離子交換與反滲透比較

1、 目錄 1為什么會有離子交換和反滲透？ . 1 2離子交換法處理有以下特點 . 1 3反滲透法處理有以下特點 . 2 4工藝比擬 . 2 4.1離子交換法 . 2 4.1.1流程簡介： . 2 4.1.2流程單元說明 . 2 4.2反滲法 . 3 4.2.1流程簡介 . 3 4.2.2流程單元說明： 4 5占地面積比擬 . 5 6經(jīng)濟運行比擬 . 6 1為什么會有離子交換和反滲透？ 由于水處理設(shè)備的工藝是根據(jù)不同的入水水質(zhì)和出水要求而設(shè)計的， 針對不 同的原水水質(zhì)特點而設(shè)計水處理方案才是最經(jīng)濟有效的方案， 同時也是出水水質(zhì) 長期穩(wěn)定到達要求的保證。 除鹽處理工藝的要求是多樣的，用戶對不同技術(shù)的

2、看法也是不同。例如有些 用戶希望用反滲透技術(shù)，而有些用戶那么希望用更傳統(tǒng)的技術(shù)如離子交換， 另外有 些用戶那么以低投資為主要考慮因素。 2離子交換法處理有以下特點 優(yōu)點： 預(yù)處理要求簡單、工藝成熟，出水水質(zhì)穩(wěn)定、設(shè)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(yīng)用區(qū) 域運行本錢較低。 缺點： 由于離子交換床閥門眾多，操作復(fù)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(jīng)處理合格后排放，存在環(huán)境污染隱患； 03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(qū)域，運行本錢高 3反滲透法處理有以下特點 優(yōu)點： 反滲透技術(shù)

3、是當(dāng)今較先進、穩(wěn)定、有效的除鹽技術(shù)； 為傳統(tǒng)的水處理技術(shù)相比，膜技術(shù)具有工藝簡單、操作方便、易于自動控 制、無污染、運行本錢低等優(yōu)點，特別是幾種膜技術(shù)的配合使用，再輔之經(jīng)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本錢影響不大 O點： 預(yù)處理要求較高、初期投資較大 4工藝比擬 4.1離子交換法 4.1.1流程簡介： 原水首先進入無閥濾池進行預(yù)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(nèi)

4、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(fēng)機將CO2從塔頂吹除，從而大大減輕陰床的負(fù)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(jīng)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(jīng)混床處理制得合格的的除鹽水。 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(tǒng)對陽 床、陰床和混床進行再生。再生結(jié)束進入下一周期，再生廢水經(jīng)處理合格后外排。 4.1.2流程單元說明 預(yù)處理： 無閥濾池： 地下水經(jīng)采集后在無閥濾器中將濁度

5、降低至 5NTU ,防止污泥在后續(xù)床層上 積聚，影響樹脂交換能力。 預(yù)除鹽 陽床： 經(jīng)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(shè)計為24-48小時，假設(shè)要更長時間，那么設(shè)備和樹脂將增大， 不經(jīng)濟。在運行周期內(nèi)一般要設(shè)計小反洗， 防止水流將樹脂層壓實，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。 脫碳塔： 一般來說地下水堿度都在100mg/l以上，所以經(jīng)陽床脫除金屆離子后，碳酸 氫根轉(zhuǎn)化成大量的CO2,設(shè)置脫碳塔的目的就是將 CO2去除。經(jīng)脫碳塔后的CO2 含量會在5mg/l,這樣大大降低陰床的負(fù)荷。 陰床：

6、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。 上述過程為一級除鹽水，它的電導(dǎo)率 10 s/cm SiO20.2mg/l,能滿足中 壓鍋爐給水要求。但是假設(shè)需更高品質(zhì)除鹽水，就得在一級除鹽水的根底上進行深 化處理。 精除鹽 混床：離子父換法精除鹽的方法有級除鹽、多級除鹽及混床除鹽。常用的 經(jīng)濟有效的方法是混床除鹽。經(jīng)混床處理過的除鹽水，它的電導(dǎo)率 0.2 M s/cm SiO20.01mg/l?；齑彩Ш?，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(chǎn)生酸堿廢水， 直接外排將對環(huán) 境造成污染，所以必須收集起來，經(jīng)

