除盐水 毕业论文初稿

1、毕业论文题 目: 浅谈除盐水的制取工艺及工程案例所属系、部 : 材料与环保学院 年级、 专业: 2014级环境监测与治理技术 姓 名: 刘 霞 菲 学 号: 201404032050指 导 教 师: 干 洪 忠 完 成 时 间: 2017-5 目录 摘要1前言31. 绪论41.1 除盐水简介42. 除盐水的制作工艺流程42.1 除盐水制取工艺流程42.1.1 预处理42.1.1.1多介质过滤器42.1.1.2活性炭过滤器52.1.1.3微孔过滤器52.1.1.3叠片过滤器62.1.1.4超滤72.2反渗透系统92.2.1反渗透原理92.2.2系统构成92.2.3反渗透（RO）系统规范112.3

2、EDI132.3.1EDI原理132.3.2优点132.4离子交换器142.4.1阳床142.4.2阴床142.4.3混床143泸州永丰化水站3*92m3/h除盐水系统143.1系统进水水质报告153.2系统出水要求163.3工艺流程163.4脱盐水系统组成163.5系统组成173.5.1 预处理系统173.5.2 反渗透系统173.5.3 混合离子交换器173.6 系统出力173.7电气说明17谢辞19参考文献20除盐水制取工艺及工程案例 学生：刘霞菲 指导教师：干洪忠摘要文章主要介绍用不同的工艺对去除水中无机离子的方法和工程案例，用预处理、反渗透、EDI、阴阳离子交换柱及其他相关设备来制取

3、除盐水的工艺设计及泸州永丰化水站3*92m3/h除盐水工艺设计。关键字:预处理 反渗透 连续电解除盐技术 阴阳离子交换柱 除盐水工艺设计 In addition to the brine preparing technology and engineering case Student:Liu xiafei Tutor:Gan hongzhong AbstractThe article mainly introduces the process of removing the water with different methods of inorganic ions and engineer

4、ing cases, using pretreatment, reverse osmosis, EDI, ion exchange column of Yin and Yang, and other related equipment design, process of preparing to in addition to the brine and luzhou yongfeng chemical water station 3 * 92 m 3 / h in addition to the brine process design. Keywords: Pretreatment ，Re

5、verse Osmosis，Electrodeionization，Ion Exchange Column, In Addition To The Brine Process Design1前言水是人类赖以生存的资源，在生产和生活饮用水中含有Mg2+、SiO2-、F-、ClO2-、BrO3-、Cl-、NO2-、Br-、ClO3-、NO3-、HPO43-、SO42-等常见的对锅炉或者用水纯度较高的设备有影响。因此，必须对其进行处理，文章说明了除盐水制取步骤中的设备及原理，各设备的结构优缺点及特点，对除盐水制取的工艺流程。本文还列举了除盐水的工程案例，通过工程案例使我们对除盐水的制取有更深的认识。

6、21. 绪论1.1 除盐水简介 除盐水（desalted water），是指利用各种水处理工艺，除去悬浮物、胶体和无机的阳离子、阴离子等水中杂质后，所得到的成品水。除盐水并不意味着水中盐类被全部去除干净，由于技术方面的原因以及制水成本上的考虑，根据不同用途，允许除盐水含有微量杂质。除盐水中杂质越少，水纯度越高。 电导率小于0.2µS/cm (25)，Cu、Fe、Na含量小于3µg/L，Si02含量小于3µg/L的水称为高纯水或超纯水。电导率0.010.1µS/cm (25)，称为除盐水。2. 除盐水的制作工艺流程2.1 除盐水制取工艺流程预处理反渗透ED

7、I离子交换器2.1.1 预处理2.1.1.1 多介质过滤器多介质滤器以多层滤料（无烟煤、石英砂）分级装配，通过接触吸附可除去部分胶体微粒等污染物质。本装置技术核心部分就在于滤料的选配与过滤工况的有机结合，使最终出水水质得到保证。本装置采用机械过滤，反洗可根据水质情况进行而定。反洗过频，易出现乱层现象，反洗间隙过大又可能导致过滤情况逐渐恶化，细小颗粒会渐渐地集中在滤层表面，使悬浮物堆积于表层，形成坚硬的厚膜，导致水头损失增加过快，使过滤周期缩短。其次，细小颗粒也会因反洗不彻底，逐渐穿透滤层，导致出水水质变差。为此，根据原水特性及产水量，本装置严格按给排水规范进行设计、制作。本装置采用的滤料机械强

