除盐水处理工程

简介

除盐水，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。

生产实践中，人们从除盐水（工艺水）的概念出发，使用了不同称呼以区分除盐水的纯度异。例如锅炉给水处理中，通常将电导率小于3uS/cm (25℃)的水称为蒸馏水，将电导率小于5us/cm (25℃)、Si02含量小于100ug/L的水称为一级除盐水，电导率小于0.2us/cm(25℃)、Si02含量小于20ug/L的水称为二级除盐水，电导率小于0.2us/cm (25℃)，Cu、Fe、Na含量小于3ug/L，Si02含量小于3ug/L的水称为高纯水或超纯水。除盐水含很少或不含矿物质，通过蒸馏、反渗透、离子交换或这些方法的结合可以做这点。

常用的水处理方法有:

(一）反渗透法

 反渗透法可以有效的清除溶解於水中的无机物，有机物，细菌，热原及其它颗粒等，是透析用水之处理中最重要的一环。所谓渗透是指以半透膜隔开两种不同浓度的溶液，其中溶质不能透过半透膜，则浓度较低的一方水分子会通过半透膜到达浓度较高的另一方，直到两侧的浓度相等为止。在还没达到平衡之前，可以在浓度较高的一方逐渐施加压力，则前述之水分子移动状态会暂时停止，此时所需的压力叫作 “渗透压 (osmotic pressure)”，如果施加的力量大於渗透压时，则水份的移动会反方向而行，也就是从高浓度的一侧流向低浓度的一侧，这种现象就叫作”反渗透”。反渗透水处理常用的半透膜材质有纤维质膜，芳香族聚酝胺类等，至于它的结构形状有螺旋型，空心纤维型及管状型等。至於这些材质中纤维素膜的优点是耐氯性高，但在碱性的条件下（pH ≥8.0）或细菌存在的状况下，使用寿命会缩短。如果反渗透前没有作好前置处理则渗透膜上容易有污物堆积，例如钙，镁，铁等离子，造成反渗透功能的下降；有些膜容易被氯与氯氨所破坏，因此在反渗透膜之前要有活性碳及软化器等前置处理。

特点

①水与盐分离的推动力为压力。

②可适用于各种含盐量的水源，但用于含盐量大致在300mg/L以上的水源经济性更好，已广泛用于生产饮用纯净水、医用纯化水、电子级水和高压及以上锅炉的补给水。

③一般用于高含盐量水源的初步除盐，或作为离子交换法的前置除盐技术，不作为生产超纯水的终端除盐手段。

④化学药品用量少，没有酸碱废水排放。

⑤必须不断排放一部分浓水。

（二）离子交换法

   离子交换是应用离子交换剂（最常见的是离子交换树脂）分离含电解质的液体混合物的过程。离子交换过程是液固两相间的传质（包括外扩散和内扩散）与化学反应（离子交换反应）过程，通常离子交换反应进行得很快，过程速率主要由传质速率决定。

离子交换反应一般是可逆的，在一定条件下被交换的离子可以解吸（逆交换），使离子交换剂恢复到原来的状态，即离子交换剂通过交换和再生可反复使用。同时，离子交换反应是定量进行的，所以离子交换剂的交换容量（单位质量的离子交换剂所能交换的离子的当量数或摩尔数）是有限的。

去离子法的目的是将溶解於水中的无机离子排除，与硬水软化器一样，也是利用离子交换树脂的原理。在这 使用两种树脂-阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。阳离子交换树脂利用氢离子（H+）来交换阳离子；而阴离子交换树脂则利用氢氧根离子（OH-）来交换阴离子，氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水，H+离子与OH-离子结合後即成中性的水。这些树脂之吸附能力耗尽之後也需要再还原，阳离子交换树脂需要强酸来还原；相反的，阴离子则需要强碱来还原。阳离子交换树脂对各种阳离子的吸附力有所差异。

特点

①水与盐分离的推动力为化学能，即依赖于离子交换反应。

②适用于含盐量低于500mg/L的水源，对于含盐量更高的水源，一般先用反渗透法除去大部分盐类后，再用离子交换法深度除盐。

③它是目前除盐较成熟的水处理技术，因此，它常作为生产纯水、超纯水、电子级水的终端除盐技术。

④有较多的酸碱废水排放。

（三）EDI处理法

EDI(Electro-de-ionization)是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术(电渗析技术)相结合的纯水制造技术。EDI装置包括阴/阳离子交换膜、离子交换树脂、直流电源等设备。其中阴离子交换膜只允许阴离子透过，不允许阳离子通过，而阳离子交换膜只允许阳离子透过，不允许阴离子通过。离子交换树脂充夹在阴阳离子交换膜之间形成单个处理单元，并构成淡水室。单元与单元之间用网状物隔开，形成浓水室。在单元组两端的直流电源阴阳电极形成电场。来水水流流经淡水室，水中的阴阳离子在电场作用下通过阴阳离子交换膜被清除，进入浓水室。在离子交换膜之间充填的离子交换树脂大大地提高了离子被清除的速度。同时，水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子，这些离子对离子交换树脂进行连续再生，以使离子交换树脂保持良好状态。EDI装置将给水分成三股独立的水流：纯水、浓水、和极水。

EDI装置属于精处理水系统，一般多与反渗透(RO)配合使用，组成预处理、反渗透、EDI装置的超纯水处理系统，取代了传统水处理工艺的混合离子交换设备。

EDI技术在国外广泛的应用有十几年的时间,大多用于制药行业、微电子行业、发电工业和实验室。在表面清洗、表面涂装、电解工业和化工工业的应用也日趋广泛。

特点

①水与盐分离的推动力为直流电场。

②适用于电导率低于40uS/cm的水源的深度度除盐，用于生产纯水、锅炉补给水和电子级水。

③除盐效果理想佳，除盐率与离子交换法基本相同，故它常常作为生产除盐水的终端除盐技术。

④必须不断排放极水和部分浓水。

⑤EDI装置晋遍采用模块化设计，便于维修和扩容。