7、處理合格后外排。廢水池起到收集廢水、調(diào) 節(jié)廢水、中和廢水的作用。 再生系統(tǒng) 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。 整個工藝過程比擬煩瑣的是陽床、陰床和混床再生時要屢次倒換閥門，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(jīng)驗豐富的操作人 員。假設(shè)采用自動控制，那么控制點多、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(xiàn)細(xì)菌殖生。 4.2反滲法 4.2.1流程簡介 原水經(jīng)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

8、器進行最后的預(yù)處理， 使原 水SDI5mg/l,滿足反滲透RO主機的進水要求。經(jīng)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(cè)直接排掉，不會給環(huán)境造成污染。產(chǎn)品水由膜活水側(cè)送出至脫 碳塔，除去滲透至活水的二氧化碳?xì)怏w。 脫氣后的一級除鹽水送至混床進行最后 的精除鹽。另外反滲透膜運行12-18月需進行一次化學(xué)活洗，以保證膜的透水量。 4.2.2流程單元說明: 預(yù)處理 反滲透的預(yù)處理要求比離子交換法嚴(yán)格，主要目的是解決如下問題： (1) 防止反滲透膜面結(jié)垢(包括CaCO3、CaSO4 SrSO4 CaF2、SiO2、鐵、 鋁氧化物等

9、在膜面沉積)； (2) 防止膠體物質(zhì)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(zhì)對膜的氧化破壞； (5) 保證進水水溫，保持反滲透裝置產(chǎn)水量穩(wěn)定。 該過程主要包括加熱器、加藥裝置、多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器、保安濾 器等設(shè)備。 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(zhì)， 降低反滲透進水濁 度，過濾器一般出水濁度 1NTU當(dāng)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。 活性炭過濾器： 濾器內(nèi)裝填凈水專用顆?；钚蕴浚糜谖剿杏嗦群陀袡C物，

10、降低進水 COD含量，活性碳過濾器出水的余氯(PPm) 0.1。活性炭過濾器反洗以設(shè)備運 行時間(或壓差)來控制反沖洗周期。 阻垢劑投加系統(tǒng)：為防止硬度離子及膠體等雜質(zhì)在反滲透膜面上結(jié)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(zhì)決定。 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外表.保安過濾器濾芯采用外層精度為10vni,內(nèi)層精 度為3-5M)；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(nèi)外層精度不一,對進水不同粒 徑的大小粒子進

11、行分層截留，充分利用了濾芯的內(nèi)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(dāng)過濾器進出口壓差到達1.0Kg/cm2時需更換濾器內(nèi)濾芯。 以上預(yù)處理也可采用超濾(UF)等其它膜法處理方式。 一級除鹽： 局壓泵： 高壓泵是反滲透膜實現(xiàn)物理別離過程的動力源，目前低壓膜的運行壓力在 1.5Mpa 以內(nèi)。 反滲透(RO)主機： 反滲透(RO)主機是一級除鹽的心臟局部，由滲透膜、膜殼和輔助閥門和 儀器組成。反滲透膜已開展到超低壓、低污染的復(fù)合膜，單根膜脫鹽率達99.5%。 在RO裝置運行期間，設(shè)問斷自動快沖沖洗。在 RO裝置停運時，用產(chǎn)品水自動 沖洗，擠排膜和不銹鋼管道中的高 TDS殘水，使停運膜完全浸泡在淡水中，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(yǎng)。 經(jīng)反滲透處理，原水中絕大局部無機鹽、有機物、微生物、細(xì)菌被截留。經(jīng)反滲 透處理的產(chǎn)品水可到達電導(dǎo)率 v 10 V s/cm SiO20.47 10-3=0.33 堿本錢堿按1