摘要：系统开展了不同结晶母液空床滤速及水质组成条件下的逆流再生中试研究，确定了最优的母液再生工艺参数。固定再生时间7h，分别采用原始母液空床滤速6.11m/h、5.44m/h、4.76m/h、4.08m/h、3.40 m/h，树脂的平均再生度分别为62.68%、61.27%、60.79%、54.68%、48.32%；再生废水中硫酸钙离子积随空床滤速增加而减小，再生历时分别不宜大于6h、5h、4h、4h、4h；最优母液空床滤速和再生历时分别为5m/h和4h。固定空床滤速4.76m/h，当母液中硫酸根离子浓度分别为583.30mg/L、1750mg/L、2917mg/L、4083mg/L、5833mg/L时，树脂再生度分别为77.32%、75.85%、72.15%、68.09%、61.42%；当母液中硫酸根离子浓度小于和大于3000mg/l时，适宜的再生历时分别为5 h和4 h。固定空床滤速4.76m/h，当母液中钠离子浓度分别为13.47g/L、25.18g/L时，树脂再生度分别为54.16%、75.63%；适宜的再生历时分别为4h、6h。
关键词：阳离子交换树脂；逆流再生；结晶母液；空床滤速；硫酸钙
油田生产中，大部分油田采出水经处理后回注地层，有少量外排或回灌处理[[[] 谭文捷,党伟,唐志伟,王莉莉. 油田采出水回用技术研究进展[J]. 化工环保,2010,06:501-504.],[[] Zhen X H, Yu S L, Wang B F, et al. Flux enhancement during ultrafiltration of produced water using turbulence promoter.Journal of Environmental Science.2006.18(6): 1077-1081]]。油田采出水水质复杂,目前纳滤技术已被应用于较多油田采出水的处理[[[] 杨德玉, 张颖, 史荣久,等. 硝酸盐抑制油田采出水中硫酸盐还原菌活性研究[J]. 环境科学, 2014, 35(1): 319-326.],[[] 刘宁,周佩,董俊,等.纳滤法处理富含SO2-4油田注入水的防垢阻垢作用[J].油田化学,2015,32（4）:603-606.]]，但纳滤浓水的处理一直是低碳经济时代清洁生产中的一个难点。某油田采出水纳滤处理的浓水处理与回用工艺如图1，经反渗透系统的纳滤浓水，浓缩后的废水钙离子浓度较高,通过引晶系统降低水中的钙离子浓度,并添加NaOH去除镁离子后，采用树脂软化将硬度降至更低，利用高压平板膜进行浓缩后，剩余浓水再冷冻结晶处理，冷冻母液与产水混合有效利用，同时生产芒硝、有效利用资源，实现清洁生产。冷冻母液中，一方面含有大量钠离子，若直接外排，会造成资源浪费和土地污染；另一方面含有较高浓度的硫酸根离子，回注时易产生以硫酸盐为主的无机垢[[[] 肖曾利,蒲春生,时宇,宋向华. 油田水无机结垢及预测技术研究进展[J]. 断块油气田,2004,06:76-78+94.]]，腐蚀管道和设备造成大量的经济损失。
根据上述冷冻母液水质特点，将其作为再生钠型阳离子交换树脂的再生液，可充分利用其中所含的大量钠离子，再生已失效的树脂，使其恢复离子交换能力，降低高硬度原水的软化成本。但与常规工业氯化钠再生液相比，结晶母液中含有较高浓度的硫酸根离子，虽然其本身不参加树脂的再生，但树脂再生过程中，可能会与失效树脂中被置换出的钙离子反应，形成硫酸钙沉淀而影响树脂的再生效果。
作者：程雪娜