离子法除盐水
第一章水质概述
第一节天然水及其分类
一、水源
水是地面上分布最广的物质，几乎占据着地球表面的四分之三，构成了海洋、江河、湖泊以及积雪和冰川，此外，地层中还存在着大量的地下水，大气中也存在着相当数量的水蒸气。地面水主要来自雨水，地下水主要来自地面水，而雨水又来自地面水和地下水的蒸发。因此，水在自然界中是不断循环的。
水分子（H2O）是由两个氢原子和一个氧原子组成，可是大自然中很纯的水是没有的，因为水是一种溶解能力很强的溶剂，能溶解大气中、地表面和地下岩层里的许多物质，此外还有一些不溶于水的物质和水混合在一起。
水是工业部门不可缺少的物质，由于工业部门的不同，对水的质量的要求也不同，在火力发电厂中，由于对水的质量要求很高，因此对水需要净化处理。
电厂用水的水源主要有两种，一种是地表水，另一种是地下水。
地表水是指流动或静止在陆地表面的水，主要是指江河、湖泊和水库水。海水虽然属于地表水，但由于其特殊的水质，另作介绍。
天然水中的杂质
要有氧和二氧化碳天然水中的杂质是多种多样的，这些杂质按照其颗粒大小可分为悬浮物、胶体和溶解物质三大类。
悬浮物：颗粒直径约在10-4毫米以上的微粒，这类物质在水中是不稳定的，很容易除去。水发生浑浊现象，都是由此类物质造成的。
胶体：颗粒直径约在10-610-4毫米之间的微粒，是许多分子和离子的集合体，有明显的表面活性，常常因吸附大量离子而带电，不易下沉。
溶解物质：颗粒直径约在10-6毫米以上的微粒，大都为离子和一些溶解气体。呈离子状态的杂质主要有阳离子（钠离子、钾离子、钙离子2+、镁离子2+）,阴离子（氯离子-、硫酸根42-、碳酸氢根3-）；溶解气体主。
水质指标
二、水中的溶解物质
悬浮物的表示方法：悬浮物的量可以用重量方法来测定（将水中悬浮物过滤、烘干后
称量），通常用透明度或浑浊度（浊度）来代替。
溶解盐类的表示方法：
1.含盐量：表示水中所含盐类的总和。
2.蒸发残渣：表示水中不挥发物质的量。
3.灼烧残渣：将蒸发残渣在800℃时灼烧而得。
4.电导率：表示水导电能力大小的指标。
5.硬度的表示方法：硬度是用来表示水中某些容易形成垢类以及洗涤时容易消耗肥皂得一类物质。对于天然水来说，主要指钙、镁离子。硬度按照水中存在得阴离子情况。划分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两类。
6.碱度和酸度：碱度表示水中含 -、32-、3-量以及其它一些弱酸盐类量得总和。碱度表示方法可分为甲基橙碱度和酚酞碱度两种。酸度表示水中能与强酸起中和作用的物质的量。
有机物的表示方法：通常用耗氧量来表示。
溶解物质是指颗粒直径小于10-6的微粒，它们大都以离子或溶解气体状态存在于水中，现概述如下。
（1）离子态杂质。天然水中含有的离子种类甚多，但在一般的情况下，它们总是一些常见的离子。如按含量多少来分，可以将这些离子归纳为表1-2中的三类。其中第一类杂质的含量为最多，是工业水处理中需要净化的主要离子。
天然水中离子态杂质来自水源经地层时溶解的某些矿物质。列如石灰石（3）和石膏（4·2H2O）的溶解。3在水中的溶解度虽然很小，但当水中含有游离态2时，3被转化为较易溶的（3）2而溶于水中。其反应为
322（3）2
又如白云石（3·3）和菱镁矿（3），也会被含游离2的水溶解，其中3溶解反应可表示为
322（3）2
由于上述反应，所以天然水中都存在2+、2+、3-、42-。在含盐量不大的水中，2+的浓度一般为2+的2550%，水中2+、2+是形成水垢的主要成分
含钠的矿石在风化过程中易于分解，释放出，所以地表水和地下水中普遍含有。因为钠盐的溶解度很高，在自然界中一般不存在的沉淀反应，所以在高含盐量水中，是主要阳离子。天然水中的含量远低于，这是因为含钾的矿物比含钠的矿物抗风化能力大，所以比较难转移至天然水中。
由于在一般水中的含量不高，而且化学性质与相似，因为在水质分析中，常以（）之和表示它们的含量，并取加权平均值25作为两者的摩尔质量。