8、度好，化学性能稳定，粒度均按要求分级装配，具有过滤效果好，操作管理方便的优点，属固定床深层过滤。2.1.1.2 活性炭过滤器活性炭过滤器主要吸附原水中的有机物、色度、浊度、少许重金属离子、游离性余氯及异味等；防止游离性余氯及重金属离子等氧化性物质氧化后续设备阳阴床膜；同时截流原水中极少量的沙粒及大颗粒的悬浮物等。选用优质的水处理专用碳，其吸附余氯及重金属离子及除浊度除色度性能等良好；且机械强度好，吸附速度快，吸附比表面积可达1000-2000m2/g 。用活性炭过滤法除去可彻底除去水中的游离余氯，特别是在原水为市政自来水的情况中这一工艺尤其重要。在这一过程中，除了活性炭对Cl2的物理吸附作用外

9、，还由于活性炭表面具有某种催化作用，可促使游离氯Cl2的水解，并加速新生态氧O的产生。而新生态氧可与活性炭中的碳或其它易被氧化的组分反应，更促进了游离氯的除去。其主要反应式为： Cl2 H2O HCl HClOHClO 活性炭 HCl OC 2O CO2在运行中，活性炭受悬浮物或胶体的污染而影响吸附过滤时，可采用反冲洗的方法来清洗。如果活性炭的吸附能力已消失，则应进行再生处理，或者更换新碳。如用NaOH或NaCl溶液等浸泡，把所吸附的杂质解吸下来。每台过滤器出水管设流量计，出水管设取样接口；反洗用水采用原水反洗排水与正洗排水排入水沟。2.1.1.3微孔过滤器微孔过滤器采用的过滤介质是低压超高分

10、子量聚乙烯材料制造成的，集过滤、杀菌、吸附为一体，具有过滤精度高、耐腐蚀、无毒性、操作简单、再生方便快捷等优点，适用于液体的澄清和精细过滤方面。微孔过滤器的原理为表面和深层截留。过滤管可以反复再生，长期使用。悬浮液进入过滤器筒体后，在一定压力下从滤管外表面渗过滤管上的微孔，经集液管盒流出。大于过滤精度要求的固体颗粒被截留在滤管外表面，形成滤饼。随着运行时间增加，滤饼随之增厚，流量降低，压差越来越大。为防止滤饼被压死而不易再生，要求运行时过滤进出口压差不得超过0.2MPa。2.1.1.3叠片过滤器过滤水质稳定、占地面积小，特别是水源日趋紧张的今天，自动叠片过滤器其自耗水率仅有0.5左右，这种惊人

11、的节水效果一经推出就受到广大用户的欢迎。叠片过滤器的过滤机理是通过压紧的塑料盘片实现表面过滤与深层过滤的组合。其核心技术就是盘片，它由一组双面带不同方向沟槽的聚丙烯盘片构成，相邻两盘片叠加，其相邻面上的沟槽棱边便形成许许多多的交叉点，这些交叉点构成了大量的空腔和不规则的通路，这些通路由外向里是不断缩小的。过滤时，这些通路导致水的紊流，最终促使水中的杂质被拦截在各个交叉点上。把一摞盘片叠加安装在过滤芯骨架上，在弹簧和来水的压力下就形成了外松内紧的单元。由可调节的时间或压差信号自动启动反洗，反洗阀门改变过滤单元中水的流向，盘片被顶开，过滤过程中的小孔隙被打开。位于过滤芯中央的喷嘴沿切线喷水，使盘片

