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1、离子交换和反渗透能耗比较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 稳定达到要求的保证。除盐处理工艺的要求是多样的，用户对不同技术的看法也是不同。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。离子交换法处理有以下特点：优点：预处理要求简单、工艺成熟，出水水质稳定、设备初期投入低；由于制水原理类同于用酸碱置换水中离子， 所以在原水低含盐量的应用区 域运行成本较低。缺点：由于离子交换床阀门众多，操作复杂烦琐；离子交换法自动化操作
2、难度大，投资高；需要酸碱再生，再生废水必须经处理合格后排放，存在环境污染隐患；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在含盐量高的区域，运行成本高从80年末开始，膜法水处理在我国得到了广泛应用，反渗透就是除盐处理 工艺的膜法水处理工艺之一。反渗透法处理有以下特点：优点：反渗透技术是当今较先进、稳定、有效的除盐技术；与传统的水处理技术相比，膜技术具有工艺简单、操作方便、易于自动控 制、无污染、运行成本低等优点，特别是几种膜技术的配合使用，再辅之经其他 水处理工艺，如石英砂、活性炭吸附、脱气、离子交换、UV杀菌等原水含盐量较高时对运行成本影响不大缺点：预处理要求较高、初期投资较大
3、本文以地下水为原水，生产250m 3/h除盐水（5MQ .cm ）为例，就离子交换 和反渗透两种处理方法在工艺、占地方面、和运行成本作简要比较。2 工艺比较2.1离子交换法1）离子交换处理工艺流程:2）流程简介：原水首先进入无阀滤池进行预处理直流入过滤水槽，再通过过滤水泵送水至阳床上部，在床中与强酸阳树脂接触，树脂将Ca2+、Mg2+、Na+、K+、等阳离子从水中置换到树脂上，除去阳离子后的水从塔下流出并送入脱CO2塔上部，在塔内与塑料多面空心球接触形成水膜，HC03-很快分解成CO2和H20，通过风机将C02从塔顶吹除，从而大大减轻阴床的负荷。脱除 C02的水进入中间水 池,中间水泵将水送入
4、阴床，在床中与强碱阴树脂接触，树脂将水中SO42-、CI-、 N03-等阴离子置换到树脂上，水中的阴离子被除去。经一级除盐后的水再进入混 床除去少量残存阳、阴离子和 Si03,经混床处理制得合格的的除盐水。交换过程中，阳床、阴床和混床因交换剂饱合而失效， 这时由再生系统对阳 床、阴床和混床进行再生。再生结束进入下一周期，再生废水经处理合格后外排。3 ）流程单元说明：预处理：无阀滤池：地下水经采集后在无阀滤器中将浊度降低至 5NTU，避免污泥在后续床层上 积聚，影响树脂交换能力。预除盐阳床：经阳床交换后，原水中98%的阳离子将被除掉，而变成软水，阳床出水呈 酸性。阳床运行周期一般设计为24-48
5、小时，若要更长时间，则设备和树脂将增 大，不经济。在运行周期内一般要设计小反洗，避免水流将树脂层压实，而影响 树脂交换能力。失效后的阳树脂可以用盐酸或硫酸进行再生，本例以盐酸为再生剂。脱碳塔：一般来说地下水碱度都在100mg/l以上，所以经阳床脱除金属离子后，碳酸 氢根转化成大量的CO2，设置脱碳塔的目的就是将 CO2去除。经脱碳塔后的CO2 含量会在5mg/l，这样大大降低阴床的负荷。阴床：阴床的作用原理与使用要求与阳床类似， 只是去的是阴离子。阴树脂失效后 选用氢氧化钠再生。上述过程为一级除盐水，它的电导率v 10卩s/cm, SiO20.2mg/l，能满足 中压锅炉给水要求。但是若需更高
6、品质除盐水，就得在一级除盐水的基础上进行 深化处理。精除盐混床：离子交换法精除盐的方法有二级除盐、 多级除盐及混床除盐。常用的经济有效的方法是混床除盐。经混床处理过的除盐水，它的电导率V0.2卩s/cmSiO20.01mg/l。混床失效后，需用酸碱同时对阳、阴树脂进行再生。废水处理废水池：阳床、阴床和混床再生的过程都会产生酸碱废水，直接外排将对环境造成污染，所以必须收集起来，经处理合格后外排。废水池起到收集废水、调 节废水、中和废水的作用。再生系统酸、碱贮槽和计量泵及混合器共同完成再生过程供液、计量的作用。整个工艺过程比较烦琐的是阳床、阴床和混床再生时要多次倒换阀门，而且 一般每天或间隔一天就
7、需再生，所以操作难度大，通常须配置经验丰富的操作人 员。若采用自动控制，则控制点多、阀门要求高，投资很大。同时酸碱耗量大， 再生废水也多。另外由于树脂对非极性的大分子没有去除能力，所以制水过程中可能会出现细菌殖生。2.2反渗法1 ）反渗透处理工艺流程：2）流程简介原水经原水泵送到石英砂过滤器降低浊度，在活性炭过器中降低COD，胶体及有机大分子的含量。活性炭出水再送至保安过滤器进行最后的预处理，使原水SDI V 5mg/l，满足反渗透（RO）主机的进水要求。经保安过滤器后的合格水 由高压泵送至RO主机反渗透进行除盐处理。反渗透膜截留下的有机物、胶体和 盐无机盐由浓水侧直接排掉，不会给环境造成污染
8、。产品水由膜清水侧送出至脱 碳塔，除去渗透至清水的二氧化碳气体。 脱气后的一级除盐水送至混床进行最后 的精除盐。另外反渗透膜运行12-18月需进行一次化学清洗，以保证膜的透水量。3）流程单元说明：预处理反渗透的预处理要求比离子交换法严格，主要目的是解决如下问题：（1） 防止反渗透膜面结垢（包括 CaC0 3、CaS0 4、SrS04、CaF2、SiO2、 铁、铝氧化物等在膜面沉积）；（2）防止胶体物质及悬浮固体微粒污堵；（3）防止有机物的污堵；（4）防止氧化性物质对膜的氧化破坏；（5）保证进水水温，保持反渗透装置产水量稳定。该过程主要包括加热器、加药装置、多介质过滤器、活性炭过滤器、保安滤 器
9、等设备。石英砂过滤器：配制石英砂过滤器，用于截留水中的悬浮物和胶体杂质， 降低反渗透进水浊 度,过滤器一般出水浊度 1NTU当出水大于1NTU或进出口压差大二O.OIMpa， 过滤器需进行反洗。所以反洗周期及反洗时间视原水浊度而定。 反洗时在进水同 时送入压缩空气，擦洗滤料。活性炭过滤器：滤器内装填净水专用颗粒活性炭，用于吸附水中余氯和有机物，降低进水 COD含量，活性碳过滤器出水的余氯（PPm ） 10-3=0.33碱成本（碱按1000元/吨计）1000X0.73 0-3=0.73电耗成本（按0.25元/KWh）0.84 X0.25 = 0.211.08 X5.25 = 0.27合计2.972.41反渗透法年节约成本（万元）2.97-2.41 ) X8000X250-10000 = 112小结反渗透法运行成本低的优势是明显的，由于反渗透极 易实现自动控制，人工干预小，人工成本也比离子交 换法低。
离子交换和反渗透能耗比较