天然水中都含有，这是因为水流经地层时，溶解了其中的氯化物。所以几乎存在于所有的天然水中。天然水中最常见的阳离子是2+、2+、、；阴离子是3-、42-、，某些地区的地下水中还含有较多的2+和2+。
（2）溶解气体。天然水中常见的溶解气体有氧（O2）和二氧化碳（2），有时还有硫化氢（H2S）、二氧化硫（2）和氨（3）等。
天然水中O2的主要来源是大气中O2的溶解，因为空气中含有20.95%的氧，水与大气接触
使水体具有自充氧的能力。另外，水中藻类的光合作用也产生一部分的氧，但这种光合作用并不是水体中氧的主要来源，因为在白天靠这种光合作用产生的氧，又在夜间的新陈代谢过程中消耗了。
地下水因不与大气相接触，氧的含量一般低与地表水，天然水的氧含量一般在0~14之间。
天然水中2的主要来源为水中或泥土中有机物的分解和氧化，也有因地层深处进行的地质过程而生成的，其含量在几毫克/升至几百毫克/升之间。地表水的2含量常不超过20~30，地下水的2含量较高，有时达到几百毫克/升。
天然水中2并非来自大气，而恰好相反，它会向大气中析出，以为大气中2的体积百分数只有0.030.04%，与之相反的溶解度仅为0.5~1.0。
水中O2和2的存在是使金属发生腐蚀的主要原因。
（3）微生物。在天然水中还有许多微生物，其中属于植物界的有细菌类、藻类和真菌类；属于动物界的有鞭毛虫、病毒等原生动物。另外，还有属于高等植物的苔类和属于后生动物的轮虫、涤虫等。
三、天然水的分类
通常，天然水有两种分类方法，一种是按主要的水质指标，另一种是水中盐类的组成。现分述如下：
1.按主要水质指标
天然水可以按其含盐量或硬度分类，因为这两种指标可以代表水受矿物质污染程度。
天然水按其含盐量分类如表1-3。
表1-3 按含盐量分类
我国江河水大都属于低含盐量和中等含盐量水，地下水大部分是中等含盐量水。
天然水按其硬度分类如表1-4。
表1-4 按硬度分类
根据此种分类，我国天然水的水质是由东南沿海的极软水，向西北经软水和中等硬度水而递增至硬水。这里所谓软水是指天然水硬度较低，不是指经软化处理后所获得的软化水。
2.按水中盐类的组成分类
为了研究问题方便起见，人为地将水中阴、阳离子结合起来，写成化合物的形式，这称为水中离子的假想结合。这种表示方法的原理是，钙和镁的碳酸氢盐最易转化成沉淀物，所以令它们首先假想结合，其次是钙、镁的硫酸盐，而阳离子和以及阴离子都不易生成沉淀物。因此它们以离子的形式存在于水中。
第二节电厂用水的类别及水质指标
一、电厂用水的类别
水在火力发电厂水汽循环系统中所经历的过程不同，水质常有较大的差别。因此根据实用的需要，人们常给予这些水以不同的名称。它们是原水、锅炉补给水、给水、锅炉水、锅炉排污水、凝结水、冷却水和疏水等。现简述如下：
（1）原水：也称为生水，是未经任何处理的天然水（如江河水、湖水、地下水等），它是电厂各种用水的水源。
（2）锅炉补给水：原水经过各种水处理工艺净化处理后，用来补充发电厂汽水损失的水称为锅炉补给水。按其净化处理方法的不同，又可分为软化水和除盐水等。
（3）给水：送进锅炉的水称为给水。给水主要是由凝结水和锅炉补给水组成。
（4）锅炉水：在锅炉本体的蒸发系统中流动着的水称为锅炉水，习惯上简称炉水。
（5）锅炉排污水：为了防止锅炉结垢和改善蒸汽品质，用排污的方法，排出一部分炉水，这部分排出的炉水称为锅炉排污水。
（6）凝结水：蒸汽在汽轮机中作功后，经冷却水冷却凝结成的水称为凝结水，它是锅炉给水的主要组成部分。
（7）冷却水：用作冷却介质的水为冷却水。这里主要指用作冷却作功后的蒸汽的冷却水，如果该水循环使用，则称循环冷却水。
（8）疏水：进入加热器的蒸汽将给水加热后，这部分蒸汽冷却下来的水，以及机组停行时，蒸汽系统中的蒸汽冷凝下来的水，都称为疏水。
在水处理工艺过程中，还有所谓清水、软化水、除盐水及自用水等。
二、水质指标
所谓水质是指水和其中杂质共同表现出的综合特性，而表示水中杂质个体成分或整体性质的项目，称为水质指标。
由于各种工业生产过程对水质的要求不同，所以采用的水质指标也有差别。