12、旋转，在水流的冲洗与盘片高速旋转下，截留在盘片上的固体物被冲洗出去。然后活塞再次下压盘片，回复过滤状态。 精确过滤：可根据用水要求选择不同精度的过滤盘片，有20，50，100，200m多种规格。 彻底反洗：由于反洗时将过滤孔隙完全打开，达到了其它过滤器无法达到的清洗效果。 高效反洗：反洗过程只需20秒左右即可完成。 全自动运行，连续出水：时间和压差控制反洗启动。在过滤器组套内，反洗过程交替进行。工作、反洗状态之间自动切换，可确保连续出水，系统压力损失小。 标准：标难模式化系统设计，用户可按需要取舍，灵活可变，互换性强。 占地省：可灵活利用现场边角空间，占地少。 运行可靠、维护简单：几乎不需日常

13、维护，部件100经工厂检测和试运转，不需专用工具，零部件很少。 使用寿命长：高科技塑料过滤元件坚固、无磨损、无腐蚀，经多年工业实用验证，过滤和反洗效果不会因使用时间而变差。2.1.1.4超滤超滤是一种与膜孔径大小相关的筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，被循环流动的原液带走而成为浓缩液，因而实现对原液的的净化、分离和浓缩的目的。根据原液流向的不同又区分为内压式和外压式。如下图所示： 内压式超滤膜组件外压式超滤膜组件预

14、处理的主要处理装置为超滤装置。超滤膜分离技术具有占地面积小、出水水质好、自动化程度高等特点。超滤膜采用材质为聚砜材质的中空纤维膜，其表面活化层致密，支撑层为海绵状网络结构，故耐压、抗污染（耐氯性特好）、使用寿命长，且能长期保证产水水质，对胶体、悬浮颗粒、色度、浊度、细菌、大分子有机物具有良好的分离能力。超滤分离技术的特点1) 在常温和低压下进行分离，因而能耗低，从而使设备的运行费用低。2) 设备体积小、结构简单，故投资费用低。3) 超滤分离过程只是简单的加压输送液体，工艺流程简单，易于操作管理。4) 超滤膜是由高分子材料制成的均匀连续体，纯物理方法过滤，物质在分离过程中不发生质的变化，并且在使

15、用过程中不会有任何杂质脱落，保证超滤液的纯净。5) 安装操作简单方便，可拆卸式标准螺纹进出水口连接，更换和维修方便。6) 过滤精度高，能有效滤除水中99.99%的胶体、细菌、悬浮物等有害物质。7) 抗污染和氧化能力强，允许长期处于5ppm(mg/L)浓度的游离氯环境。8) 适用PH值范围宽广，为2-13，因此不易受酸碱的化学腐蚀，而它的清洗药液就是标准的柠檬酸和氢氧化钠溶液（或盐酸和氢氧化钠溶液），与RO反渗透膜的清洗液基本相同。9) 耐压与防漏结构设计，确保超滤膜不会出现漏水、脱胶、滑牙，爆胶等故障。以上特点决定了超滤膜的用途非常广泛，从普通家用饮水的净化到工业水处理都有大规模用，因而超滤膜

16、分离技术作为国家火炬计划重点支持的六大高新技术之一，具有广阔的发展前景。2.2反渗透系统2.2.1反渗透原理反渗透装置是用足够的压力使溶液中的溶剂（一般是水）通过反渗透膜（或称半透膜）而分离出来，因为这个过程和自然渗透的方向相反，因此称为反渗透。经过反渗透处理，使水中杂质的含量降低，提高水质的纯度，其脱盐率可达到98%以上，并能将水中大部分的细菌，胶体及大分子量的有机物去除。渗透：溶剂由低浓度溶液透过半透膜流向高浓度溶液（如图）反渗透：溶剂由高浓度溶液透过半透膜流向低浓度溶液（如图）反渗透法能适应各类含盐量的原水，尤其是在高含盐量的水处理工程中，反渗透法因其脱盐率高，回收率高，运行稳定，占地面

