除鹽水設備處理工藝

除鹽水設備工藝介紹

概述：除鹽水設備是用來生產除鹽水（去離子水）的設備，目前的除鹽水設備為二級反滲透+EDI+精混床工藝，取代反滲透+混床工藝，還有一種更落后的除鹽水設備就是離子交換+混床工藝。反滲透+混床工藝還是被大多鍋爐電廠使用，因為二級反滲透+EDI前期投入費用比較高，但是非常環保。也有用一級反滲透+EDI工藝，只是沒有這么穩定，但是也可以考慮的一種。益民水處理是專業生產除鹽水設備的廠家，根據客戶的要求采用適合客戶的除鹽水工藝方案。

1　前言

目前除鹽水設備處理工藝主要有蒸餾法、離子交換法及膜分離法等，除鹽水設備工藝是根據不同的入水水質和出水要求而設計的，針對不同的原水水質特點而設計水處理方案才是有效的方案，同時也是出水水質長期穩定達到要的保證。本文就除鹽水處理工藝（離子交換法和RO膜分離法）對比介紹各自的特點：　　　　

在70年到80年代末離子交換法在我國除鹽水處理領域得到廣泛應用?！　?/span>

離子交換法處理有以下特點：　　

優點：　　

◇預處理要求簡單、工藝成熟，出水水質穩定、設備初期投入低；　　

◇由于制水原理類同于用酸堿置換水中離子，所以在原水低含鹽量的應用區域運行成本較低?！　?/span>

缺點：　　

◇由于離子交換床閥門眾多，操作復雜煩瑣；　　

◇離子交換法自動化操作難度大，投資高；　　

◇需要酸堿再生，再生廢水必須經處理合格后排放，存在環境污染隱患；　　

◇細菌易在床層中繁殖，且離子交換樹脂會長期向純水中滲溶有機物　　

◇在含鹽量高的區域，運行成本高　　

從80年末開始，膜法水處理在我國得到了廣泛應用，反滲透就是除鹽處理工藝的膜法水處理工藝之一?！　?/span>

反滲透法處理有以下特點：　　

優點：　　

◇反滲透技術是當今較*、穩定、有效的除鹽技術；　　

◇與傳統的水處理技術相比，膜技術具有工藝簡單、操作方便、易于自動控制、無污染、運行成本低等優點，特別是幾種膜技術的配合使用，再輔之經其他水處理工藝，如石英砂、活性炭吸附、脫氣、離子交換、UV殺菌等　　◇原水含鹽量較高時對運行成本影響不大　　

缺點：　　

◇預處理要求較高、初期投資較大　　

本文以地下水為原水，生產250m3/h除鹽水（5MΩ.cm）為例，就離子交換和反滲透兩種處理方法在工藝、占地方面、和運行成本作簡要比較。

2 　除鹽水處理工藝比較　

2.1離子交換法　

1）離子交換處理工藝流程：　　

2）流程簡介：　　

原水首*入無閥濾池進行預處理直流入過濾水槽，再通過過濾水泵送水至陽床上部，在床中與強酸陽樹脂接觸，樹脂將Ca2+、Mg2+、Na+、K+、等陽離子從水中置換到樹脂上，除去陽離子后的水從塔下流出并送入脫CO2塔上部，在塔內與塑料多面空心球接觸形成水膜，HCO3-很快分解成CO2和H2O，通過風機將CO2從塔頂吹除，從而大大減輕陰床的負荷。脫除CO2的水進入中間水池，中間水泵將水送入陰床，在床中與強堿陰樹脂接觸，樹脂將水中SO42-、Cl-、NO3-等陰離子置換到樹脂上，水中的陰離子被除去。經一級除鹽后的水再進入混床除去少量殘存陽、陰離子和SiO3，經混床處理制得合格的的除鹽水?！　?/span>

