱陽離子交換器排出的酸性廢水的PH值顯著提高。工藝流程如圖2：
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3.1.1弱酸樹脂體積初步測算
正確計算并綜合確定強弱兩種樹脂的比例是發揮該工藝特性的決定性因素。以兩種樹脂同時失效為原則，我們根據2004年3月西南電力設計院提供的新脫鹽站的水質全分析報告和新脫鹽站陽床的現況，參考某樹脂生產廠提供的D113樹脂的工作交換容量進行了初步測算：
Vr=Vq [Eq (Hz-a)÷Er(Ck- Hz +a)]
=8.83[815.6(3.29-0.2) ÷1631.3(5.2956-3.29+0.2)]
=6.59 m3
式中: Vr --------弱酸樹脂體積 Vq--------強酸樹脂體積
Eq--------強酸樹脂工交容量 Hz--------水中碳酸鹽硬度
Er --------弱酸樹脂工交容量 Ck --------水中∑陽離子
a----------弱酸樹脂層出水平均碳酸鹽硬度的泄漏量
計算結果顯示當弱酸樹脂體積為6.59 m3時，陽床和弱酸離子交換器可以實現同步失效、同步再生。
3.1.2陽床制水周期與陰床制水周期的匹配
現在，陽床和弱酸離子交換器可以做到同步失效、同步再生了。但其是否能與陰床基本做到同步失效、同步再生呢？我們根據生產水水質全分析數據、陽床和弱酸離子交換器的工交容量、現有系統要求的生產能力進行了測算：
T=（Eq×Vq + Er×Vr）÷(Ck×Q)
=（815.6×8.83+1631.3×6.59）÷(5.2956×170)
=19.9小時
式中: T -------- 陽床制水周期 Q --------陽床出力
計算結果顯示陽床制水周期略小于陰床24小時的制水周期。由于脫鹽工藝設計要求陽床制水周期要比陰床的制水周期略短，以保證脫鹽水的水質，這一結果正好符合要求。
3.1.3設備來源
因公司即將建設3萬噸/年三聚氰胺裝置，供熱車間的水處理崗位將拆遷，弱陽離子交換器是否可以利用水處理崗位拆遷后的舊設備呢？我們對樹脂的填裝高度進行了測算：
Hr= Vr÷（πR2）= 6.59÷（3.14×1.252）=
1.34m
式中: Hr--------弱陽離子交換樹脂的填裝高度
R--------弱陽離子交換器半徑
計算結果顯示大于0.8~1.0 m的安全高度，只需將其樹脂進行更換并按計算量裝填弱陽離子交換樹脂即可。
3.1.4效果和經濟效益預測
改變原制水工藝后，制水的酸耗和廢水處理的堿耗都將大幅下降。由于陽床制水周期延長為19.9小時，可與陰床實現同步再生，與現在的運行方式相比，每天可少再生一臺陽床，且排出的廢水將接近中性，與現在的廢水處理方式相比，每天可節約片堿達650公斤，全年可節約廢水處理費用40余萬元，不到一年即可收回其投資，經濟效益顯著。
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