17、积小，操作简便，能获得很好的技术经济效益。另外，反渗透设备在除盐的同时，也将大部分细菌、胶体及大分子量的有机物去除，因此在纯水的制取工程中，反渗透设备更是不可缺少的。2.2.2系统构成1）主机系统反渗透主机，主要由高压泵、反渗透膜及膜壳组成。设计遵循化工部颁布CJ/T119-2000反渗透设备标准。2）清洗系统采用反渗透法制取纯水，则在反渗透主机正常运行时必须加强维护保养，延长RO膜的使用寿命。RO膜的耐受性取决于进水水质中有机物、细菌、水合金属氧化物、盐类、以及悬浮物存在的情况而定，为此，RO的进水要求是非常严格的，为此，RO产水的质与量、清洗的频率、以及膜使用寿命完全取决于原水预处理是否严

18、谨、是否规范，其次，清洗频率以及清洗剂配比是否得当也有很大关系。 反渗透膜组件长期运行后，会受到某些难以冲洗物质的污染，如长期的微量盐分结垢和有机物、藻类的累积，而造成膜组件性能的下降，所以必须用化学药品进行清洗。一般3-6个月清洗一次，每次清洗时间约需2-3小时。（化学清洗次数与预处理系统合理性分析：6个月/次，预处理设计非常完善；3个月/次，预处理合理；1个月/次，预处理需要进一步完善；1个月/次，预处理需要重新设计；化学清洗次数越多，膜功能性衰减频率越快；）反渗透膜脱盐系统配置一套化学清洗系统。主要用途是在反渗透膜面被污染时，用来对反渗透系统进行化学清洗的，同时在正常运转时，用来进行冲洗

19、，将膜表面的一些沉积物冲掉，并使被压密实的膜恢复，恢复膜的性能，提高产水量，并能延长膜的寿命。在RO装置停运时，用产品水冲洗、排净膜和不锈钢管道中的高TDS残留水，使停运膜完全浸泡在除盐水中，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。RO装置的化学清洗装置由一个清洗药箱、清洗泵及连接管件组成，当膜组件受污染时,可以用它进行RO系统的化学清洗。反渗透膜在使用过程中，由于各种因素的影响，不可避免地会有结垢现象或受污染，只不过是程度不同而已。清洗系统的功能就是当反渗透膜出现结垢现象或受污染而导致性能下降，就必须根据情况采用相应化学药品进行清洗处理。清洗时，是将药液不断地

20、送入容器内，对反渗透膜进行清洗，清洗后的清洗液又回到清洗水箱，不断循环，为了防止被清洗下来的以悬浮物形式存在的物质在循环时损伤反渗透膜，因此增加一台清洗过滤器，保护反渗透膜不被损伤。反渗透膜在使用过程中，由于各种因素的影响，不可避免地会有膜表面沉积的现象，只不过是程度不同而已。同时，由于反渗透膜在正常工作时是处在高压状态下，膜会被压缩形变。如果长期这样，就会产生塑性形变，即膜被压密实，且不能恢复，导致膜的性能下降，清洗系统的功能就是定时对反渗透膜进行低压冲洗，将膜表面的沉积冲走，同时充分利用时间，让被压缩的膜恢复，延长膜的使用期限，并且在系统长时间停止运行时，向系统内输送保护液。2.2.3反渗

21、透（RO）系统规范反渗透装置包括高压泵、膜组件、阻垢剂单元、反渗透装置清洗单元、仪表和控制设备。1）高压泵高压泵出口装设慢开门装置（选用）和压力开关，以防膜组件受高压水的冲击及延时压力高时报警及停泵。高压泵出口装压力开关，压力高时报警及停泵。密封装置采用防腐材料、机械密封。高压泵所配阀门、仪表的性能、配置点及数量等将满足本系统的安全、稳定、可靠运行之需要。2）反渗透（RO）装置RO装置完整地包括系统所必须的所有设备、管道、阀门、控制系统和测量仪表等，其性能、配置点和数量能满足本系统的安全、稳定、可靠运行之需要。RO膜元件的设计通量不大于各膜元件制造厂商导则规定的最大通量值，并选择合理的排列组合