交換過程中，陽床、陰床和混床因交換劑飽合而失效，這時由再生系統對陽床、陰床和混床進行再生。再生結束進入下一周期，再生廢水經處理合格后外排?！?/span>

3）流程單元說明：　　

預處理：　　

無閥濾池：　　

地下水經采集后在無閥濾器中將濁度降低至5NTU，避免污泥在后續床層上積聚，影響樹脂交換能力。　　

預除鹽　　

陽床：　　經陽床交換后，原水中98%的陽離子將被除掉，而變成軟水，陽床出水呈酸性。陽床運行周期一般設計為24-48小時，若要更長時間，則設備和樹脂將增大，不經濟。在運行周期內一般要設計小反洗，避免水流將樹脂層壓實，而影響樹脂交換能力。失效后的陽樹脂可以用鹽酸或硫酸進行再生，本例以鹽酸為再生劑?！　?/span>

脫碳塔：　　

一般來說地下水堿度都在100mg/l以上，所以經陽床脫除金屬離子后，碳酸氫根轉化成大量的CO2，設置脫碳塔的目的就是將CO2去除。經脫碳塔后的CO2含量會在5mg/l，這樣大大降低陰床的負荷?！　?/span>

陰床：　　

陰床的作用原理與使用要求與陽床類似，只是去的是陰離子。陰樹脂失效后選用氫氧化鈉再生?！　?/span>

上述過程為一級除鹽水，它的電導率＜10μs/cm，SiO2＜0.2mg/l，能滿足中壓鍋爐給水要求。但是若需更高品質除鹽水，就得在一級除鹽水的基礎上進行深化處理。　　

精除鹽　　

混床：離子交換法精除鹽的方法有二級除鹽、多級除鹽及混床除鹽。常用的經濟有效的方法是混床除鹽。經混床處理過的除鹽水，它的電導率＜0.2μs/cm，SiO2＜0.01mg/l。混床失效后，需用酸堿同時對陽、陰樹脂進行再生。

廢水處理　　

廢水池：

陽床、陰床和混床再生的過程都會產生酸堿廢水，直接外排將對環境造成污染，所以必須收集起來，經處理合格后外排。廢水池起到收集廢水、調節廢水、中和廢水的作用。　　

再生系統　　

酸、堿貯槽和計量泵及混合器共同完成再生過程供液、計量的作用。　　

整個工藝過程比較煩瑣的是陽床、陰床和混床再生時要多次倒換閥門，而且一般每天或間隔一天就需再生，所以操作難度大，通常須配置經驗豐富的操作人員。若采用自動控制，則控制點多、閥門要求高，投資很大。同時酸堿耗量大，再生廢水也多。另外由于樹脂對非極性的大分子沒有去除能力，所以制水過程中可能會出現細菌殖生。　

2.2反滲法　

1）反滲透處理工藝流程：　

2）流程簡介　　

原水經原水泵送到石英砂過濾器降低濁度，在活性炭過器中降低COD，膠體及有機大分子的含量。活性炭出水再送至保安過濾器進行zui后的預處理，使原水SDI＜5mg/l，滿足反滲透（RO）主機的進水要求。經保安過濾器后的合格水由高壓泵送至RO主機反滲透進行除鹽處理。反滲透膜截留下的有機物、膠體和鹽無機鹽由濃水側直接排掉，不會給環境造成污染。產品水由膜清水側送出至脫碳塔，除去滲透至清水的二氧化碳氣體。脫氣后的一級除鹽水送至混床進行zui后的精除鹽。由于膜的運行與溫度有關，在溫度低時會降低產水量，所以在冬季原水須由加熱器加熱至25℃左右。另外反滲透膜運行4-8月需進行一次化學清洗，以保證膜的透水量?！?/span>

3）流程單元說明：　　

預處理　　

反滲透的預處理要求比離子交換法嚴格，主要目的是解決如下問題：　

（1）防止反滲透膜面結垢（包括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵、鋁氧化物等在膜面沉積）；　

（2）防止膠體物質及懸浮固體微粒污堵；　

（3）防止有機物的污堵；　

（4）防止氧化性物質對膜的氧化破壞；　

（5）保證進水水溫，保持反滲透裝置產水量穩定。　　

該過程主要包括加熱器、加藥裝置、多介質過濾器、活性炭過濾器、保安濾器等設備?！　?/span>

換熱器：　　

由于反滲透裝置產水量隨水溫變化較大（一般溫度每變化一度，反滲透膜元件產水量變化2.5%），因而為保證冬季系統供水量，本工藝配置一臺換熱器?！　?/span>

石英砂過濾器：　　

配制石英砂過濾器，用于截留水中的懸浮物和膠體雜質，降低反滲透進水濁度，過濾器一般出水濁度≤1NTU。當出水大于1NTU或進出口壓差大二0.01Mpa，過濾器需進行反洗。所以反洗周期及反洗時間視原水濁度而定。反洗時在進水同時送入壓縮空氣，擦洗濾料?！　?/span>

