反渗透与离子交换在除盐水项目上的比较.docx

反渗透与离子交换在除盐水工程上的比较摘要：除盐水的制备一般承受离子交换树脂和反渗透膜法方案，反渗透膜法在技术上具有较大的优越性，但由于其投资本钱较高，在 80 年月前在国内应用很少，进入 90 年月后，随着超滤膜国产化并成功应用，大大降低了反渗透工程的投资本钱，因此除盐水工程越来越多的选用反渗透技术。关键词：反渗透；反渗透膜；离子交换；投资；运行费用随着国家工业的大力进展，煤化工行业的进展也不例外，而支撑煤化工行业生产最重要的一环就是除盐水的制备，80 年月以前，除盐水工程根本都承受离子交换树脂工艺，而随着社会经济的进展，对企业的经济效益和社会效益等提出了更高的要求，承受传统的离子交换工艺虽然在工艺指标上能保证要求，但在环保方面带来了诸多的问题， 频繁简单的操作也是制约其进展的重要因素。因此反渗透膜法技术越来越为重要。1 除盐原理简介除盐处理技术经过数十年的进展，目前较为常用的除盐方法主要有离子交换和反渗透，以下就离子交换和反渗透两种工艺进展说明。（1） 离子交换离子交换是传统的化学除盐方式，其机理如下：阳床利用阳离子交换树脂RH交换水中阳离子，从而实现去除水中阳离子，当树脂交换容量用完时，用肯定浓度的盐酸进展再生，其反响过程如下：Na+RNaRH+Mg2+R2Mg+H+ Ca2+R2Ca再生时：RNaNaClR2Mg+HClMgCl2+RHR2CaCaCl2阴床利用阴离子交换树脂 ROH交换水中阴离子，从而实现去除水中阴离子， 当树脂交换容量用完时，用肯定浓度的烧碱进展再生，其反响过程如下：Cl-RClROH+SO42-R2SO4+OH-再生时：CO32-R2CO3RClNaClR2SO4+NaOHNa2SO4+ROHR2CO3Na2CO3阳、阴离子交换器串联一级复床产水可到达软化水标准，在阳阴离子混合交换器的精制下可制备出合格的二级除盐水。该方法的优点是对预处理的要求相对较低，投资略省，技术成熟。缺点是设备较多， 占地面积大，操作简单，劳动强度大，而且酸、碱消耗量大，运行费用高，环境污染较严峻，不能适应水质的较大波动。（2） 反渗透RO反渗透是先进的物理除盐方式，机理如下：反渗透膜是一种孔径很小的有机聚合物，在反渗透装置中，在压力的作用下，水分子透过反渗透膜进入淡水侧，Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO42-、SiO2 等离子由于其直径大于膜的孔径而被拦截下来留在浓水侧，如此则实施了离子与水的分别，从而也就制备了所需的除盐水。其产水水质完全满足软化水使用要求。承受反渗透除盐的优点如下： 反渗透承受的是一种无相变的物理方法除盐。其除了供给压力产生的能量消耗外，不需如离子交换法那样消耗大量酸碱用于树脂再生，因而运行费用大大节约。 由于无大量的酸碱消耗，环境污染问题小。 连续产水，系统简洁，操作简便，可较便利实施微机自动化治理。 能很好的适应水质的波动，水质的较大波动不会影响反渗透的脱盐效率。 除盐率高，产品水质稳定，并可同时去除水中胶体、有机物、病毒、细菌等。 工人操作劳动强度小，修理工程量小。 设备占地面积少，需要的空间小。 反渗透技术自 90 年月初在国内大中型工程运用以来，经过十多年的进展，在国内已有成百上千套装置成功运行，因而具有先进成熟牢靠的特点。2 工艺系统设计以地表水为例国内大局部工程以地表水为原水制备除盐水，含盐量按 300mg/l计来设计，分别列出承受反渗透膜法处理和离子交换法工艺法处理的方案比较1方案一反渗透方案1工艺流程如下：原水管道增压泵多介质过滤器过滤水箱超滤进水泵超滤装置反渗透升压泵保安过滤器高压泵反渗透装置反渗透产水箱混床进水泵混床除盐水箱除盐水泵送用户2） 工艺流程说明：原水先经过絮凝杀菌后经过多介质过滤器去除大局部悬浮物和铁后进入过滤水箱， 再经 2 台超滤进水泵分别进入 2 套超滤装置，进一步去除水中离子态以外的其他杂质， 超滤产水进入超滤水箱，水箱出水通过投加复原剂和盐酸溶液、阻垢剂后进入反渗透装置，反渗透装置产水经过除碳器后进入反渗透水箱，浓水则进入反渗透浓水箱，作为多介质过滤器和超滤装置的反洗水，从而充分利用了水资源，反渗透水箱出水经过最终一道混合离子交换除盐工序后，出水到达二级除盐水标准，然后经除盐水泵送各工艺装置使用。