22、，保证膜元件的正常运行和合理的清洗周期。反渗透装置的给水加药种类及加药点，化学清洗液的选择根据给水水质和所选用反渗透装置膜组件的特性确定。RO装置的设计避免膜元件承受反压。反渗透浓水排放需装流量控制阀，以控制RO的回收率。RO装置产品水管和浓水管设取样点，取样的数量及位置能有效的诊断并确定系统的缺陷。RO膜组件安装在组合架上，组合架上配备全部的管道及接头，还包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。RO组合架的设计满足其厂址的抗震度要求和组件的膨胀要求。RO系统所配仪器、仪表的性能、配置点及数量等将满足本系统的安全、稳定、可靠运行之需要。3）反渗透（RO）清洗系统清洗系统包括清洗箱、清洗泵、精密

23、过滤器及与反渗透（RO）装置连接的可拆卸的管件、接头等。清洗系统的材质和防腐涂层能适用于所用的清洗液。4）反渗透（RO）系统的仪表及控制设备配置随本体供货的仪表和控制设备，选用通用产品，并符合国家的有关标准，配套供应的仪表和控制设备的选型将由买方认可，这些仪表和控制设备与全厂仪表及控制设备选型相一致，并与买方整体设计方案相协调。 流量表：反渗透浓水、产品水装设流量计。 压力表高压泵出口管道上装设压力表；反渗透（RO）进出口装压力表。 化学仪表反渗透（RO）进水及产品水设电导率表，并记录及超限报警。 5）化学清洗规范反渗透系统在使用中，会受到无机盐垢、微生物、胶体颗粒的污染，导致当下列情况出现时

24、，需要清洗膜元件： 标准化产水量降低10%以上； 进水和浓水之间的标准化压差上升了15%； 标准化透盐率增加10%以上；经常使用的化学药剂有柠檬酸、盐酸和氢氧化钠，根据污染物性质的不同，采用不同的清洗药剂：无机盐垢：用食品级的柠檬酸或盐酸，柠檬酸浓度为2%，盐酸浓度为0.2%；在清洗时保证清洗液的PH值=2，此类化学药剂为通用化学产品，并无限定品牌；硫酸盐垢：用食品级的氢氧化钠，浓度为0.1-0.2%，清洗时保证清洗液的PH值=12，如有条件，将清洗液加热到30-45，增强去污能力。有机物垢：用2-5%的次氯酸钠溶液，对系统进行循环清洗。 在需要作化学清洗之前，一定要确定污染物的组成成分，同时

25、对整个系统进行逐一检查，确认反渗透系统需要清洗时，请严格按照我公司提供的使用手册（完工后提供）执行；当整个系统需要长期停用时，将系统清洗干净，并注满1%的亚硫酸氢钠静置保存，当重新启用时，再将系统冲洗干净，投入使用。6） 保安过滤器保安过滤器设置的主要目的是截留大颗粒物、胶体、悬浮物。反渗透装置前配置保安过滤器，以防止大颗粒物进入高压泵及反渗透膜。保安过滤器的外壳采用不锈钢，内装滤芯。7） 阻垢剂加药装置阻垢剂加药装置作用是在预处理后的原水进入反渗透之前，加入高效专用阻垢剂，以防止反渗透浓水侧结垢。反渗透的工作过程是原水在膜的一侧从一端流向另一端，水分子透过膜表面，从原水侧到达另一侧，而无机盐

26、离子就留在原来的一侧。随着原水的流程逐渐增长，水分子不断从原水中取走，留在原水中的含盐量逐步增大，即原水逐步得到浓缩，而最终成为浓水，从装置中排出。浓水受浓缩后各种离子浓度将成倍增加。自然水源中Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、HCO3-、SO42-、SiO2等倾向于产生结垢的离子浓度积一般都小于其平衡常数，所以不会有结垢出现，但经浓缩后，各种离子的浓度积都有可能大大超过平衡常数，因此会产生严重的结垢。2.3EDI2.3.1EDI原理EDI是连续电解除盐技术，是一种离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。它巧妙的将电析和离子交换技术结合，利用两端电极高压使水中带

