关于脱盐水系统降低酸碱消耗的探讨

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99摘 要：在锅炉补给水系统中，对水的纯度有一定的要求，所以往往需要进行脱盐处理。在脱盐水系统中，传统上采用离子交换工艺，在此工艺中，酸碱的消耗量很大，这不仅成本高，而且对环境还会造成污染，所以，我们应设法尽量降低酸碱的消耗。本文即从工艺的改善方面探讨了脱盐水系统中降低酸碱消耗的问题，希望对相关工作者能有所帮助。

关键词：脱盐水系统；酸碱消耗；离子交换技术；反渗透技术；

一、离子交换技术

传统的脱盐水系统采用的是离子交换技术。

（一）离子交换技术的原理

离子交换技术是通过阴阳混柱的组合而实现的。离子交换器是离子交换技术的装置，它用来制备纯水和超纯水，此技术已经趋于成熟。它是由阳离子交换器、阴离子交换器、混合交换器等组成的。它的作用原理是：离子交换技术是基于离子交换的基本原理进行的。在脱盐水系统中，阳离子交换器中的氢离子与溶液中的金属离子进行交换，阴离子交换器中的氢氧根离子与溶液中的酸根离子进行交换，从而用酸碱将溶液中的盐离子交换出来，达到脱盐的目的，使水得到纯化。此过程可以通过下列方程式明显的表示出来：

（二）离子交换技术的工艺过程

采用离子交换技术来脱盐水的工艺流程如下：

原水斜板沉淀池机械过滤器清水池清水泵阳床脱碳塔中间水箱中间水泵阴床混床脱盐水箱脱盐水泵锅炉等用户。

具体分析：原水先经过斜板沉淀池进行预处理以后由泵加压通过工业水管网进入过滤器，进一步过滤掉悬浮物后，再进入清水池，通过清水泵将其注入阳床，进行阳离子交换过程，用阳树脂中的氢离子将溶液中的金属离子交换出来，再向下流入脱碳塔，除去溶液中的二氧化碳，然后再经过中间水箱，由中间水泵将水打入阴床中，进行阴离子交换过程，用阴树脂中的氢氧根离子将溶液中的酸根等负离子交换出来，在由下入脱盐水罐，经过脱盐水泵进入锅炉等用户。

（三）离子交换技术存在的问题

离子交换技术是当前已经成熟的技术，所以通过离子交换装置，能有效的将水中的离子脱除，但是在这个过程中还存在一些问题需要解决，例如：1、酸碱用量大；2、由于酸碱废液，容易造成环境污染；3、运行成本高； 4、原工艺自用水率高等，这些都对脱盐水系统产生很大的影响，所以说，就需要通过改善工艺来解决这些问题。本文主要从降低酸碱消耗这一方面来进行探究。

二、降低酸碱消耗的方法

通过查阅相关资料及多年的实践经验，我们认为可以通过改善相关工艺来降低酸碱的消耗，采用反渗透―离子交换处理―混床系统技术相结合的工艺过程来实现这一目标，下面进行具体分析。

（一）反渗透―离子交换处理―混床系统技术

此方案是改变了传统的离子交换技术的工艺过程，在传统工艺的基础上增加了多孔过滤器、反渗透装置，其中，反渗透装置是核心部件。下面分别对各装置进行简单的介绍。

1.过滤器

过滤器的基本原理为：将原水加入含有过滤介质的上腔中，使尺寸大于过滤孔的杂质留在上层，而尺寸较小的杂质及水就流向下方，从而除去大尺寸杂质，达到预处理的目的。

2.反渗透

（1）反渗透技术的原理。首先介绍一下渗透的概念：当用一张半渗透膜将浓度不同的两种盐溶液分开时，会发现水分会自动的从含盐量少的一方向着含盐量多的一方转移直至两边浓度相等，这一过程叫做渗透过程。这是一种物理过程，并且所需时间很长。而反渗透技术就是说和渗透过程相反，水分从含盐量多的一方向着含盐量少的一方转移，这就要求在含盐量多的溶液上方施加一个额外的压力，以达到此目的。因此，反渗透技术的原理就是：在含盐量多的一方施加一个额外的压力，改变渗透方向，使渗透向着与自然渗透相反的方向进行，从而达到除盐的目的。

