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常用几种水处理工艺比较与分析

2022-8-19|发布:河南大川水处理有限公司|点击数: 3017

一、多介质/活性炭过滤器与超滤比较

1.1  多介质过滤器进水条件浊度要求<15NTU,出水浊度5NTU。当原水浊度变化较大时,出水水质不稳定,且反洗频率提高,运行周期缩短,一般需要设计备用一组。

1.2 活性炭过滤器使用的活性炭滤料使用寿命一般为一年。当活性炭吸附容量达到饱和时,需要更换。石英砂滤料在运行过程中也会出现磨损、破碎,达到一定使用年限后也需要更换,一般为3-5年。

1.3 多介质/活性炭过滤器需要定时反洗,一般按照运行-反洗-正洗-运行的模式循环运行。反洗周期一般为2天,如果进水水质差会提前。反洗时间一般为8-10min,正洗时间5-8min.综合计算,单罐自耗水率约为3-5%。反洗用水可以反渗透浓水收集使用,但是需要额外加反洗水箱。

1.4 超滤膜的特点

超滤是一种介于纳滤与微滤之间的膜分离技术。超滤分离过程以筛滤机理为主,可把不同截留分子量的超滤膜看做是不同孔径的系列筛网。在一定的压力下,它只允许溶剂和小于膜孔径的溶质透过,而阻止水中的悬浮物、微粒、胶体、大分子有机物和细菌等大于膜孔径的溶质通过,以完成水的净化过程。

1.4.1过滤膜精度远高于传统过滤,可全部去除大于0.1微米的胶体和颗粒物质,使出水SDI<2,浊度<0.1NTU。

1.4.2出水水质稳定,受原水水质波动较小。

1.4.3运行压力低,有效降低能耗。

1.4.4设备占地面积小,节省空间2/3以上,并且实现全自动化运行。

二、阴阳床离子交换器与反渗透膜处理比较

2.1 从设备占用空间来看,阴阳离子交换系统占地空间比较大,一般有三部分组成(1)离子交换器包括阳床、阴床(2)除二氧化碳部分包括除碳器及中间水箱(3)再生系统包括酸储罐、碱储罐、酸碱计量箱、中和水池。而反渗透设备采用膜法处理,设计集成化较好,采用单元模块化设备,大大减少了占地空间。

2.2 从自动化运行来看,阴阳离子交换器无法做到全自动运行,需要安排有一定技术基础的操作人员,定时取样以分析判断运行终点及时启动再生,出水水质和操作人员经验素质有很大的关系,设备出水水质不稳定,运行操作方式复杂。一般需要设置备用装置。

反渗透设备可采用自动化在线水质监测仪表和PLC 程序相结合的方式,出水水质稳定可靠且直观一目了然。整体运行可达到无人值守全自动化运行。

2.3 从环境及安全性来看,阴阳离子交换器再生需要用到盐酸、液碱,二者属于强腐蚀性化学品,对于其存放环境及设备均有较高要求,对操作使用人员安全具有一定的危险性。另外,再生后产生的废酸液、废碱液进入中和水池后排放也面临不小的环保压力。

反渗透设备则不存在以上问题,全自动无人值守保证了维护操作人员的安全性,不产生腐蚀性的废水,反渗透设备浓水可直接排入雨水管网或者回收使用。

2.4 从运行工艺的经济来看,阴阳离子交换器单罐再生过程包括反洗(8-10min)、再生(60-90min)、正洗(8-10min)等过程,所用水自耗水率一般为15%,系统越大,综合废水率越高,酸碱再生剂增加了成本投入。反渗透单元回收率可达75%,若一级浓水回收再利用,整体系统回收率可达到85%。反渗透设备可连续工作,而阴阳离子交换器再生过程需停机,故一般需要设置备用装置。

2.5 从用工成本来看,阴阳离子交换器运行维护需要3班制,每班2人,单人单班无法独立完成,操作复杂,人工投入成本大。反渗透设备全自动运行,模块集成化管理,单人单班即可胜任,人工使用成本低。

三、混合床离子交换器与EDI比较

3.1 混合床离子交换器是在阴阳离子交换器基础上进一步的设计,因此,二者的优劣性有一定的共同点,如占地空间大、操作复杂,自动化程度低,酸罐碱罐的存放、酸碱废水的排放等。

3.2 EDI是一种将电渗析和离子交换相互结合在一起的除盐新工艺,该工艺过程取电渗析和离子交换两者之长,弥补对方之短,即利用离子交换能深度脱盐来克服电渗析极化而脱盐不彻底,又利用电渗析极化而发生水电离产生H+OH-实现树脂自再生来克服树脂失效后通过化学药剂再生的缺陷。

EDI技术的先进性

*不需化学再生药剂

*生产过程无任何污染,属清洁生产

*不需要停机再生

*生产质量稳定的,出水电阻率高达16-18MΩ·cm的高纯水

*运行稳定可靠,维护简单、运行费用低

*占地面积小

EDI工作原理

EDI电去离子膜堆同时进行着如下三个主要过程:

1) 阴、阳混合离子交换树脂上的OH- H+ 离子对水中电解质离子的离子交换过程(从而加速去除纯水室内水中的离子);

2)在外电场作用下,水中电解质离子通过离子交换膜进行选择性迁移的电渗析过程;

3) 电渗析的极化过程所产生的H+OH-及交换树脂本身的水解作用对交换树脂进行的再生过程。这三个过程同时发生,相互促进,实现了EDI连续去离子。


  EDI进水要求

水源

反渗透 RO 产水;电导率≤10μ S/cm

PH  值

6.5--8.5

温度

5℃--38℃

进水压力

0.2—0.4MPa

硬度

≤1ppm(以 CaCO3 )

有机物

TOC 小于 0.5ppm(建议检测不出)

氧化剂

活性氯(Cl2)小于 0.05ppm;

臭氧(O3

小于 0.02ppm

重金属离子

小于 0.01ppm Fe、Mn、变价性金属离子

小于 0.5ppm(以 SiO2 )

CO2 

小于 3ppm,当 CO2 含量大于 3ppm 时,可加NaOH 调节 PH值

颗粒物

≤1μ m

 


四、全自动软水器特点

目前国内生产销售使用的软化水装置都是按照《自动控制钠离子交换器(全自动软水器)技术设计标准GB/T 18300—2008》设计生产的。具备以下几个特征:

1. 离子交换柱00×7树脂装填量较少,运行周期较短,一般6个小时左右,树脂再生频繁。

2. 树脂再生分为5个步骤,反洗--吸盐--置换--正洗--盐箱注水.  a.反洗需要15分钟,b.吸盐需要40分钟,c.置换需要60分钟d.正洗需要20分钟。整个再生过程消耗水量不小于一个运行周期生产水量的15%

3. 氯化钠作为再生剂消耗量较大。平均每生产一吨软化水消耗氯化钠1.5Kg,给污水处理增加了严重负担。

4. 软化水只是不含钙镁离子或者钙镁离子含量较少的水,水中其他物质基本不变,但是钠离子含量升高。软化水作为冷却循环系统补给水,冷却循环水的浓缩倍数基本不变,还是4倍,节水效果不明显。



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