脱盐水处理工艺技术的比较与选择

丝路视野

脱盐水处理工艺技术的比较与选择

窦茂吉

（山东国信环境系统股份有限公司，山东 德州 253000）

【摘要】化学水处理是工厂安全生产过程中非常重要的环节，脱盐水系统的好坏直接影响工厂的生产安全。除盐处理工艺的要求是多样的，用户对不同技术的看法也不同。例如有些用户希望用反渗透技术，而有些用户则希望用更传统的技术如离子交换，另外有些用户则以低投资为主要考虑因素。基于此，文章就脱盐水处理工艺技术的比较与选择进行简要分析，希望可以提供一个有效的借鉴。

【关键词】脱盐水；处理工艺技术；比较；选择

一、工艺选择的必要性

由于水处理设备的工艺是根据不同的入水水质和出水要求而设计的，针对不同的原水水质特点而设计水处理方案才是最经济有效的方案，同时也是出水水质长期稳定的保证。

（一）离子交换+混床工艺

原水直流入过滤水槽(有些装置使用机械过滤器，可称多介质过滤器)进行预处理，再通过原水泵将水送至阳床上部与强酸阳树脂接触，强酸阳树脂对水中的Ca2+，Mg2+，Na+，K+等阳离子进行置换；除去阳离子后的水送入脱碳塔上部，在塔内与塑料多面空心球填料接触形成水膜，水中的HCO-3很快被分解成H2O和CO2，CO2通过风机从塔顶吹除，从而减轻阴床的负荷；脱除CO2后的水进入中间水池，由中间水泵将水送入阴床，与强碱阴树脂接触，强碱阴树脂对水中的SO42-，Cl－，NO3－等阴离子进行置换，除去水中的阴离子；在离子交换的过程中，阴、阳树脂承载离子饱合而失效后，由再生系统对阴、阳树脂进行再生，再生结束后进入下个制水周期，再生废水经酸碱中和处理合格后外排。

（二）反渗透法

原水经原水泵送入石英砂过滤器降低浊度，通过活性炭过滤器降低COD、胶体及有机大分子的含量(城市自来水中的余氯)。再送至保安过滤器进行预处理最后工序，使原水SDI 小于5mg/L，满足反渗透(RO)主机的进水要求。经保安过滤器后预处理过的水由高压泵送至RO主机反渗透膜进行脱盐处理。反渗透膜截留下的有机物、胶体和无机盐由浓水侧直接排掉(或进入公司其它水系统循环使用)，不会造成环境污染。得到的脱盐水由膜清水侧送出。由于膜的运行与温度有关，在温度低时会降低产水量，所以在冬季原水须由加热器加热至25℃左右。另外反渗透膜运行4周~8周需进行1次化学清洗，以保证膜的透水量。

二、离子交换法与反渗透法的特点

（一）离子交换法的特点

优点:预处理要求简单，工艺成熟，出水水质稳定，设备初期投资成本低；由于采用阴、阳离子交换树脂置换出水中起交换反应的阳、阴离子，原理类同于用酸、碱置换水中离子，所以在原水含盐量较低的工况下运行成本较低；除盐率可达99.99%，通常作为生产纯水的终端除盐技术；如果工艺设计合理，水利用率可达90%。

缺点:离子交换床阀门众多，操作复杂烦琐；细菌易在床层中繁殖，且离子交换树脂会长期向纯水中渗溶有机物；由于需要酸、碱再生树脂，再生废水必须经处理合格后排放，存在环境污染隐患；自动化操作难度大，投资成本高；在原水含盐量较高的工况下，酸、碱及树脂损耗量大，运行成本高。

（二）反渗透法的特点

优点:与传统的水处理技术相比，特别是多种膜技术的配合使用，再辅之其他水处理工艺，如石英砂、活性炭吸附、脱气、UV杀菌、离子交换等，具有工艺简单、操作方便、易于自动控制、无污染、运行成本低等特点；原水含盐量较高时，对运行成本影响不大。

缺点:①预处理要求较高，初期投资较大。②除盐率为99%，低于离子交换法，故一般用于高含盐量原水的初步除盐，或作为离子交换法的前置除盐技术，不可作为生产超纯水的终端除盐手段。③必须不断排放一部分浓水，对于含盐量不高的天然水，水的一次利用率只有75%；若采用反渗透+混床工艺制备电站锅炉给水，水利用率最高可达92%。

三、环境效益分析

系统排水水量比耗:反渗透+混床每生产1t锅炉用水，约需要1.08t的自来水；离子交换+混床每生产1t锅炉用水，约需要1.1t的自来水。

1.反渗透系统(以产水150t/h计算)

（1）浓水水量:300t/d；排水出路:收集在浓水池中，可作为工厂的冲厕、收尘、浇花、冲洗马路等，循环利用。

（2）预处理反洗水水量:约30t/d；水质:SS(悬浮物)含量较高。排水出路:直接排入公司废水系统。

（3）混床再生清洗排水水量:约20d/次，48t/次；排水出路:收集在废水中和池，经中和达标后排出。

废水总排放量:小于332.4t/d。

2.离子交换系统(以产水150t/h计算)

（1）预处理反洗水。水量:约30t/d；水质:SS(悬浮物)含量较高；排水出路:直接排入工厂废水系统。

（2）系统化学清洗排水。水量:365t/d；水质:冲击性的酸碱性水，主要是再生时即耗稀盐酸和稀碱溶液，pH值1~14，浊度较高；排水出路:必须在中和池内经中和达标后才能排入下水道，不能循环利用。

（3）混床再生清洗排水。水量约20d/次，48t/次；废水排放，收集在废水中和池，经中和达标后排出；排放废水总量397.4t/d。

综上，随着反渗透技术的发展，特别是超低压膜(或抗污染膜)、反渗透低压膜的使用，以及电除盐技术的应用从而降低了运行成本，并且保护了环境。

参考文献

[1] 袁德玉.全膜分离法脱盐水处理系统设计[J].给水排

水,2014(02):62~65.

[2] 王志国.脱盐水处理过程自动监控系统的研究[D].天津:天

津科技大学,2016.

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