（2）反渗透装置及其运行方式。反渗透装置一般包括五部分，这五部分分别是：预处理系统、反渗透系统、后处理系统、清洗系统和电气控制系统。

预处理系统的主要作用是对原水进行初步处理，去除余氯等杂质，达到反渗透的进水要求，降低原水的污染性，它一般是由原水泵、加料装置、石英砂过滤器、活性炭过滤器和精密过滤器组成；反渗透系统是反渗透装置的主要作用部分，它的主要作用是净化水，去除水中矿物盐，它主要由多级高压泵、反渗透膜、支架等组成；后处理系统的主要作用是进一步提高水质，它主要由杀菌、阴床、混床、阳床、过滤等其中的一种或几种设备组成；清洗系统的主要作用是对反渗透系统进行清洗以恢复功效，这用来解决污染出水指标不能满足要求时所产生的问题，它主要由精密过滤器、水泵和清洗水箱组成；电气控制系统的主要作用是对整个反渗透装置进行控制，使整个装置正常运行，它主要由仪表盘、控制盘及各种电器保护装置组成。

反渗透装置的运行方式为：1、反渗透装置的调试：调试前先确认好电源连接完好，出水必须符合反渗透膜进水要求，然后进行调试；2、运行：先开启阀门排除空气，再启动高压泵，调节各参数于设定值，调节进水阀，使流量等满足设计要求；3、停运：先开排水阀，再停高压泵。在操作过程中一定要注意开关阀的顺序。

（3）反渗透的优势。反渗透系统是当今最先进、最有效、最节能的膜分离技术。与传统的离子分离技术相比，具有不可比拟的优势：1、无需加热，能耗低，运行成本低；2、装置体积小，操作简单；3、适用范围广；4、工艺先进，分离效果好；5、维护方便；6、经济效益高，制水成本低：通常通过反渗透技术的成本约为每吨2.5元，而离子交换工艺的制水成本约为每吨5.0元。

（二）改造后的工艺流程

通过以上分析认为，有利于降低酸碱消耗的新的工艺为：“预处理+反渗透+阴阳床+混床”。

具体分析如下：预处理后的净水进入多介质过滤器，进行预处理，去除大尺寸的杂质，经水泵由下往上进入反渗透装置，将水纯化，除去有机盐，成为淡水，再经过离子交换系统进一步纯化，最后经过混床做最后的精处理，从而进一步的达到脱盐的目的。

（三）在酸碱消耗方面，改造后工艺与传统工艺的比较

通过对采用新工艺改造后的脱盐水处理系统进行调研，可得出改造前后酸碱消耗量的变化。如下表是格尔木油厂在采用新工艺前后的酸碱消耗量的对比数据，数据如下表：

原因分析如下：在传统工艺中，仅仅采用离子交换技术进行脱盐，由于原水中含有多种盐杂质，所以就需要大量酸碱来替换，而在改进的工艺中，不仅采用了离子交换技术，而且结合了过滤技术以及混床的使用，并且过滤技术是核心，在过滤技术中，可以很有效的分离水和盐，这一过程是不需要酸和碱的，所以单从过滤这一方面说，就大大减少了酸和碱的消耗，再加上混床的使用，能有效的实现阳树脂和阴树脂的再生，也能减少酸和碱的消耗。

三、结语

不管从成本方面，还是从环境方面，降低酸和碱的消耗在脱盐水系统中都十分重要。本文通过新兴的脱盐水处理技术代替传统的离子交换技术，大幅度的降低了酸和碱的消耗量，对原水脱盐处理有很大的用处，希望专业人员能进行更深入的探索，更好的实现原水的纯化。

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