一、反渗透-离子交换联合除盐处理有何优点?
反渗透-离子交换联合处理方式,可以降低水源水质多变所带来的影响,并可减少再生频率,从而提高了水处理装置运行的灵活性和可靠性,在水源的选择上也有了更大的余地。例如,原水含盐量从1000mg/L增至1500mg/L,反渗透设备在工作压力2.75MPa,出力仅降低1%-2%;而离子交换设备遇此情况,必然会严重地降低交换容量。这说明,反渗透设备的出力与水质(原水含盐量)的关系不大,只同工作压力差及水质成分所决定的渗透压差成比例变化。这是反渗透工艺的一个很大的优点。
在电厂锅炉补给水处理上使用反渗透-离子交换联合系统,有不少优点。
(1)离子交换设备的再生剂用量可以降低90%-95%,再生剂贮放场地可以大大减小。
(2)由于反渗透装置可将原水含盐量降低到原来的1/10-1/20,因此除盐设备的盐泄漏可以减小,运行周期可以延长。
(3)原来不适宜采用离子交换除盐的水(如含盐高的原水、经处理过的城市污水、受酸性污染的水等)都可能用来作为除盐设备的进水。
(4)除盐系统可以简化,有的水源甚至在反渗透后用混床处理就可满足锅炉用水的要求。
(5)原水中用一般处理方法不易除去的物质如胶体物质、有机物、铁离子、二氧化硅等也可被除去。
(6)延长了离子交换树脂的使用寿命。
(7)通常混床出水电导率为0.1μS/cm。
(8)提高了对水源水质变化的适应性和出水质量的可靠性。
(9)由于除盐设备排放的废液量减少了,有利于环境保护。
二、以反渗透-离子交换生产除盐水其经济效益如何?
20世纪60年代发展起来的反渗透膜技术已为世人所瞩目,但由于价格昂贵国内少有问津。随着反渗透技术的发展和相对价格的下降,因此,80年代后应用者已愈来愈多,尤其是聚酰胺复合膜以其优异的性能使过去的醋酸纤维素膜相比之下大为逊色。在原水含盐量较高的地区,以反渗透作前处理除盐,虽然一次性投资大一些,但该装置在节约酸、碱、水、电等方面的经济效益是十分诱人的,投资很快就可收回。尤其是保护水环境方面,它是离子交换法所不能比拟的。离子交换床排出的酸、碱等废液,常使江河污染,鱼虾人畜遭殃。因此,根据各地不同的水质情况,选择合理的水处理方式,不但会收到很好的经济效益,且有利于环境保护造福于民。
现以某大型化肥厂对除盐水系统的改造为例,来说明以反渗透作除盐水预处理的经济效益。
该厂以地下水为水源,井水含盐量高达900mg/L左右,过去以电渗析作为离子交换床的预处理,但仍然不能保证除盐水的安全生产,酸、碱消耗量十分惊人。在1995年初着手进行以反渗透作为除盐水预处理的设计,以代替过去使用的电渗析。
增加的反渗透顶除盐系统采用的两套7-4排列螺旋卷式膜组件结构的反渗透装置,处理水量为120t/h。反渗透装置费用为270万元,加以其他配套装置如细砂过滤器、水箱、配电系统等总投资约500万元。该套系统在1995年12月即投入生产,装置运行正常,出水能力、除盐率和耗水率均能达到设计保证值,其出水水质如下表。
原水水质和经反渗透后出水水质
分析项目 | 原水水质 | 出水水质 | |
设计值 | 实际值 | ||
pH Na+/(mg/L) Ca2+/(mg/L) Mg2+/(mg/L) Cl-/(mg/L) SO42-/(mg/L) HCO3-/(mg/L) SiO2/(mg/L) 电导率/(μS/cm) | 8.3 248 10 6 126 120 350 12 1050 |
10
10 1.5 8
| 6.6 2 0 0 2.32 0 6.1 0.028 17 |
反渗透系统投用后所取得的经济效益是十分可观的,现将投产前后各项指标和节约价值列表如下:
流程改造前后指标对比
项 目 | 实 际 发 生 | 年节约量 | 年节约价值 /万元 | |
1995年 | 1996年 | |||
硫酸 烧碱 原料运输费 树脂 电渗析维修费 电渗析人工费 节水 节电 总节约价值 | 2018t 1962t 56万元/年 101.75万元/年 35万元/年 15万元/年
| 228t 236t 12万元/年 14.54万元/年 - -
| 1790t 1726t
47000t 96万度 | 80.55 138.08 44.0 87.21 35.0 15.0 94.0 45.12 538.96 |
从上表中可以看出,反渗透装置投用后,年节约价值十分显著,其投资费用不到一年即可收回。但这种情况是发生在高含盐量水的系统,究竟采用反渗透-离子交换处理水含盐量分界点以多少为合适,美国DOW化学公司经过不断地研究,从1978年的325mg/L降低到1982年的130mg/L,以后又降低到75mg/L。值得注意的是,DOW公司不仅制造反渗透膜,同时也生产离子交换树脂。至于我们采用反渗透-离子交换系统的经济效益如何同,还要根据我们的水质情况,以及国内的原材料、电力、水等价格进行详细计算和比较后才能作出决策。