通過分析測量準確性、設備、樹脂再生、水質、樹脂性能等影響因素，確定陰樹脂受到有機物污染是造成某電廠鍋爐補給水一級除鹽系統周期制水量降低的直接原因。提出并實施了三種處理方案，均不同程度地提高了周期制水量。比較并分析了三種方案的優缺點和效果差異的原因，堿性氯化鈉復蘇法的效果最佳，酸堿交替處理法可作為短期應急方案。分析了陰樹脂受有機物污染的根本原因，提供了一個較為完整的除鹽系統周期制水量降低原因分析思路，提出了改善或解決樹脂受有機物污染問題的措施。

本文針對某電廠鍋爐補給水一級除鹽系統周期制水量降低問題，從各方面影響因素分析了其主要原因，提出并實施了三種處理方案，解決了周期制水量降低問題，并比較了三種處理方案的優缺點。針對陰樹脂受有機物污染問題分析了原因并提出了建議措施和研究方向，對該問題的改善及解決具有一定的參考價值。

01 周期制水量異常降低情況簡介

華中區域某電廠水源為江水，鍋爐補給水處理系統工藝流程為：原水→機械加速澄清池（僅投加聚合氯化鋁）→無閥濾池→機械過濾器→活性炭過濾器→陽床→除二氧化碳器→陰床→混床→除鹽水箱。

鍋爐補給水一級除鹽系統（陽床+陰床）共有三列，陽樹脂均為001×7強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂，陰樹脂均為201×7強堿性苯乙烯系陰離子交換樹脂。運行時以陰床出水電導率超過5 μS/cm或二氧化硅含量超過100 μg/L為標準執行樹脂再生程序。2019年12月，一級除鹽系統三列的周期制水量均持續為1 400～1500 m3左右，較往年同期的2 700～3000 m3有較大幅度下降，且陰床失效時二氧化硅高于100 μg/L，但電導率仍未到達5 μS/cm，周期制水量大幅度降低導致樹脂再生頻繁，除鹽水產量低，存在機組除鹽水補水量不足的風險。

02 周期制水量異常降低原因分析

通常，導致鍋爐補給水一級除鹽系統周期制水量下降的原因主要有失效判定指標測量的準確性、設備、再生、水質、季節變化、樹脂等方面。為此，從這六方面進行了原因排查。

2.1 失效判定指標測量的準確性

一級除鹽系統通常以陰床出水電導率、二氧化硅含量和陽床鈉離子含量作為失效判定標準，監測指標的準確性直接影響失效終點的判斷，進而影響周期制水量統計的準確性。該電廠以一級除鹽系統陰床出水電導率、二氧化硅含量作為其失效判定標準，通過對在線電導率表和硅表進行校驗、采用經檢定的便攜式電導率表進行比對、不同人員手工分析二氧化硅含量，確認指標測量準確，可排除失效判定指標測量不準確導致周期制水量統計不準確的可能。

2.2 設備因素

影響周期制水量降低的設備因素有：閥門內漏、管道外漏、離子交換器內部缺陷引起偏流等。通過排查，未發現與運行及再生相關的閥門及管道存在內漏、外漏現象，運行時樹脂界面平整，無偏流。因此，可以排除一級除鹽系統設備本身問題的影響。

2.3 再生因素

影響周期制水量的再生因素主要包括再生工藝和再生液質量，具體為：再生方式（順流、逆流、動態、靜態）、再生時間、再生液濃度、再生液流速、再生溫度、再生劑質量。經確認，樹脂再生步序參數與往年相同，再生操作均按照規程進行，周期制水量降低期間再生液的溫度雖然較其他時間低，但與往年同期相當。而且每批次再生所用酸堿的入廠驗收結果顯示酸堿質量符合要求，且其各項驗收指標無明顯變化，因此可排除再生因素對周期制水量的影響。

