120TH反滲透純水新工藝

1、120TH 反滲透純水新工藝摘要 本文首先介紹了離子交換除鹽技術(shù)的原理、滲透除鹽技術(shù)的原理和工藝流程 ,并與離子交換法作了比較。 經(jīng)過 比較 ,作者認(rèn)為在適用范圍內(nèi)選擇反滲透裝置能帶來一定的 經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞 離子交換反滲透 (RO) 新工藝河北寶碩氯堿分公司于2003 年制定了 “863”擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃 ,即 8 萬噸燒堿 ,6 萬噸樹脂及 3 萬千瓦時(shí)自備電站。 在擴(kuò)建后 , 該廠對純水的需求量加大 ,而現(xiàn)有的制純水工藝為離子交換 法，純水的產(chǎn)量僅為 45T/H,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于該廠的需求，因此，經(jīng)過多 方考察和比較 , 決定采用先進(jìn)的反滲透制純水新工藝。1. 離子交換除鹽系統(tǒng)離子交換除鹽工藝原理是 ,

2、當(dāng)水通過陰陽離子交換床后 , 樹脂中的 H+、OH-離子被水中的 Ca2+、Mg2+、CL- SO42- 等離子置換下來生成水 ,而水中的離子則被吸附在樹脂上,也就是說 ,水中的陰陽離子經(jīng)交換后變成了除鹽水,而樹脂則因失效需酸堿再生。2. 反滲透除鹽系統(tǒng)(1) 反滲透技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)近年來 ,反滲透技術(shù)在脫鹽制備純水方面取得了巨大進(jìn) 步和明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 它的使用 , 極大的延長了傳統(tǒng)的離子交 換設(shè)備的再生周期 ,減少了酸堿的排放量 ,有利于當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境 保護(hù)。(2) 反滲透原理反滲透 ,顧名思義是一種施加壓力于半透膜相接觸的濃 溶液產(chǎn)生的和自然滲透現(xiàn)象相反的過程。利用反滲透膜的分 離特性 ,可以有效

3、地去除水中的溶解鹽、 膠體、有機(jī)物、細(xì)菌、 微生物等雜質(zhì)。在使用過程中 ,為產(chǎn)生反滲透壓 ,需用水泵將 含鹽水溶液施加壓力 ,以克服其自然滲透壓 ,從而使水透過反 滲透膜 ,而將水中溶解鹽類等雜質(zhì)阻止在反滲透膜的另一側(cè)。 RO 膜可阻擋所有溶質(zhì)與無機(jī)分子及任何分子量大于100 的有機(jī)物 ,水分子可自由通過 RO 膜而純化 ,脫鹽率可達(dá) 95%,甚 至可達(dá) 99%。(3) 工藝流程原水進(jìn)入原水罐進(jìn)行初期沉淀 ,然后經(jīng)原水泵送到多介 質(zhì)過濾器進(jìn)行過濾 ,以降低原水濁度 (一般情況下 ,原水中含有 一定數(shù)量的懸浮物和膠體物質(zhì) ,這些物質(zhì)表面帶負(fù)電荷 ,因此 應(yīng)加入高電荷的陽離子或高分子聚合物即絮凝劑

4、,它可使懸浮物和膠體凝聚變大 ,通過過濾可大部分去除 )。過濾后的水 加入阻垢劑后 (防止膜元件表面不結(jié)垢 ,保證膜的長期運(yùn)行效 果,延長膜的使用壽命 )進(jìn)入保安過濾器進(jìn)一步過濾 ,合格的水經(jīng)高壓泵增壓后進(jìn)入反滲透裝置,在高壓作用下 ,利用膜的反滲透性 ,淡水滲透到膜的淡水管匯集,高離子濃水則經(jīng)濃水排放閥排放。 產(chǎn)出的合格淡水進(jìn)入中間水箱經(jīng)除 CO2 器去除水 中C02,經(jīng)中間水泵送入混合離子交換器進(jìn)行離子交換，從而獲得合格的純水。純水進(jìn)入純水箱經(jīng)純水泵送至用水點(diǎn)。本期反滲透裝置采用一級兩段式排列,一段 7 只壓力容器,二段 4 只壓力容器 ,每只壓力容器內(nèi)裝 6只膜元件 ,共 66 只; 兩

5、套共 22 只壓力容器 ,132 只膜元件。反滲透膜元件采用美 國海德能公司的低壓復(fù)合膜CPA8040,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，單根膜的脫鹽率均高達(dá) 99.5%,它的最高運(yùn)行壓力為 2.1Mpa, 最 高運(yùn)行溫度為 45C，出水電導(dǎo)率w 0.2mS/cm,SiO2W20mg/L.3. 兩種工藝的比較(1) 投資和運(yùn)行費(fèi)用反滲透工藝制純水 ,它一次性投資高 (制水能力 120t/h, 總 投資約為 300 萬元 )、但運(yùn)行費(fèi)用低 ;離子交換法一次性投資 低,但系統(tǒng)由于頻繁再生 ,酸堿的用量高 ,運(yùn)行費(fèi)用高。(2) 工業(yè)水單耗量離子交換脫鹽系統(tǒng)每生產(chǎn) 1t 純水需耗費(fèi) 1.55t 原水 ,而反 滲透原水耗量

6、為 1.35t。(3) 出水水質(zhì)反滲透出水水質(zhì)穩(wěn)定 :反滲透法制純水基本是物理過程,離子交換法制純水是化學(xué)過程。當(dāng)離子換樹脂中的有效官能團(tuán)接近枯萎時(shí) ,水質(zhì)迅速變差 ,就需要再生了。而反滲透不存 在這個(gè)問題 ,即使運(yùn)行時(shí)間很長 ,只是產(chǎn)水量下降 ,水質(zhì)并無大 的變化。當(dāng)原水電導(dǎo)率升高時(shí),離子交換很快就要再生 ,但反滲透仍可運(yùn)行 ,水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)4. 與離子交換工藝經(jīng)濟(jì)效益比較對同一種原水 ,離子交換脫鹽系統(tǒng)與反滲透+混床脫鹽系統(tǒng)的制水成本是不同的。按一年 8000 小時(shí) ,制水量 120 噸純水 /小時(shí) ,計(jì)算如下 :?（1）反滲透系統(tǒng)3.8元/噸（自來水價(jià)格）X 1.35（1.35t原水產(chǎn)1t

7、純水）=5.13 元/噸純水酸堿、阻垢劑費(fèi)用 :?2.0千克酸堿/噸純水X 10%（后置混床耗酸堿約為離子交換的10%）X 0.6元/千克酸堿0.12元/噸純水阻垢劑加入量5ppm,阻垢劑價(jià)格為6.3萬元/噸，噸產(chǎn)水成 本 0.42 元/噸。年費(fèi)用為：（5.13+0.12+0.42） X 120噸/小時(shí)X 8000小時(shí)=544.3 萬元（2）離子交換系統(tǒng)3.8 元/噸（自來水價(jià)格 ）X 1.55（1.55t 原水產(chǎn) 1t 純水 ）=5.89元/噸純水酸堿費(fèi)用 ：2.0千克酸堿/噸純水X 0.6元/千克酸堿 1.2元/噸純水?總費(fèi)用為：(5.89+1.2)元/噸純水X 120噸/小時(shí)X 8000小 時(shí)=680.6 萬元(3) 每年可節(jié)約水資源及藥劑費(fèi)用680.6 萬元 -544.3 萬元 =136.3 萬元5. 結(jié)論反滲透技術(shù)與傳統(tǒng)的離子交