离子交换与反渗透比较

1、 目录 1为什么会有离子交换和反渗透？ . 1 2离子交换法处理有以下特点 . 1 3反渗透法处理有以下特点 . 2 4工艺比拟 . 2 4.1离子交换法 . 2 4.1.1流程简介： . 2 4.1.2流程单元说明 . 2 4.2反渗法 . 3 4.2.1流程简介 . 3 4.2.2流程单元说明： 4 5占地面积比拟 . 5 6经济运行比拟 . 6 1为什么会有离子交换和反渗透？ 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 长期稳定到达要求的保证。 除盐处理工艺的要求是多样的，用户对不同技术的

2、看法也是不同。例如有些 用户希望用反渗透技术，而有些用户那么希望用更传统的技术如离子交换， 另外有 些用户那么以低投资为主要考虑因素。 2离子交换法处理有以下特点 优点： 预处理要求简单、工艺成熟，出水水质稳定、设备初期投入低； 由于制水原理类同于用酸碱置换水中离子，所以在原水低含盐量的应用区 域运行本钱较低。 缺点： 由于离子交换床阀门众多，操作复杂烦琐； 离子交换法自动化操作难度大，投资高； 需要酸碱再生，再生废水必须经处理合格后排放，存在环境污染隐患； 03菌易在床层中繁殖，且离子交换树脂会长期向纯水中渗溶有机物 在含盐量高的区域，运行本钱高 3反渗透法处理有以下特点 优点： 反渗透技术

3、是当今较先进、稳定、有效的除盐技术； 为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、运行本钱低等优点，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、离子交换、 UV杀菌等 原水含盐量较高时对运行本钱影响不大 O点： 预处理要求较高、初期投资较大 4工艺比拟 4.1离子交换法 4.1.1流程简介： 原水首先进入无阀滤池进行预处理直流入过滤水槽， 再通过过滤水泵送水至 阳床上部，在床中与强酸阳树脂接触，树脂将 Ca2+、Mg2+、Na+、K+、等阳离 子从水中置换到树脂上，除去阳离子后的水从塔下流出并送入脱 CO2塔上部， 在塔内

4、与塑料多面空心球接触形成水膜， HCO3-很快分解成CO2和H2O,通过 风机将CO2从塔顶吹除，从而大大减轻阴床的负荷。脱除 CO2的水进入中间水 池，中间水泵将水送入阴床，在床中与强碱阴树脂接触，树脂将水中SO42-、Cl-、 NO3-等阴离子置换到树脂上，水中的阴离子被除去。经一级除盐后的水再进入 混床除去少量残存阳、阴离子和 SiO3,经混床处理制得合格的的除盐水。 交换过程中，阳床、阴床和混床因交换剂饱合而失效， 这时由再生系统对阳 床、阴床和混床进行再生。再生结束进入下一周期，再生废水经处理合格后外排。 4.1.2流程单元说明 预处理： 无阀滤池： 地下水经采集后在无阀滤器中将浊度

5、降低至 5NTU ,防止污泥在后续床层上 积聚，影响树脂交换能力。 预除盐 阳床： 经阳床交换后，原水中98%的阳离子将被除掉，而变成软水，阳床出水呈酸 性。阳床运行周期一般设计为24-48小时，假设要更长时间，那么设备和树脂将增大， 不经济。在运行周期内一般要设计小反洗， 防止水流将树脂层压实，而影响树脂 交换能力。失效后的阳树脂可以用盐酸或硫酸进行再生，本例以盐酸为再生剂。 脱碳塔： 一般来说地下水碱度都在100mg/l以上，所以经阳床脱除金届离子后，碳酸 氢根转化成大量的CO2,设置脱碳塔的目的就是将 CO2去除。经脱碳塔后的CO2 含量会在5mg/l,这样大大降低阴床的负荷。 阴床：

6、阴床的作用原理与使用要求与阳床类似， 只是去的是阴离子。阴树脂失效后 选用氢氧化钠再生。 上述过程为一级除盐水，它的电导率 10 s/cm SiO20.2mg/l,能满足中 压锅炉给水要求。但是假设需更高品质除盐水，就得在一级除盐水的根底上进行深 化处理。 精除盐 混床：离子父换法精除盐的方法有级除盐、多级除盐及混床除盐。常用的 经济有效的方法是混床除盐。经混床处理过的除盐水，它的电导率 0.2 M s/cm SiO20.01mg/l。混床失效后，需用酸碱同时对阳、阴树脂进行再生。 废水处理 废水池：阳床、阴床和混床再生的过程都会产生酸碱废水， 直接外排将对环 境造成污染，所以必须收集起来，经

