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去离子水设备的工艺比较

  去离子水设备的工艺比较

  RO反渗透工艺与离子交换器去离子水设备工艺选择比较

  由于水处理设备的工艺是根据不同的原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。

  现就客户提出的问题:反渗透设备与离子交换设备有些什么不同,做哪一种好,他们的费用又是怎样?做一下简单的介绍:

  1 社会效益:

  (1)RO是当今最先进的除盐技术,利用RO对水进行除盐,除盐率在97%以上。该工艺工作量轻,维护量极小,RO实行自动操作,人员配置较少,操作管理方便。

  (2)离子交换是七十年代以来普遍采用的除盐工艺,它是靠离子交换化学交换来完成对水进行除盐。该工艺操作量较多名维护量较大,人员配置较多,从目前锅炉除盐水工艺系统应用来看,离子交换逐渐被RO工艺所取代。

  2 环境效益

  (1)RO是以电能为动力,无需酸碱再生,若离子交换的工作周期为1天,那么采用RO脱除原水97%的盐分,在用离子交换来担负3%的盐分,将使离子交换的工作周期延至长30天以上,极大程度减少酸碱再生废液的排放量,降低了对环境的影响,大大减轻了酸碱排放废水的处理负担。

  (2) 离子交换除盐化学交换,需要酸碱再生,其再生频率大,酸碱用量大,对周围的水和大气环境均有较大程度的影响

  3 经济效益

  RO技术消耗低,离子交换法酸碱消耗较高,而反渗透所消耗的主要能量来自高压泵所消耗的电能,远低于一级脱盐水的酸碱消耗费用。RO系统只有混床再生用少量的酸碱,占阴阳床酸碱用量的1/10,因此,酸碱排放量很低,减少了环境污染。这也是世界范围内有85%的除盐装置采用反渗透工艺的主要原因之一。结果

  (1)RO制水成本降低,通常该成本约2.5元/吨(含原水成本暂定1.0元/吨水,以及工资折扣等),该工艺的投资约在两年内从节约酸碱的费用中回收,紧急效益非常显著。

  (2) 离子交换工艺的制水成本在5.0元/吨

  去离子水设备工艺比较

  4 工艺特点

  (1)RO对原水的含盐量适应性强,由于对原水进行预除盐97%,终端出水水质稳定,品质较好。RO膜技术发展应用至今,生产工艺已非常成熟,进口RO膜元件可稳定运行5年以上

  (2) 离子交换运行周期受到原水含盐量变化影响很大,为延长运行周期,往往需要增加大量的离子交换设备。工艺占地面积大,运行管理不方便。

  附:RO反渗透工艺与离子交换法技术工艺比较

  A、离子交换法

  1)离子交换处理工艺流程:

  原水首先进入机械过滤器和活性碳过滤器预处理,再送水至阳床上部,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, HCO3-很快分解成CO2和H2O,通过风机将CO2从塔顶吹除,从而大大减轻阴床的负荷。脱除CO2的水进入中间水池,中间水泵将水送入阴床,在床中与强碱阴树脂接触,树脂将水中SO42-、Cl-、NO3-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SiO3,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。

  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<10μs/cm,SiO2<0.2mg/l,能满足中压锅炉给水要求。但是若需更高品质除盐水,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<0.2μs/cm,SiO2<0.01mg/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。

  去离子水设备工艺比较

  B、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<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。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6-12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CaCO3、CaSO4、SrSO4、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或进出口压差大二0.01Mpa,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)<0.1。活性炭过滤器反洗以设备运行时间(或压差)来控制反冲洗周期。

  阻垢剂投加系统:为防止硬度离子及胶体等杂质在反渗透膜面上结垢,特在反渗透装置进水中添加阻垢剂,加药量一般为3~4 mg/l,具体由进水水质决定。

  保安过滤器:

  反渗透装置前配置保安过滤器,以防止颗粒进入高压泵及RO膜组件,损伤高压泵部件和划伤反渗透膜表面.保安过滤器滤芯采用外层精度为10μm,内层精度为3-5μm;这样不仅提高了过滤精度,还提高了滤芯使用寿命。因为普通滤芯为均一精度,在外表层堵塞后,就需更换;由于内外层精度不一,对进水不同粒径的大小粒子进行分层截留,充分利用了滤芯的内外表层,提高了粒子的截留效果。在正常工作条件下,滤芯可维持6-8个月以上的使用寿命,比普通滤芯寿命提高50%。当过滤器进出口压差达到1.0Kg/cm2时需更换滤器内滤芯。

  以上预处理也可采用超滤(UF)等其它膜法处理方式。

  一级除盐:

  高压泵:

  高压泵是反渗透膜实现物理分离过程的动力源,目前低压膜的运行压力在1.5Mpa以内。

  反渗透(RO)主机:

  反渗透(RO)主机是一级除盐的心脏部分,由渗透膜、膜壳和辅助阀门和仪器组成。反渗透膜已发展到超低压、低污染的复合膜,单根膜脱盐率达99.5%。在RO装置运行期间,设间断自动快冲冲洗。在RO装置停运时,用产品水自动冲洗,挤排膜和不锈钢管道中的高TDS残水,使停运膜完全浸泡在淡水中,可以防止膜的自然渗透造成的膜损伤,去污除垢,使装置和RO膜得到有效保养。经反渗透处理,原水中绝大部分无机盐、有机物、微生物、细菌被截留。经反渗透处理的产品水可达到电导率<10μs/cm,SiO2<0.2mg/l。

  反渗透装置清洗:

  在长期运行过程中,反渗透膜面上总会日积月累水中存在的各种污染物。从而使装置的性能(产水量和脱盐率)下降,组件进、出口压差升高。为此,除日常启停装置前,进行低压冲洗外,还需进行定期化学清洗。

  化学清洗流程如下:

  清洗水箱→清洗泵→清洗过滤器→反渗透装置

  反渗透法制取除盐水是一个物理过程,所以比离子交换法环保。同时处理过程简单,易操作,自动程度化高,人工干预量小。同时系统的管理与维护简单。

  去离子水设备工艺比较

  综上所述: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

  去离子水设备工艺比较

  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

  * 连续运行,产品水水质稳定

  * 无须用酸碱再生

  * 不会因再生而停机

  * 节省了反冲和清洗用水

  * 以高产率产生超纯水(产率可以高达95%)

  * 无再生污水,不须污水处理设施

  * 无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施

  * 减小车间建筑面积

  * 使用安全可靠,避免工人接触酸碱

  * 减低运行及维修成本

  缺点:

  ◇预处理要求较高、初期投资较大

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时间:2019-06-10 编辑:admin 来源:未知 点击:

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