活性炭預處理在軟化水站的應用
摘要:以山東鋁業公司軟化水站為例，介紹了當地城市給水處理廠引入黃河水后，軟化水站出現的問題、原因以及采取活性炭過濾措施的效果，說明利用活性炭進一步處理該類自來水是解決此類問題的有效方法。最后提出了幾點建議。
關鍵詞:給水處理廠;黃河水;離子交換樹脂;活性炭預處理
我國工業企業的離子交換水處理系統大部分以自來水作為原水。近年來，隨著“引一黃工程”的深人，黃河兩岸部分城市給水處理廠逐漸改為以黃河水作為源水，經常規工藝處理后，出水往往達不到離子交換樹脂的進水要求，這樣將會影響離子交換器的運行，甚至造成經濟損失。
1 軟化水站簡況
山東鋁業公司(簡稱“山鋁”)軟化水站制水能力為200m3/b，系統軟化水主要供給氧化鋁生產，包括生產成品濾布的洗滌。其軟化水水質要求:硬度<1.0mmol/L，堿度<0.7mmol/L。該站自1975年投運以來，一直以當地的自來水作為原水，多年來運行穩定，出水水質基本上能夠達到要求。工藝流程如圖1所示。
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2“引黃”后出現的問題
當地城市給水處理廠引人黃河水作為源水后，“山鋁”軟化水站出現了以下問題:
①再生周期明顯縮短。2001年初，軟化水處理系統H+、Na+交換器再生周期開始縮短，一年后再生周期由原來的20h左右降至8h，致使再生液耗量大大增加，再生費用與往年同比增加65萬元。
②系統制水能力降低。在再生周期縮短的同時，系統的制水能力也明顯下降，甚至達不到150m3/h，只能以其自備電廠的冷凝水補充軟化水系統制水能力的不足，導致氧化鋁生產成本上漲20元/t,造成經濟損失達175萬元/a.
③交換樹脂變質嚴重。離子交換器內H+、Na+交換樹脂嚴重變質，樹脂表面粘附一層黃色粘膜，樹脂易碎且破損嚴重，造成樹脂嚴重流失，樹脂的補充量由正常年份的5%上升到20%，樹脂損失量高達14t/a，此項經濟損失達9萬元。
3 原因分析
通過化驗，發現軟化水處理系統進水水質發生了變化。“引黃”前后原水水質的對比見表1
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從表1可見，“引黃”后原水的總硬度及溶解性總固體變化不大，而濁度達3NTU，高錳酸鹽指數達2.5mg/L;經過分析得知樹脂表面粘附的黃色粘膜為細小勃土顆粒。由此可見導致軟化水處理系統制水能力下降等問題的具體原因是進水的濁度及高錳酸鹽指數超標。通過調查得知，當地城市給水處理廠2000年引人黃河水作為水源水后，僅增加了預沉措施，仍采用以混凝、沉淀、過濾、消毒技術為主的常規水處理工藝。
黃河水是一種含高懸浮物的高濁地表水，其泥沙粒度分布范圍較大，經過預沉處理后的黃河水濁度仍然較高(一般為幾+到100NTU)，按常規工藝處理后出水中仍含有少量的細小赫土顆粒。這種細小的勃土顆粒可以附著于離子交換樹脂表面而降低交換容量，導致離子交換系統制水能力降低和再生劑耗量增大等問題。
4 活性炭預處理及效果
針對軟化水系統出現的問題及成因，需對原水進行預處理。采用活性炭過濾技術可以去除原水中的有機物及細小勃土顆粒，消除其對離子交換樹脂的影響。在軟化水系統前設置4臺φ3m的活性炭過濾器(Q=70m3/h)。原水經活性炭過濾器后，其出水濁度及高錳酸鹽指數均為零，可見活性炭對原水中的有機物及細小勃土顆粒具有較好的去除效果。改造后“山鋁”軟化水站的工藝流程如圖2所示。
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“山鋁”軟化水站增加活性炭預處理設備，工程總投資為88萬元。自2003年8月投運以來，基本解決了“引黃”后系統所出現的問題，提高了系統的制水能力，減少了樹脂再生劑耗量，降低了樹脂的破損率。
5 結語
“山鋁”自備電廠及附近一些廠礦的離子交換系統同“山鋁”軟化水站一樣，均遇到了同樣的問題。“山鋁”自備電廠的離子交換系統于2004年初增設了活性炭預處理設施，也取得了較好的效果。隨著“引黃工程”的進一步深人，給水處理廠在引入黃河水的同時，應該根據黃河水的水質特點采取相應的預處理和深度處理措施。密切關注系統的運行情況，發現問題應及時采取措施，以免遭受更大的經濟損失。
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