2.4 水質因素

電廠取水水源固定，查閱電廠近三年的原水水質全分析報告，其中的部分指標如表1所示。可見，每年12月份原水的含鹽量較6月份高，但每年同期的原水含鹽量無明顯變化，但有機物含量（COD）呈上漲趨勢。檢測活性炭過濾器出水的COD為6 mg/L左右（見表2），已超出《發電廠化學設計規范》（DL 5068—2014）規定的陽離子交換器進水COD要求（＜2 mg/L）。因此可排除原水含鹽量因素對周期制水量的影響，但有機物含量升高這一因素可能導致離子交換器樹脂受到污染而影響周期制水量。

2.5 季節因素

季節主要影響原水水質和再生溫度，由于本次周期制水量降低是與往年同時期相比較，通過上述再生因素和水質因素的分析，可排除季節因素造成本次周期制水量異常降低的可能。

2.6 樹脂因素

樹脂的性能會直接影響周期制水量，為此取一級除鹽系統第一列的陽樹脂和陰樹脂進行檢測分析。目視陽樹脂為金黃色，較出廠初始顏色無明顯加深；陰樹脂為深棕色，較初始顏色嚴重加深。將陰樹脂用堿性氯化鈉（4%NaOH+10%NaCl）溶液浸泡后，溶液呈棕褐色。

參照《火力發電廠水處理用001×7強酸性陽離子交換樹脂報廢標準》（DL/T 673—2015）和《火力發電廠水處理用201×7強堿性陰離子交換樹脂報廢技術導則》（DL/T 807—2019），對樹脂進行了檢測分析，結果如表3所示。陽樹脂各項指標正常，但陰樹脂的有機物含量（以CODMn計）高達7 914.9 mg/L，已達到DL/T 807-2019中“CODMn≥2 500 mg/L”的報廢標準。

陰樹脂被有機物污染后，一般呈現以下特征：

①樹脂顏色加深，由最初的淡黃色或乳白色變為深棕色、棕褐色或者黑褐色；

②再生時正洗用水量增加，周期制水量降低；

③出水電導率升高、pH下降；

④出水中硅含量增大，陰床提前漏硅；

⑤工作交換容量下降。

將該電廠一級除鹽系統周期制水量下降后的特征與上述特征進行對比發現，樹脂顏色、浸泡液顏色、出水水質變化、有機物含量等方面與陰樹脂受有機物污染后的特征基本一致。

2.7 小結

通過上述各方面影響因素分析，確定陰樹脂受到有機物污染是導致該電廠一級除鹽系統周期制水量下降的直接原因。

03 陰樹脂受有機物污染原因分析

天然水中能引起陰樹脂污染的有機物主要是腐植酸和富里酸兩類物質，結構上帶有許多苯環、羧基和羥基等，屬于羧酸類混合物，分子尺寸大小不一。當含有機物的水通過陰樹脂時會發生以下三種相互作用：

①陰樹脂對有機物的關卡作用，主要為尺寸較大的有機物經過樹脂內部孔道較小的部位時被卡住。

②陰樹脂對有機物的離子交換作用，有機陰離子與樹脂內部的功能基團以化學鍵結合在樹脂內部。

③陰樹脂對有機物的物理吸附作用，基于相似相容原理，目前廣泛使用的苯乙烯系陰樹脂與水中有機物的疏水性芳環之間存在較強的范德華引力和離子力。

根據文獻可知，混凝澄清對懸浮態有機物的去除效果較好，但對溶解態有機物的去除率極低，活性炭對天然水中有機物的去除率為20%左右，但活性炭吸附的吸附能力隨著使用會逐步降低直至無效，活性炭如果不更新或者再生，最終其對有機物幾乎無去除能力。該電廠采用混凝和活性炭過濾器預處理工藝，對有機物具有一定的去除效果，但活性炭已使用近4年時間，未更換，只定期反洗。由活性炭過濾器出水COD測試數據（見表2）可知，活性炭過濾器出水COD較原水僅稍有降低，去除有機物效果較差，未被去除的有機物會與陰樹脂發生上述3種相互作用，而且原水有機物含量逐年上漲，經長期運行累積，越來越多的有機物會存于陰樹脂中，最終導致陰樹脂受有機物污染，且常規再生方法不能將其恢復至正常水平。