脱盐水处理工艺的经济技术比较_尹磊

科技情报开发与经济SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT＆ECONOMY2009年第19卷第26期目前市场上的石化行业脱盐水处理系统中，已成熟的几种工艺都存在着这样或那样的缺点，企业如果选择了不利于本地水质或不利于本厂实际情况的处理方案，就会造成不可弥补的损失。针对这种情况，笔者将传统的离子交换处理方案与先进的膜法处理方案进行经济技术比较，以供大家参考。1脱盐水处理工艺对比1.1离子交换工艺早期人们所熟知的脱盐水处理工艺主要为预处理＋阳床＋阴床＋混床的全离子交换工艺，即传统法处理流程。对于地表水，常规的预处理方法多是多介质过滤＋活性炭过滤，用阳床＋阴床＋混床的全离子交换可确保出水水质稳定达标。长期实践已证明，传统法处理工艺是一种成熟有效的水处理工艺。但传统法因预处理和离子交换工艺的局限，存在着设备占地面积大、系统操作维护频繁复杂、出水水质呈周期性波动的缺陷，并且需要投加絮凝剂和耗费大量的酸碱，不利于环境保护；同时，离子交换器多为直径较大的罐体，体积大、重量大，不便于运输及安装调试，施工周期长。1.2膜法工艺膜法工艺是指超滤＋反渗透＋混床除盐（EDI）的处理工艺，该工艺主要采用膜分离技术制取脱盐水。超滤原理是一种膜分离过程原理，超滤是利用一种压力活性膜，在外界推动力（压力）作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质，而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。通过膜表面的微孔筛选可截留分子量为3×10000～1×10000的物质。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时，水分子和分子量小于300～500的溶质透过膜，而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而使水得到净化。也就是说，当水通过超滤膜后，可将水中含有的大部分胶体硅除去，同时可去除大量的有机物等。超滤对原水的适应性好，浊度在200以下的地表水均可有效处理，对于胶体硅的去除率大大高于传统法的多介质和活性炭过滤。超滤的采用大大提升了预处理的效果，可保证其出水SDI值稳定在3以下，增强了对反渗透系统的产水率，膜的使用寿命更可从传统法保证的3年延长到5年。反渗透装置是用足够的压力使溶液中的溶剂（一般是水）通过反渗透膜而分离出来，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，提高水中的纯度，其脱盐率达到99％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。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，能获得很好的技术经济效益。反渗透广泛应用于海水及苦咸水淡化，锅炉给水、工业纯水及电子级超纯水制备，饮用纯净水生产，废水处理及特种分离等过程，在离子交换前使用反渗透可大幅度降低操作费用和废水排放量。如此进行初步除盐后再采用混床进行深度除盐，则混床的工作负担明显降低，运行周期延长，从根本上降低了酸、碱以及酸碱废水的环境污染问题，且出水水质稳定可靠，运行费用低。超滤及反渗透装置均采用模块化设计，可任意拆卸、组装，配置灵活，安装调试方便；且设备结构紧凑，占地少，重量轻，便于运输和安装调试；因超滤和反渗透均为撬装设备，出厂前已进行了调试检验，大大减少了现场的安装调试工作，缩短了施工周期。与传统法处理工艺相比，有着极大的经济、技术和环保优势。经过反渗透的水，其99％以上的离子已被除去，但要想进一步提高水质，制造出超纯水，目前更为先进的用来替代混床的深度除盐方法为EDI。EDI即连续电除盐，是利用混合离子交换树脂吸附水中的阴阳离子，同时这些被吸附的离子又在直流电压的作用下，分别透过阴阳离子交换膜而被去除的过程。这一过程中离子交换树脂是被电连续再生的，因此不需要使用酸和碱对之再生。这一技术可以替代传统的离子交换装置，生产出电阻率高达18MΩ·cm的超纯水。该工艺技术被称为是水处理工业的革命。与传统的离子交换相比，EDI具有以下优点：EDI无需化学再生；EDI再生时不需要停机；提供稳定的水质；能耗低；操作方便，劳动强度小；运行费用低。2投资与运行成本及环保对比从投资方面，离子交换工艺由于罐体数量较多，近十几个罐体多达15以上的阀门及相应的启动信号传输、管道的压力、流量等信号的传输装置投资近280万元；而膜法工艺由于罐体数量较少，投入的阀门和传输信号相对于离子交换工艺少了近2/3的数量，投资只需要100万元左右就可以了。离子交换工艺厂房占地面积是膜法工艺的2倍，假如设计厂房高度相同，则膜法工艺土建投资就比离子交换工艺节省了1/2的费用。从运行成本方面，离子交换工艺制取除盐水的平均运行成本为2.16元/t，而膜法工艺制取除盐水的平均运行成本为1.61元/t，后者可节省0.55元/t，按年运行8000h计算，则年运行费用节约220万元，从而实现了目前对企业节能降耗的生产要求。从环保方面，两种工艺如果都是