摘要：水资源是人们赖以生存的基础保障，脱盐水处理工艺常用于工业水处理中，这进一步推动了我国水资源的有效利用。文章主要从工艺选择的必要性出发，探讨脱盐水处理工艺的优缺点。
关键词：脱盐工艺；水处理；工艺技术；处理工艺
引言
我们对水进行净化、软化和脱盐处理后,就可以得到脱盐水,由于脱盐水中的悬浮物、胶体以及阴阳离子等杂质含量大大减少,所以其在实际生产和生活中具有广泛的应用。当然脱盐水并不意味着所有杂质都被彻底去除干净,根据用途的差异,脱盐水中通常是允许含有微量杂质的,但毫无疑问的是,水中杂质含量越少,证明脱盐水处理工艺越优秀,水的纯度也就越高。
1工艺选择的必要性
化学水处理是工厂安全生产过程中的非常重要环节,脱盐水系统的好坏直接影响工厂的生产安全,长周期、稳定运行。随着经济发展,合理有效利用、节约保护有限的水资源,提高水资源的利用率,逐步满足日益严格的零排放环保要求,选择合适的化学制水工艺,对企业经济运行和社会环境的保护意义非常重大。文章通过对两家正在运行脱盐水装置的考察,根据实际情况对脱盐水工艺配置和设备类型作了简要分析。除盐处理工艺的要求是多样的,用户对不同技术的看法也不同。例如有些用户希望用反渗透技术,而有些用户则希望用更传统的技术如离子交换,另外有些用户则以低投资为主要考虑因素。由于水处理设备的工艺是根据不同的入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的保证。合理的工艺选择直接影响着企业稳定运行和经济效益。
2脱盐水处理工艺分析
2.1离子交换法
原水进入过滤系统通过预处理后进入过滤水槽,原水通过与强酸阴离子树脂作用,可以有效去除原水中的阳离子。再将脱阳离子后的原水进行脱二氧化碳处理,从而为阴离子的去除减轻荷载,提供便利条件。然后将去除二氧化碳的原水进行阴离子去除作用,通过与强碱性树脂的作用可以达到目的。对阳离子进行去除,将过滤后的原水变为软水,阳床出水后呈现出弱酸性,之后对阴离子进行去除;采用离子交换法精除盐的主要方法有二级、多级和混床除盐,混床除盐是经济有效的方法;然后是对废水进行处理,使用强碱性树脂和强酸性树脂处理阴阳离子时,会产生废水,因此在外排之前应该进行收集、调节、中和作用,达标后方可外排;再生系统,酸、碱贮槽和计量泵及混合器共同完成再生系统供液、计量,需要注意的是阳床和阴床树脂重复再生需要对阀门进行多次切换,需要专业的技术人员完成。
2.2反渗透法
反渗透进水由超滤出水引入,其运行系统由过滤器、高压泵和反渗透装置等组成,各部分以单元制的方式进行连接。反渗透脱盐处理单元间可以采用母管制并联连接,且各个单元可脱离系统进行清洗。其中,过滤器一般采用大流量过滤系统;反渗透装置运行采用自动控制方案,一般根据出水量和电导率进行控制。原水经原水泵送入石英砂过滤器降低浊度,通过活性炭过滤器降低COD、胶体及有机大分子的含量(城市自来水中的余氯)。再送至保安过滤器进行预处理最后工序,使原水SDI小于5mg/L,满足反渗透(RO)主机的进水要求。经保安过滤器后预处理过的水由高压泵送至RO主机反渗透膜进行脱盐处理。反渗透膜截留下的有机物、胶体和无机盐由浓水侧直接排掉(或进入公司其它水系统循环使用),不会造成环境污染。得到的脱盐水由膜清水侧送出。由于膜的运行与温度有关,在温度低时会降低产水量,所以在冬季原水须由加热器加热至25℃左右。另外反渗透膜运行4周~8周需进行1次化学清洗,以保证膜的透水量。
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3离子交换法与反渗透法应用比较
3.1使用离子交换法进行脱盐水处理的特点
