阴阳床再生废水排放达标改造措施

昝杰霖

摘要：pH值是工业污水处理中最常见的受控变量之一，阴阳床是电厂除盐水处理最常用的生产工艺，其再生过程会产生强酸和强碱污水，须经中和处理方可排放。某动力厂动力车间采用阴阳床离子交换工艺生产一级除盐水、使用混合离子交换床技术生产二级除盐水；离子交换床失效后再生废水需排入中和池，调节中和池pH值至6-9才可以排入雨排系统，送至后续污水处理工艺。在此中和池中和过程中，对于中和池排水的酸碱耗用量计算，才是节约中和酸碱耗的根本方法，本文就如何控制中和排水酸碱耗方法提出探讨。

关键词：计量控制；降低；池排水；酸碱耗；方法浅析

动力厂动力车间化学水装置采用离子交换技术对锅炉给水进行处理，由于此种工艺路线不可避免的存了还原再生过程，因此会产生一定量的废水。因对离子交换树脂采用酸、碱再生工艺，废水pH值均（6～9）不能达到此环保排放要求，必须使用中和池对此加以控制和监测。酸、碱中和过程中pH值变化呈严重非线性特性，加之废水中和过程需要在体积较大的“容器”（中和池）内进行，从而使得废水中和过程较为缓慢，不仅中和池内pH值（6～9）控制较困难而且易造成过调现象，造成了酸、碱中和剂使用耗量增加，致使整个除盐水系统运行不经济。

1废水pH值的控制原理及特性

该石化动力厂动力车间采用如图1所示操作控制流程。离子交换床再生废水经在线pH计检测或人工用pH试纸检测后，若是酸性pH＜6时，加入氢氧化钠中和，提高废水pH值；若pH＞9时，加入硫酸中和,降低废水pH值。整个过程的实质就是控制中和反应后，废水的pH值。

图1中和池流程

1.1酸碱中和的非线性特性

图2H+与HO-反应浓度曲线

通常中和酸碱反应都有较为严重非线性特性，如（图2）所示，就是在H+与HO-反应时浓度非性关系；在图形两端,pH值随着加入酸、碱的量变化较较为缓慢，需要加入较多中和剂才能改变；但在图形中部时，随着中和剂的加入pH值变化非常灵敏，几近突变。

1.2pH值响应的滞后性

动力车间所以废水均在中和池内进行中和反应，pH值的响应有一定的滞后性，主要有以下原因：(1)动力车间所有离子交换床的再生废水均在中和池内进行，即所谓大“容器”内进行，由于回流、搅拌需要时间才能使三间中和池内废水反应充分、分布均匀；(2)测量的pH计与实际pH值存在一定的滞后性，一般滞后10～20秒；(3)有部分采样线的排水也排入中和池，对pH值调节存在一定的滞后；

2实际生产中的操作

由于中和反应的严重非线性特性，废水pH值不易操作，导致了“废水pH为酸性的时候加碱，废水pH碱性的时候加酸”的过调现象的发生，加酸加碱操作频繁，没有定量精细操作的理念，酸碱消量大，直接影响了除盐水的制水成本。

3操作方法建模

动力车间化水装置中和池废水进水情况复杂，有混和离子交换床再生废水进入，有阴、阳床再生废水进入，废水pH变化较大，且混和离子交换床使用硫酸、烧碱再生、而阴、阳离子交换床使用盐酸、烧碱再生，而再生废水中和使用硫酸、烧碱，且操作随着来水质波动，交换树脂老化等问题利用对离子交换床使用再生剂计算中和使用的硫酸、烧碱量较为复杂。

因此根据现有情况对中和池pH值进行调节采用以下述方法：

对中和池内废水pH值测量，根据中和池内pH值的情况计算相应的酸、碱应加入的量：H⁺+HO^-=H₂O的离子反应方程式，求出相应使用的H⁺浓度或HO-离子的浓度，以及中和池内的废水液位换算成为相应所需再生剂的体积（使用92%的浓硫酸，使用17%的烧碱，其中各项物理指标均可查表获得）；

(2)然后根据硫酸、烧碱储存容器的结构类型计算出相应体积与液位的关系（其中动力车间烧碱储罐为卧式椭圆封头储罐，中和用硫酸储罐为立式椭圆封头储罐）；

(3)根据所需中和用的硫酸、烧碱情况，直接通过粗调线从需要的储罐中放出相应液位的中和剂进行反应，经过半小时回流，通过细调线的部分调整便可达到精细操作的目的，从而节约中和再生酸碱耗量情况。

结论：

通过以上的建模过程，利用计算机系统对以上数学模型编程，计算出相应使用中和剂的液位。经过操作人员的试验，此方法可以有效的解决了中和池pH调节困难，操作频繁的问题，也给对于没有条件增加计量储罐的情况，提供了相应的借鉴及指导。

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