活性炭過濾器：　　

濾器內裝填凈水顆?；钚蕴?，用于吸附水中余氯和有機物，降低進水COD含量，活性碳過濾器出水的余氯（PPm）<0.1?；钚蕴窟^濾器反洗以設備運行時間（或壓差）來控制反沖洗周期。　　

阻垢劑投加系統：為防止硬度離子及膠體等雜質在反滲透膜面上結垢，特在反滲透裝置進水中添加阻垢劑，加藥量一般為3～4 mg/l，具體由進水水質決定?！　?/span>

保安過濾器：　　

反滲透裝置前配置保安過濾器，以防止顆粒進入高壓泵及RO膜組件，損傷高壓泵部件和劃傷反滲透膜表面.保安過濾器濾芯采用外層精度為10μm，內層精度為3-5μm；這樣不僅提高了過濾精度，還提高了濾芯使用壽命。因為普通濾芯為均一精度，在外表層堵塞后，就需更換;由于內外層精度不一，對進水不同粒徑的大小粒子進行分層截留，充分利用了濾芯的內外表層，提高了粒子的截留效果。在正常工作條件下，濾芯可維持6-8個月以上的使用壽命，比普通濾芯壽命提高50％。當過濾器進出口壓差達到1.0Kg/cm2時需更換濾器內濾芯?！　?/span>

以上預處理也可采用超濾（UF）等其它膜法處理方式。　　

一級除鹽：　　

高壓泵：　　高壓泵是反滲透膜實現物理分離過程的動力源，目前低壓膜的運行壓力在1.5Mpa以內?！　?/span>

反滲透（RO）主機：　　反滲透（RO）主機是一級除鹽的心臟部分，由滲透膜、膜殼和輔助閥門和儀器組成。反滲透膜已發展到超低壓、低污染的復合膜，單根膜脫鹽率達99.5%。在RO裝置運行期間，設間斷自動快沖沖洗。在RO裝置停運時，用產品水自動沖洗，擠排膜和不銹鋼管道中的高TDS殘水，使停運膜*浸泡在淡水中，可以防止膜的自然滲透造成的膜損傷，去污除垢，使裝置和RO膜得到有效保養。經反滲透處理，原水中絕大部分無機鹽、有機物、微生物、細菌被截留。經反滲透處理的產品水可達到電導率＜10μs/cm，SiO2＜0.2mg/l。　　

反滲透裝置清洗：　　在長期運行過程中，反滲透膜面上總會日積月累水中存在的各種污染物。從而使裝置的性能（產水量和脫鹽率）下降，組件進、出口壓差升高。為此，除日常啟停裝置前，進行低壓沖洗外，還需進行定期化學清洗。　　

化學清洗流程如下：　　清洗水箱→清洗泵→清洗過濾器→反滲透裝置　　　　

除碳器：　　

由于反滲透對二氧化碳等氣體去除率低，所在在RO的產品水送到脫碳器是必要的，這樣可大大提高混床的使用周期。當然脫二氧化碳也可以脫氣膜來實現?！　?/span>

精除鹽　　

混床：　　

反滲透產水經混床內陽陰樹脂進一步脫鹽，去除殘存的離子，出水電導率≤0.2μs/cm，SiO2＜0.01mg/l。混床運行周期長，所以一般設置為手動再生。再生廢水也較少?！　?/span>

目前實現精除鹽過程還可以選用EDI技術，該技術可實現*無再生廢水產生，因此市場前看好，但是由于預期投入較大，所以在國內應用實例不多?！　?/span>

反滲透法制取除鹽水設備是一個物理過程，所以比離子交換法環保。同時處理過程簡單，易操作，自動程度化高，人工干預量小。同時系統的管理與維護簡單。