首先，优点。使用离子交换法进行脱盐水处理的工艺优点主要体现在以下几个方面:预处理要求简单,并且工艺技术比较成熟,出水的水质具有一定的稳定性,初期设备的投资比较低;对原水中阴阳离子的处理主要是通过强碱性树脂和强酸性树脂的作用进行置换去除,效率较高,并且应用领域运行成本较低;使用离子交换法进行脱盐水处理的效果比较彻底,除盐率可以达到99.99%,这也是生产纯水的终端除盐技术。其次，缺点。使用离子交换法进行脱盐水处理时,由于使用的阀门较多,因此具有一定的复杂性;在床层中,细菌容易滋生,离子交换过程中树脂会向水层中渗透一定数量的有机物,对纯水质量造成一定影响;离子交换需要用到强酸性树脂和强碱性树脂,因此再生过程中需要对废水进行严格检测并做好外排处理,对环境污染具有一定的隐患;离子交换自动化程度较低,在后期实现自动化管理中会加大投入;对于含盐量较高的情况,强酸性树脂和强碱性树脂的消耗会比较严重,因此会扩大成本。
3.2使用反渗透法进行脱盐水处理的特点
反渗透法除盐起源于20世纪60年代,直到20世纪80年代末开始,反渗透处理才在工业领域得到广泛应用,它是目前普及速度最快的除盐工艺技术。首先，优点：第一，反渗透技术是当今较先进、稳定、有效的除盐技术;第二，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、UV杀菌、离子交换等;第三，不同于离子交换,原水含盐量较高时对运行成本影响不大。其次，缺点：第一，预处理要求较高、初期投资较大；第二，除盐率一般为99%,低于离子交换法,故一般用于高含盐量原水源的初步除盐,或作为离子交换法的前置除盐技术,不可作为生产超纯水的终端除盐手段；第三，必须不断排放一部分浓水。对于含盐量不高的天然水,水的一次利用率一般只有75%(二次利用除外。采用反渗透+混床制备电站锅炉给水的水利用率最高可达92%)。
4其他脱盐水处理技术分析
4.1交直流电脱盐技术
自罐底进料,罐顶出料;交流与直流电场共同作用,悬挂板式电极;运行不稳定时会失去直流电场的作用;电耗较高,容积很大,适用于大小水滴的聚集,脱水效果明显,不能应用于含水率较高拉W/O型乳化液的分离,如果要脱出该类乳化液,需要配套专用的破乳剂;如果该乳化液进入电场区域,导致电流大幅波动,严重时出现电脱变压器跳闸等异常情况;如果加工重质原油,比重大黏度高,极易产生乳化液,使电脱失去作用,不适用于处理该类原料。
4.2混合离子除盐
反渗透出水需接至室外除碳器(布置在中间水池顶部),要保证室外除碳器的进口母管在高程上满足反渗透出水的龙头。将中间水池中的水引入混合离子除盐系统,该系统采用两级串联混合离子交换器,通过阳树脂和阴树脂的交换吸附作用,达到去除反渗透出水中的阴阳离子的目的。经过混合离子除盐,出水品质会得到显著提升,保障工艺用水需求。
4.3微生物脱盐燃料电池技术
微生物脱盐燃料电池技术原理,MDC由阳极室、脱盐室和阴极室构成。阳极室内阳极表面的微生物将有机物分解成电子、质子和二氧化碳,质子被释放到阳极液中,阳极一侧的阴离子交换膜阻止质子向旁边室内扩散;中间室的阴离子通过阴离子交换膜转移到阳极室,同理阳离子向阴极室扩散。由于脱盐室阴阳离子扩散转移促使盐浓度不断下降,从而实现节能脱盐,产生的电能还可以进行利用。由于阳极酸化抑制微生物代谢,该工艺需要对阳极液进行液外循环处理。
结语
综上所述,离子交换和反渗透法在脱盐水工艺处理中都具有一定的应用,在选择工艺时,应该对处理要求和两种技术的优缺点进行综合考虑,选出合理的处理方式。
参考文献
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[2]苗红军.脱盐水处理工艺技术的比较与选择[J].化肥工业,2015(6):33-36.
[2]吴志刚.脱盐水处理工艺技术的经济学思考[J].民营科技,2012(10):46.
论文作者:于月
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/17
标签：脱盐论文; 反渗透论文; 离子交换论文; 水处理论文; 工艺论文; 树脂论文; 阳极论文; 《防护工程》2018年第36期论文;