摘要：某厂水处理阴阳床为锅炉补给水除盐设备，投运八年，制水量和运行周期明显下降，造成在制水过程中，床体运行时间缩短，再生频繁，酸碱耗量增加。通过仔细认真分析认为某厂阴阳床运行周期逐渐缩短伴随制水量下降的主要原因及解决此问题采取的方法和措施。
关键词：阴阳床；运行周期；提高；控制
水处理阴阳床制水量和制水周期随着使用时间增加，运行周期逐渐缩短，周期制水量降低，再生频繁，能耗高。针对上述问题，通过原因分析和科学手段，提高水处理阴阳床制水量和制水周期。
1、原因分析
水处理阴阳床运行周期逐渐缩短伴随制水量下降的主要原因是树脂压实污堵和树脂轻度污染，逆流再生离子交换器平时再生只进行小反洗，即对中排装置以上的压脂层进行反洗而对于中排装置以下的绝大部分树脂不进行反洗。由于运行时间太长时，压脂层就要截留一部分杂质及污物，夹杂在树脂间隔，影响树脂的交换能力和再生效果。同时由于较长时间树脂未反洗，极易出现树脂结块等不良现象，增加了水流阻力，大大影响了出水流量。
2、制水设备
2.1再生
再生一般是指恢复填料至初始工作状态的过程。对于离子交换树脂而言,就是指恢复其交换能力的过程,此过程主要由反洗、进再生剂、置换、正洗等阶段组成。
2.2酸碱耗
酸耗是指恢复阳离子交换树脂1mol离子交换能力所消耗再生剂(如盐酸)的克(g)数;碱耗是指恢复阴离子交换树脂1mol离子交换能力所消耗再生剂(如氢氧化钠)的克(g)数。酸、碱耗常用的单位是g/mol。阳双室床酸耗＝再生用盐酸量/[周期制水量×(进水平均碱度＋出水平均酸度)]，阴双室床碱耗＝再生用氢氧化钠量/[周期制水量×(进水平均酸度＋进水平均CO2＋进水平均SiO2)]
2.3失效
制水设备动态离子交换过程中,工作层不断移动,当保护层出水水质达到一定标准时,为保证水质合格,即认为交换器已经失效,通常失效的判断标准为阳床出口钠离子≤100μg/l,阴床出口电导率≤5μs/cm,二氧化硅≤50μg/l。
3、解决方案
针对上述两个原因我们决定采用阴阳床大反洗及大反洗后双倍计量再生的方案，分析研究首先从改进水处理阴阳床大反洗入手，通过相关技术手段，提高水处理阴阳床运行周期和周期制水量，从而达到节能降耗的目的。
3.1大反洗概念及目的
a.何谓大反洗。所谓大反洗指的是交换器中的树脂失效后，在再生以前，用水进行自上而下的短时间的强烈反洗，以去除树脂中的脏物，称为大反洗。
b.大反洗的目的。松动交换剂层。在交换过程中，带有一定压力的水持续地自上而下地通过树脂层，因而被压得很紧。为了使再生液在树脂层中均匀分布，以得到充分再生，需在再生前进行大反洗，使树脂层能够得到充分的松动；消除树脂上层中的悬浮物、碎屑和气泡。在交换过程中，上层树脂还起着过滤水的作用，水中的悬浮物等杂质被截流在这层树脂中。这不仅使水在通过时的压降增大，还可使树脂结块，从而使交换容量不能得到充分发挥。在长期运行中产生的树脂碎屑，也会影响水流的通过，大反洗可以清除这些悬浮物和碎屑，还可以排除树脂层中的气泡。
c.大反洗的说明。大反洗时反洗水的水质应澄清，不污染树脂；反洗强度一般控制在既能使污染树脂层表面的杂质和树脂碎屑被带走，又不至于使完好的树脂颗粒跑掉，而且树脂层又能得到充分的松动。（反洗强度指的是单位面积上、单位时间内流过的反洗水量），最优反洗强度由实验求得，反洗要一直进行到出水清澈不浑浊为止。某厂锅炉补给水除盐系统设计四套一级除盐＋混床，整个系统运行出力为480t/h，采用并联连接。大反洗操作主要针对四套出力为120t/h的逆流再生强酸阳离子交换器及四套出力为120t/h的逆流再生强碱阴离子交换器。反洗水主要来自2×2000T和2×1000T的除盐水水箱及其它运行中的阳离子交换器或阴离子交换器，大反洗操作根据本厂前置设备的运行情况以及阳、阴离子交换器运行的进出口压差的大小来决定是否进行设备的大反洗。
3.2阴阳床大反洗及双倍计量再生操作方法
大反洗。大反洗的方法也可利用予喷射系统或当有其它离子交换设备运行时，利用运行设备的出水从被反洗离子交换器的出水门进入进行反洗。启动任一除盐水泵，开启被反洗离子交换器的大反洗进水门、反洗排水门，利用自用泵出口手动门调整反洗水流量至40t/h～50t/h左右，反洗至出水清澈，无破碎树脂排出为止，关闭大反洗进水门、反洗排水门。