27、电离子移动，并配合离子交换树脂及选择性膜以加速离子移动去除。若在EDI之前加上反渗透进行初步除盐，再经EDI除盐就可以达到15M/cm以上的超纯水。2.3.2优点出水水质具有最佳的稳定度。能连续生产出符合用户要求的超纯水。模块化生产，并可实现PLC全自动控制。不需酸碱再生，无污水排放，运行费用小。不会因再生而停机。不需要化学再生。产水连续稳定，出水水质高。2.4离子交换器2.4.1阳床当水流通过树脂层时，水中的各种阳离子均被树脂吸附，树脂上的交换功能基团H被交换到水中，水中各种阳离子被交换到树脂上。通过阳床交换后，碱度交换后生成CO2从水中脱出，阳离子基本上被全部交换掉，出水Na+ 20-30

28、g/L。2.4.2阴床当含有无机酸的水通过树脂床时，由于强碱性阴树脂上的N OH交换功能基团对水中所有的阴离子均有较强的交换作用。所以当“酸性水”（阳离子交换器出水）通过此树脂层时，水中的各种阴离子被树脂吸附，树脂上的OH-被交换至水中，并与“酸性水”水中的H化合生成水。通过阴床交换后，水中阴离子基本被交换掉，出水电导率20s/cm、SiO2100g/L。2.4.3混床3泸州永丰化水站3*92m3/h除盐水系统3.1系统进水水质报告水质分析见下表四川省地质工程勘察院环境工程中心检 测 报 告送样单位： 泸州永丰浆纸有限责任公司工程名称：送样日期：2013.08.16 检测依据：地下水质检测方法

29、 DZ/T0064-93报告日期：2013.08.23检测编号 取样地点S13082301泸州叙永县江门镇日照村古宋河段检测项目（单位 ）测试结果钾mg/L3.4钠mg/L24.0钙mg/L78.16镁mg/L10.34铵根mg/L0.05铝mg/L<0.02铁mg/L0.55铜mg/L<0.05锰mg/L<0.01铅mg/L<0.01钡mg/L<0.05锶mg/L0.72氯离子mg/L6.38硫酸根mg/L170.4重碳酸根mg/L128.1碳酸根mg/L0.0硝酸根mg/L7.16亚硝酸根mg/L0.19氢氧根mg/L0.0氟离子mg/L0.14溶解性总固体m

30、g/L329悬浮物mg/L5总硬度（以CaCO3计）mg/L237.7碳酸盐硬度（以CaCO3计）mg/L105.1非碳酸盐硬度（以CaCO3计）mg/L132.6酚酞碱度（以CaCO3计）mg/L0.0总碱度（以CaCO3计）mg/L105.1pH无量纲7.3游离二氧化碳mg/L6.43SiO2mg/L6.80CODMnmg/L1.92备注：仅对来样负责校核:制表: 周蓉3.2系统出水要求 1、设计产水量：220t/h2、设计温度：520（按15设计）3、设计套数：3×74t/h4、考虑到设备定期清洗和运行一定周期产水量的减少，每套设备设计时考虑最低20%的富裕量（实际产水量应大于

31、89 t/h），以保证在单套设备清洗时全厂运行用水量要求。3.3工艺流程本脱盐水系统拟采用以下水处理工艺：3.4脱盐水系统组成本项目脱盐水系统的处理工艺流程分为：预处理系统、反渗透系统、混合离子交换器三部分。3.5系统组成3.5.1 预处理系统反渗透前的预处理选用自清洗叠片过滤器+微孔过滤器+超滤，去除水中的悬浮物、胶体、有机物、大颗粒物质等，保证出水有机物含量及污染指数（SDI）等指标满足反渗透进水要求。其中超滤装置配置气动蝶阀，通过气动控制系统实现设备的自动控制。3.5.2 反渗透系统反渗透系统作为脱盐水系统的预脱盐设备。反渗透系统采用进口的低压膜元件，同时配备电动蝶阀及电导率等检测仪表，并通过PLC系统实现自动控制。3.5.3 混合离子交换器混合离子交换器系统作为整个脱盐系统的终端脱盐设备，将反渗透出水进一步除盐，深化水质。混床的运行、停止、再生、备用、投运，通过自动控制系统实现。3.6 系统出力系统最终成品脱盐水设计出力为270m3/h（混合离子交换器），各级设备容量的基本配置参见下表：（详见水量平衡图）设备出力