7、处理合格后外排。废水池起到收集废水、调 节废水、中和废水的作用。 再生系统 酸、碱贮槽和计量泵及混合器共同完成再生过程供液、计量的作用。 整个工艺过程比拟烦琐的是阳床、阴床和混床再生时要屡次倒换阀门，而且 一般每天或间隔一天就需再生，所以操作难度大，通常须配置经验丰富的操作人 员。假设采用自动控制，那么控制点多、阀门要求高，投资很大。同时酸碱耗量大， 再生废水也多。另外由于树脂对非极性的大分子没有去除能力， 所以制水过程中 可能会出现细菌殖生。 4.2反渗法 4.2.1流程简介 原水经原水泵送到石英砂过滤器降低浊度，在活性炭过器中降低 COD,胶 体及有机大分子的含量。活性炭出水再送至保安过滤

8、器进行最后的预处理， 使原 水SDI5mg/l,满足反渗透RO主机的进水要求。经保安过滤器后的合格水 由高压泵送至RO主机反渗透进行除盐处理。反渗透膜截留下的有机物、 胶体和 盐无机盐由浓水侧直接排掉，不会给环境造成污染。产品水由膜活水侧送出至脱 碳塔，除去渗透至活水的二氧化碳气体。 脱气后的一级除盐水送至混床进行最后 的精除盐。另外反渗透膜运行12-18月需进行一次化学活洗，以保证膜的透水量。 4.2.2流程单元说明: 预处理 反渗透的预处理要求比离子交换法严格，主要目的是解决如下问题： (1) 防止反渗透膜面结垢(包括CaCO3、CaSO4 SrSO4 CaF2、SiO2、铁、 铝氧化物等

9、在膜面沉积)； (2) 防止胶体物质及悬浮固体微粒污堵； (3) 防止有机物的污堵； (4) 防止氧化性物质对膜的氧化破坏； (5) 保证进水水温，保持反渗透装置产水量稳定。 该过程主要包括加热器、加药装置、多介质过滤器、活性炭过滤器、保安滤 器等设备。 石英砂过滤器： 配制石英砂过滤器，用于截留水中的悬浮物和胶体杂质， 降低反渗透进水浊 度，过滤器一般出水浊度 1NTU当出水大于1NTU或进出口压差大二0.01Mpa, 过滤器需进行反洗。所以反洗周期及反洗时间视原水浊度而定。 反洗时在进水同 时送入压缩空气，擦洗滤料。 活性炭过滤器： 滤器内装填净水专用颗粒活性炭，用于吸附水中余氯和有机物，

10、降低进水 COD含量，活性碳过滤器出水的余氯(PPm) 0.1。活性炭过滤器反洗以设备运 行时间(或压差)来控制反冲洗周期。 阻垢剂投加系统：为防止硬度离子及胶体等杂质在反渗透膜面上结垢， 特在 反渗透装置进水中添加阻垢剂，加药量一般为3 4 mg/l，具体由进水水质决定。 保安过滤器： 反渗透装置前配置保安过滤器，以防止颗粒进入高压泵及 RO膜组件，损伤 高压泵部件和划伤反渗透膜外表.保安过滤器滤芯采用外层精度为10vni,内层精 度为3-5M)；这样不仅提高了过滤精度，还提高了滤芯使用寿命。因为普通滤芯 为均一精度，在外表层堵塞后，就需更换；由于内外层精度不一,对进水不同粒 径的大小粒子进

11、行分层截留，充分利用了滤芯的内外表层，提高了粒子的截留效 果。在正常工作条件下，滤芯可维持 6-8个月以上的使用寿命，比普通滤芯寿命 提高50%。当过滤器进出口压差到达1.0Kg/cm2时需更换滤器内滤芯。 以上预处理也可采用超滤(UF)等其它膜法处理方式。 一级除盐： 局压泵： 高压泵是反渗透膜实现物理别离过程的动力源，目前低压膜的运行压力在 1.5Mpa 以内。 反渗透(RO)主机： 反渗透(RO)主机是一级除盐的心脏局部，由渗透膜、膜壳和辅助阀门和 仪器组成。反渗透膜已开展到超低压、低污染的复合膜，单根膜脱盐率达99.5%。 在RO装置运行期间，设问断自动快冲冲洗。在 RO装置停运时，用产品水自动 冲洗，挤排膜和不锈钢管道中的高 TDS残水，使停运膜完全浸泡在淡水中，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。 经反渗透处理，原水中绝大局部无机盐、有机物、微生物、细菌被截留。经反渗 透处理的产品水可到达电导率 v 10 V s/cm SiO20.47 10-3=0.33 碱本钱碱按1