a.放水。开启被反洗离子交换器的中排门、排气门，放水至中排门无水排出为止。
b.预喷射。
启动任一除盐阴和阳再生水泵，开启被再生离子交换器的进酸或进碱门，开启被再生离子交换器的预喷射进水门，调整预喷射水量至20t/h～25t/h之间，时间大约5分钟左右，观察中排排水畅通，树脂无翻动现象。
c.进酸或进碱。必须为双倍剂量再生。开启酸或碱计量箱的出酸或出碱出口气动门，投入酸或碱浓度计，利用酸或碱计量箱的出酸或出碱出口手动门调整浓度至2.5％至2.8％之间，总进酸或进碱量为2.8M3左右，时间大约为120分钟左右。（正常再生总进酸碱量为1.4M3，时间60分钟左右）。
d.置换。关闭计量器出酸或出碱气动门、手动门，维持予喷射原流量不变，时间为45分钟左右，置换时间必须足够。关闭被再生离子交换器的进酸或进碱门、予喷射进水门、中排门。
e.排气进水。开启被再生离子交换器的逆向进水门，至排气门出水为止，关闭逆向进水门、排气门。
f.小正洗。开启被再生离子交换器的小正洗进水门、中排门，时间大约为7～10分钟。关闭小正洗进水门、中排门，停除盐水泵。
g.正洗。开启被再生离子交换器的进水门、正洗排水门，启动一台清水泵，正洗阳床可直接进行，如正洗阴床可投运任一阳床。10分钟后，投运监测仪表，正洗至出水合格。阳床Na≤100μg/l，阴床DD≤5цs/cm。关闭进水门、正洗排水门，列入备用。
3.3大反洗操作的注意事项。
a.大反洗操作时，严禁正常颗粒树脂跑出，必须有再生员在现场随时进行监督。
b.保证进酸或进碱量及置换时间必须足够。
c.予喷射流量必须稳定，严禁流量大幅度波动，中排管排水必须畅通，必须随时监督防止树脂有翻动现象。
e.保证再生液有足够的浓度，严禁再生液浓度有忽高或忽低的现象。
f.做好个人的安全防护工作。
4、效果评价
从18年10月到18年12月，通过阴阳床大反洗及大反洗后的双倍计量再生，经过为期两个月的方案实施后，阴阳床平均运行周期均达到并超过预定的目标值，阳床运行时间由原来118小时上升到182小时，阴床运行时间由原来96小时上升到125小时，效果显著。
5、经济效益
认证通过对水处理阴阳床采用阴阳床大反洗及大反洗后双倍计量再生的方法进行再生后，对比先前再生方法，阳床单次再生成本为1834元，18年5～8月共再生6次，再生成本为11046元，采用大反洗和双倍再生法后，19年5～8月共再生2次，再生成本为3682元，改进方法后节约资金7364元，节约工时12小时；阴床单次再生成本为2111元，18年1～8月共再生10次，再生成本为23110元，采用大反洗和双倍再生法后，19年1～8月共再生4次，再生成本为9244元，改进方法后节约资金13866元，节约工时18小时；阴阳床两项共节约资金21230元，共节约工时30小时。通过以上计算比较，通过对对水处理阴阳床采用阴阳床大反洗及大反洗后双倍计量再生的方法，取得了非常可观的经济效益。
结语：
在面对某厂水处理阴阳床制水量和运行周期明显降低的实际状况下，立足于自身通过分析和研究，采用阴阳床大反洗及双倍计量再生的操作方法，使得阴阳床制水量明显提升，阴阳床的运行周期：阳床的运行周期由原来的118小时延长到182小时，阴床的运行周期由原来的96小时延长到135小时。通过改进再生运行方式，取得了较好的经济效益，对其他有类似情况的电厂水处理系统提高制水量和延长运行周期有较好的借鉴作用。
参考资料：
[1]周海峰.浮动床周期制水量减少的原因分析及对策[J].工业水处理.2007(02)
[2]向秀珍.一级复床周期制水量提高方法的分析[J].信息记录材料.2019(11)
[3]印胜伟.提高热电厂离子交换器周期制水量的措施[J].中国设备工程.2007(09)
[4]王治杰,陈春玲,李超.运行中影响浮动床周期制水量的关键因素[J].山东电力技术.2009(04)
[5]司海翠.优化水处理工艺提高阴床周期制水量[J].中小企业管理与科技(下旬刊).2013(10)
[6]朱亮华,何红超,王立.锅炉补给水除盐系统制水量降低原因分析及处理[J].河南电力.2013(04)
[7]工业水处理技术[M].化学工业出版社,周本省主编,2002
[8]水处理工程师手册[M].化学工业出版社,唐受印,戴友芝等编,2000
[9]锅炉水处理[M].中国建筑工业出版社,王方编著,1993