除鹽水的方案比較

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1、出鹽水的方案比較概述多年來，離子交換水處理技術(shù)…直被認(rèn)為是唯-穩(wěn)定可靠的高純水生產(chǎn)技術(shù)，該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)領(lǐng)域，如電廠鍋爐補(bǔ)給水等。近二十年來，離子交換在許多地方常常被反滲透替代。反滲透是一種膜分離工藝，因其不產(chǎn)生污染廢水，而被稱為“綠色”工藝。反滲透的快速發(fā)展始于上世紀(jì)70年代后期，當(dāng)時離子交換技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的相當(dāng)成熟，而反滲透還是…種新興技術(shù)。工藝技術(shù)往往在初始應(yīng)用吋發(fā)展很快,Z后發(fā)展速度緩慢，到成熟階段幾乎沒有什么改進(jìn)。因此，長期以來反滲透常被認(rèn)為是一種有活力的技術(shù)，可以有效應(yīng)用于各種領(lǐng)域的純水解決方案，而離了交換卻被認(rèn)為是陳舊的工藝,其實(shí)人們往

2、往忽略了反滲透在諸多實(shí)際應(yīng)用中會產(chǎn)生膜的結(jié)垢和污堵問題，它會增加化學(xué)藥品的使用量，減少膜的運(yùn)行壽命，增加設(shè)備的操作和維護(hù)成本。如今，反滲透雖然被認(rèn)為是一項(xiàng)很成熟的工藝，但是這兩種技術(shù)的比較已經(jīng)到了重新評估的時候了。當(dāng)然離子交換工藝需要使用化學(xué)藥品再生，但在過去，化學(xué)藥品并沒有有效利用，而且再生過程還產(chǎn)生了過量的廢水。然而，再生技術(shù)的新發(fā)展意味著最新■?代的離子交換床已大大提高了再生劑的使用效率，同時消耗的電量和產(chǎn)生的廢水都遠(yuǎn)少于反滲透。為了重新評估這些變化和發(fā)展，有必要了解離子交換工藝的一些基本原理。離子交換樹脂主要由聚苯乙烯系骨架鍵合了活性基團(tuán)組成，活性基

3、團(tuán)包括磺酸基，竣酸基、叔胺基、季胺基等。交換床所需離子交換樹脂的體積主要是由水力學(xué)和動力學(xué)來控制的。在水力學(xué)方面，通過樹脂床的壓降是流速和樹脂深度的函數(shù)，樹脂深度小一些效果比較好；而在動力學(xué)方面，由于受到擴(kuò)散因素的限制，樹脂深度大一些比較好。因此，工程師會綜合這兩方面的因素，對樹脂床樹脂深度進(jìn)行最優(yōu)化的設(shè)計(jì)。最近20年來，離了交換樹脂最重要的發(fā)展就是能夠生產(chǎn)尺寸精確的聚苯乙烯系樹脂顆粒，即能生產(chǎn)均粒樹脂。這聽起來好像只是較小的創(chuàng)新,但我們可以使用經(jīng)過動力學(xué)大大改善的小粒徑樹脂，同時均-尺寸的樹脂顆粒確保緊密的六邊形堆積，這使較小的樹脂顆粒也能保持相對較低的壓

4、降。這和可靠性能已大大改善的自動閥共同促進(jìn)了應(yīng)用于很多商業(yè)去離子工藝的SCION?(Shortcycleionexchange)短期循環(huán)技術(shù)的發(fā)展?？⑺嵝腿跛彡枠渲偕矢撸偕鷷r酸的利用率達(dá)到了95%,但它只能同弱酸鹽(如重碳酸鹽)進(jìn)行陽離子交換反應(yīng)；而磺酸基強(qiáng)酸陽樹脂能夠去除所有的陽離子，但在再生時酸的利用率大約僅在60%左右。同樣叔胺基弱堿陰樹脂不能去除水中的二氧化碳和二氧化硅，而季胺基強(qiáng)堿陰樹脂則可以，但再生劑氫氧化鈉的使用效率遠(yuǎn)低于弱堿陰樹脂。為了節(jié)省運(yùn)行成本，可以先讓水通過弱離子交換樹脂，再利用強(qiáng)離子交換樹脂進(jìn)一步處理，以更有效的利用化學(xué)再生劑

5、。典型的一級除鹽工藝包括使用弱酸陽樹脂去除原水中和堿度相關(guān)的陽離子，然后用強(qiáng)酸陽樹脂去除剩余的陽離子，陽床出水經(jīng)過脫炭塔去除水中的二氧化碳后，除炭水再用弱堿陰樹脂除去強(qiáng)的酸性陰離子如硫酸離子、氯離子等，最后用強(qiáng)堿陰樹脂進(jìn)一步去除解離出來的碳酸或二氧化硅。每一次，化學(xué)再生劑都要首先穿過強(qiáng)離子交換樹脂，然后穿過弱離子交換樹脂，弱離子交換樹脂更容易被再生劑再生，從而提高了再生劑的使用效率。很明顯，用強(qiáng)、弱樹脂分開處理會增加設(shè)備投資成本，因?yàn)檫@需要增加壓力容器，所以冋收期通常會很長。試圖把強(qiáng)、弱樹脂放在同…床中使用以減少投資費(fèi)用的想法，因兩種樹脂分層問題而難以實(shí)現(xiàn)。

6、但新的均粒樹脂已經(jīng)做成分層床，從而降低了設(shè)備投資成本，提高了再生劑的使用效率，并且使設(shè)備的操作更加容易。來自于高沼地的水通常含有高水平的天然有機(jī)物如腐殖酸、棕黃酸等。這些大的有機(jī)分子可以通過反滲透系統(tǒng)去除,但是會殘留在膜表面，形成有機(jī)污堵并增加膜清洗的頻率。這些有機(jī)分子大多數(shù)都是弱酸，在離子交換床里，這些分子可被交換和吸附到強(qiáng)堿陰樹脂上，在那里被物理截留，形成樹脂的污染。使用弱堿陰樹脂可以減少樹脂污染，延長樹脂清洗周期，還常常能減除昂貴的預(yù)處理設(shè)備如有機(jī)物清除設(shè)備等。這就意味著使用分層床的強(qiáng)弱陰離子交換樹脂對于污垢的抵抗力比反滲透或者傳統(tǒng)的單陰離子交換樹脂更

7、強(qiáng)。RAPIDE和RAPIDEplus開發(fā)SCION?(Shortcycleionexchange)IL藝的英國ELGA水處理公司，現(xiàn)在已經(jīng)成功完成一種新型再生工藝，所謂的脈沖再生程序(PulsedRegenerationSequence,[2申請專利)，這種工藝是使用高濃度的化學(xué)再生劑通過已失效樹脂床，不是以連續(xù)流動方式而是以短脈沖形式對樹脂進(jìn)行再生，當(dāng)屮增加了水沖洗的步驟。這種超濃度的再生劑不僅可以很有效地去除樹脂內(nèi)的離子雜質(zhì)，同時也增加了樹脂顆粒的收縮，并形成顆粒表面的口然滲透。這種收縮可以去除表面的污垢，同時也可以去除樹脂顆粒內(nèi)污垢，例如有機(jī)物等。接

8、下來的水沖洗會幫助樹脂的重新膨脹，并將用過的再生劑沖