超滤作为 RO 的前处理，其任务是拦截原水中的微小颗粒及菌藻、胶体等物质，确保进入 RO 的水质 SDI 符合要求。3） 主要仪表掌握回路说明：本方案多介质过滤器运行、反洗；超滤装置运行、反洗；反渗透装置运行、系统全部保护、冲洗；混床运行反洗再生等均承受自动掌握。反渗透高压泵与反渗透进出水压力的联锁；超滤进水设置变频泵，并和超滤产水流量联锁，以掌握相应调整阀的开度，保证超滤进水量恒定。水箱液位与泵的联锁：过滤水箱液位与超滤进水泵连锁并在低液位自动停泵；超滤水箱液位与反渗透清水泵进水泵连锁并在低液位自动停泵； 反渗透水箱液位与混床进水泵连锁并在低液位自动停泵；除盐水箱液位与除盐水泵连锁并在低液位自动停泵。（2） 方案二承受复床+混床方案1） 工艺流程简图原水管道增压泵多介质过滤器过滤水箱阳床进水泵阳床除碳器中间水箱中间水泵阴床混床除盐水箱除盐水泵送用户2） 工艺流程说明原水先经过絮凝杀菌后经过多介质过滤器去除大局部悬浮物和铁后进入过滤水箱， 过滤水箱出水经过阳床进水泵提升至阳床后进入除碳器脱二氧化碳后进入中间水箱，通过中间水泵提升进入阴床和混床，混床出水进入除盐水箱，通过除盐水泵输送至用户。3） 主要仪表掌握回路说明：本方案多介质过滤器运行、反洗；阳床运行、反洗再生；阴床反洗再生；混床运行反洗再生等均承受自动掌握。过滤水箱液位与阳床进水泵连锁并在低液位自动停泵； 中间水箱液位与中间水泵连锁并在低液位自动停泵； 除盐水箱液位与除盐水泵连锁并在低液位自动停泵。3 技术经济比较方案一方案二备注按处理每吨水的投资本钱和运行费用比较如下：方案反渗透方案离子交换方案工程吨水投资约 5 万元/吨水约 4 万元/吨水投资包含全部设备材料、吨水运行费约 1.6 元/吨水约 3.3 元/吨水土建厂房、安装调试在内运行费用包含直接运行费用含水费、电费、各种药剂费以及耗材等各种运行费用设备更换等4 结论：方案二吨水投资虽较低，但其存在诸多弱点，离子交换床再生周期过短，系统再生频繁，酸碱耗很大。方案一投资较方案二吨水投资多 1 万左右，一年的运行费用较方案二节约 1.36 万一年按运行 8000h 计，1 年不到的时间即可收回投资本钱，投资回收期短，具有良好的技术经济性。5 标准标准及参考文献1） 水处理设备制造技术条件JB2932-992） 工业管道工程施工及验收标准GB235-823） 现场设备、工业管道焊接工程及验收标准GB50236-984） 机械设备安装工程、施工及验收通用标准GB50231-985） 反渗透水处理设备GB/T19249-20236） 反渗透装置产品认定技术条件HCRJ065-19997） 压力容器油漆、包装和运输JB2536-808） 反渗透设备标准CJ/T119-20239） 钢制压力容器GB150-199810） 水处理设备制造技术条件JB/T2932-9911） 水处理设备技术条件JB/Z360-8912） 压力容器法兰标准JB1157-116413） 衬胶钢管和管件HG21501-9214） 管路法兰技术条件JB/T74-9415） 管路法兰类型JB/T74-9416） 工业企业厂界噪声标准GB12348-2023；17） 给水排水工程构筑物构造设计标准GB50069-2023；18 室外排水设计标准GB50014-2023；19） 给排水工程构造设计标准GBJ69-1984；20） 供配电系统设计标准GB50052-95；21） 低压配电设计标准GB50054-95；22） 自动化仪表工程施工及验收标准GB500932023；23） 仪表供电设计规定HG2050992；