一、反滲透-離子交換聯(lián)合除鹽處理有何優(yōu)點?
反滲透-離子交換聯(lián)合處理方式,可以降低水源水質(zhì)多變所帶來的影響,并可減少再生頻率,從而提高了水處理裝置運行的靈活性和可靠性,在水源的選擇上也有了更大的余地。例如,原水含鹽量從1000mg/L增至1500mg/L,反滲透設備在工作壓力2.75MPa,出力僅降低1%-2%;而離子交換設備遇此情況,必然會嚴重地降低交換容量。這說明,反滲透設備的出力與水質(zhì)(原水含鹽量)的關系不大,只同工作壓力差及水質(zhì)成分所決定的滲透壓差成比例變化。這是反滲透工藝的一個很大的優(yōu)點。
在電廠鍋爐補給水處理上使用反滲透-離子交換聯(lián)合系統(tǒng),有不少優(yōu)點。
(1)離子交換設備的再生劑用量可以降低90%-95%,再生劑貯放場地可以大大減小。
(2)由于反滲透裝置可將原水含鹽量降低到原來的1/10-1/20,因此除鹽設備的鹽泄漏可以減小,運行周期可以延長。
(3)原來不適宜采用離子交換除鹽的水(如含鹽高的原水、經(jīng)處理過的城市污水、受酸性污染的水等)都可能用來作為除鹽設備的進水。
(4)除鹽系統(tǒng)可以簡化,有的水源甚至在反滲透后用混床處理就可滿足鍋爐用水的要求。
(5)原水中用一般處理方法不易除去的物質(zhì)如膠體物質(zhì)、有機物、鐵離子、二氧化硅等也可被除去。
(6)延長了離子交換樹脂的使用壽命。
(7)通常混床出水電導率為0.1μS/cm。
(8)提高了對水源水質(zhì)變化的適應性和出水質(zhì)量的可靠性。
(9)由于除鹽設備排放的廢液量減少了,有利于環(huán)境保護。
二、以反滲透-離子交換生產(chǎn)除鹽水其經(jīng)濟效益如何?
20世紀60年代發(fā)展起來的反滲透膜技術(shù)已為世人所矚目,但由于價格昂貴國內(nèi)少有問津。隨著反滲透技術(shù)的發(fā)展和相對價格的下降,因此,80年代后應用者已愈來愈多,尤其是聚酰胺復合膜以其優(yōu)異的性能使過去的醋酸纖維素膜相比之下大為遜色。在原水含鹽量較高的地區(qū),以反滲透作前處理除鹽,雖然一次性投資大一些,但該裝置在節(jié)約酸、堿、水、電等方面的經(jīng)濟效益是十分誘人的,投資很快就可收回。尤其是保護水環(huán)境方面,它是離子交換法所不能比擬的。離子交換床排出的酸、堿等廢液,常使江河污染,魚蝦人畜遭殃。因此,根據(jù)各地不同的水質(zhì)情況,選擇合理的水處理方式,不但會收到很好的經(jīng)濟效益,且有利于環(huán)境保護造福于民。
現(xiàn)以某大型化肥廠對除鹽水系統(tǒng)的改造為例,來說明以反滲透作除鹽水預處理的經(jīng)濟效益。
該廠以地下水為水源,井水含鹽量高達900mg/L左右,過去以電滲析作為離子交換床的預處理,但仍然不能保證除鹽水的安全生產(chǎn),酸、堿消耗量十分驚人。在1995年初著手進行以反滲透作為除鹽水預處理的設計,以代替過去使用的電滲析。
增加的反滲透頂除鹽系統(tǒng)采用的兩套7-4排列螺旋卷式膜組件結(jié)構(gòu)的反滲透裝置,處理水量為120t/h。反滲透裝置費用為270萬元,加以其他配套裝置如細砂過濾器、水箱、配電系統(tǒng)等總投資約500萬元。該套系統(tǒng)在1995年12月即投入生產(chǎn),裝置運行正常,出水能力、除鹽率和耗水率均能達到設計保證值,其出水水質(zhì)如下表。
原水水質(zhì)和經(jīng)反滲透后出水水質(zhì)
分析項目 | 原水水質(zhì) | 出水水質(zhì) | |
設計值 | 實際值 | ||
pH Na+/(mg/L) Ca2+/(mg/L) Mg2+/(mg/L) Cl-/(mg/L) SO42-/(mg/L) HCO3-/(mg/L) SiO2/(mg/L) 電導率/(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 |
反滲透系統(tǒng)投用后所取得的經(jīng)濟效益是十分可觀的,現(xiàn)將投產(chǎn)前后各項指標和節(jié)約價值列表如下:
流程改造前后指標對比
項 目 | 實 際 發(fā) 生 | 年節(jié)約量 | 年節(jié)約價值 /萬元 | |
1995年 | 1996年 | |||
硫酸 燒堿 原料運輸費 樹脂 電滲析維修費 電滲析人工費 節(jié)水 節(jié)電 總節(jié)約價值 | 2018t 1962t 56萬元/年 101.75萬元/年 35萬元/年 15萬元/年
| 228t 236t 12萬元/年 14.54萬元/年 - -
| 1790t 1726t
47000t 96萬度 | 80.55 138.08 44.0 87.21 35.0 15.0 94.0 45.12 538.96 |
從上表中可以看出,反滲透裝置投用后,年節(jié)約價值十分顯著,其投資費用不到一年即可收回。但這種情況是發(fā)生在高含鹽量水的系統(tǒng),究竟采用反滲透-離子交換處理水含鹽量分界點以多少為合適,美國DOW化學公司經(jīng)過不斷地研究,從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公司不僅制造反滲透膜,同時也生產(chǎn)離子交換樹脂。至于我們采用反滲透-離子交換系統(tǒng)的經(jīng)濟效益如何同,還要根據(jù)我們的水質(zhì)情況,以及國內(nèi)的原材料、電力、水等價格進行詳細計算和比較后才能作出決策。