纯水制备中三价铁超标原因及处理

张敏，史红军，彭书伟（中国神马集团尼龙66盐公司，河南平顶山　 467013）

　　摘　要：针对纯水生产过程中Fe³⁺长期超标现状，结合生产实践，从工艺、设备及原料等方面分析原因，确认Fe³⁺超标主要是设计选材不当造成脱碳塔铁部件腐蚀及阴树脂严重污染。施工质量问题造成管道衬胶破损及再生用破不合格等原因，并提出了相应的解决办法。
　　关键词：给水处理；纯水制备；离子交换
　　中图分类号：TU99．26
　　文献标识码：B
　　文章编号：1009－2455（2002）06－0025－02

　　中国神马集团公司动力厂化学水装置负责全公司脱盐水、纯水的供应，其水质指标特别是纯水的质量指标直接关系着我公司的终产品——尼龙66盐溶液的品质。根据规定，纯水中Fe³⁺、的质量浓度不能大于30μg／L，而我厂化学水装置自1999年开车以来纯水Fe³⁺指标就时有超标，但合格率基本能控制在70％－80％，所以没有引起我们的重视，到2001年6月份后则超标频繁且数值较大（有时高达70μg／L），合格率平均仅为25％左右，极大地影响了后系统的产品质量。

1 原因分析及处理

　　为了准确地查找原因，我们按照图1所示的流程进行了Fe³⁺全分析，初步确定为如下几个原因：

1．1 设计选材不当
　　原水经过阳床处理后即为软水，随后至脱碳塔除掉水中的二氧化碳，经查阅初步设计，脱碳塔内的蓖子板（即填料下端承重部件）设计为碳钢材质，而软水pH值在2.8－3.0之间，对碳钢有极强的腐蚀性，遂对脱碳塔进出水进行Fe³⁺分析，分析结果见表1。
从表1中看出，软水经过脱碳塔后，系统中Fe³⁺含量升高较多，确定脱碳塔铁泄漏严重，并导致阴树脂铁污染，以致于阴树脂不但不能吸附水中的Fe³⁺，还有可能不断地释放，增大了混床的运行压力，同时我们也明白了开车初期Fe³⁺指标合格率尚能维持在70％－80％可能是因为阴树脂吸附了大量的铁离子。所以，我们认为脱碳塔铁部件腐蚀应该是纯水Fe³⁺超标的主要原因。
　　将脱碳塔内的蓖子板更换为不锈钢材质，消除了脱碳塔漏铁现象。

表1 脱碳塔进出口Fe³⁺分析

水样编号 进口ρ(Fe³⁺)/(mg.L^-1) 出口ρ(Fe³⁺)/(mg.L^-1) 1 0.06 0.21 2 0.05 0.16 3 0.10 0.23

1.2 施工质量不好
　　对阴阳床的进出口管道泄漏及检修情况进行统计，发现2台阳床出口管及4台阳床的进酸管线发生过泄漏，4台阴床进口管弯头均发生泄漏，对停运的混床的出口管道进行电火花检测，发现有较大面积的衬胶破损。由此判断在各衬胶管道发生泄漏前较长一段时间内一直在发生铁泄漏，直到出现穿孔。
　　针对以上现象，我们分析认为，衬胶管道在如此短的时间内发生较大面积的破损，应该是施工质量问题，通过进一步的确认发现，大多数的泄漏均发生在弯头的连接法兰处，从换下的弯头看，法兰处的衬胶在安装时就已破损。
　　将4台阴床的一段进水管及2个弯头、2台阳床的出水管弯头、混床的出口管线和纯水箱全部更换为不锈钢材质，将酸再生衬胶管线全部更换为玻璃钢管，解决了衬胶管道铁泄漏问题。
1．3 再生用碱不合格
　　根据原设计，我公司一直使用的是附近厂家生产的隔膜碱，但内含杂质较多，且有可能Fe³⁺含量超标，为此对其进行了取样分析，从分析结果看，其铁的质量分数在0.0012％－0.0015％之间，而标准为≯0.0005％。
　　另外，用交换柱做试验，分别用隔膜碱和离子膜碱再生混床树脂，试验结果见表2。

表2 两种碱再生时混床进出水中Fe³⁺ mg.L^-1

水样编号 隔膜碱再生ρ(Fe³⁺) 离子膜碱再生ρ(Fe³⁺) 进水 出水 进水 出水 1 0.10 0.051 0.10 0.039 2 0.09 0.042 0.09 0.033 3 0.07 0.039 0.07 0.028

　　由表2看出，用离子膜碱再生的混床树脂出水Fe³⁺含量较隔膜碱再生的混床树脂出水中Fe³⁺含量低。将再生用碱更换为离子膜碱后，混床出水水质有较大提高，Fe³⁺含量明显下降，同时阴树脂铁污染也得到控制。
1．4 阴树脂的处理
　　对阴树脂污染问题，采用了化学处理的方法：首先用质量分数为5％－10％的Na₂S₂O₂溶液浸泡24h，然后用质量分数为10％的盐酸溶液浸泡12h，最后进行信量再生，通过处理，阴树脂颜色变浅，铁污染得到缓解。

2 实施效果

　　上述措施实施后，系统铁泄漏已基本得到了控制，同时混床出水水质不断提高，纯水Fe³⁺指标合格率持续上升，如表3所示。

表3 实施前后纯水Fe³⁺指标合格率对比

时间 ρ(Fe³⁺)/（μg.L^-1) 合格率/% 最大 最小 平均 2001-07 50.63 18.5 35.6 37.5 2001-08 45.34 17.6 32.5 50 2001-09 38.52 15.2 27.6 80 2001-10 30.25 16.32 23.16 90

3 结语

　　通过一系列的检修。工艺处理和技改，造成纯水Fe³⁺偏高的因素已基本消除。目前，该项指标合格率已达90％以上，系统运行稳定，没有再发生铁泄漏现象，为我公司的产品质量提供了可靠的保证。

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　　作者简介：张敏（1972--），男，湖北松滋人，技术员，毕业于河南城建高等专科学校，从事给排水专业工作，电话（0375）
3989340。