火力发电厂用水的水质指标有二类：一类是表示水中杂质离子的组成的成分指标，如2-等；另一类指标是表示某些化合物之和或表征某种性能，这些指标是由于技术2+、2+、、、
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上的需要而专门制定的，故称为技术指标。
1．表征水中悬浮物及胶体的指标
（1）悬浮固体。悬浮固体是水样在规定的条件下，经过滤可除出的固体，单位为毫克/升（）。这项指标仅能表征水中颗粒较大的悬浮物，而不包括能穿透滤纸的颗粒小的悬浮物及胶体，所以有较大的局限性。此法需要将水样过滤，滤出的悬浮物需经烘干和称量等手续，操作麻烦，不易用作现场的监督指标。
（2）浊度。浊度是反映水中悬浮物和胶体含量的一个综合性指标，它是利用水中悬浮物和胶体颗粒对光的饿散射作用来表征其含量的一种指标，即表示水浑浊的程度。
浊度是通过专用仪器测定的，操作简便迅速。由于标准水样配制方法不同，所使用的单位也不相同，目前以硫酸肼（N2H44）和六次甲基四胺[（2）6N4]配制成浑浊液为标准，与水样
相比较，其单位用福马肼（）表示。
（3）透明度。透明度是利用水中悬浮物和胶体物质的透光性来表征其含量的另一中指标，即表示水透明程度的指标，单位为厘米（）。水的透明度与浊度成反比，水中悬浮物含量越高，其透明度越低。由于它是通过人的眼睛观察水层厚度来确定水中悬浮物含量的，因此它带有人为的随意性。
2．表征水中溶解盐类的指标
（1）含盐量。含盐量是表示水中各种溶解盐类的总合，由水质全分析的结果，通过计算求出。含盐量有两种表示方法：一是摩尔表示法，即将水中各种阳离子（或阴离子）均按带一个电荷的离子为基本单位，计算其含量（），然后将它们（阳离子或阴离子）相加；二是重量表示法，即将水中各种阴、阳离子的含量以为单位全部相加。
由于水质全分析比较麻烦，所以常用溶解固体近似表示，或用电导率衡量水中含盐量的多少。
（2）溶解固体。溶解固体是将一定体积的过滤水样，经蒸干并在105~1100C下干燥至恒重所得到的蒸发残渣量，单位用毫克/升（）表示。它只能近似表示水中溶解盐类的含量，因为在这种操作条件下，水中的胶体及部分有机物与溶解盐类一样能穿过滤纸，许多物质的湿分和结晶水不能除尽，碳酸氢盐全部转换为碳酸盐。
（3）电导率。表示水中离子导电能力大小的指标，称作电导率。由于溶于水的盐类都能电离出具有导电能力的离，所以电导率是表征水中溶解盐类的一种代替指标。水越纯净，含盐量越小。电导率越小。
水的电导率的大小除了与水中离子含量有关外，还和离子的种类有关，单凭电导率不能计算水中含盐量。在水中离子的组成比较稳定的情况下，可以根据试验求得电导率与含盐量的关系，将测得的电导率换算成含盐量。电导率的单位为微西/厘米（）。
三．表征水中易结垢物质的指标
表征水中易结垢物质的指标是硬度，它是指水中某些易于形成沉淀的金属离子，它们都是二价或二价以上的金属离子。在天然水中，形成硬度的物质主要是钙、镁离子，所以通常认为硬度就是指水中这两种离子的含量。水中钙离子含量称钙硬（），镁离子含量称镁硬（），总硬度是指钙硬和镁硬之和，即[（1/2）2+]+[（1/2）2+]。根据2+、2+与阴离子组合形式的不同，又将硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。（1）盐硬度（）是指水中钙、镁的碳酸盐及碳酸氢盐的含量。此类硬度在水沸腾时就从溶液中析出而产生沉淀，所以有时也叫暂时硬度。
（2）非碳酸盐硬度（）是指水中钙、镁的硫酸盐、氯化物等的含量。由于这种硬度在水沸腾时不能析出沉淀，所以有时也称永久硬度。
硬度的单位为毫摩尔/升（），这是一种最常见的表示物质浓度的方法，是我国的法定计量单位。在美国硬度单位为3，这里的表示百分之一，它与大致相当；在德国硬度单位采用的是德国度，1相当于10所形成的硬度。
以上几种硬度单位的关系如下：
12.8503
1、征水中碱性物质的指标
表征水中碱性物质的指标是碱度，碱度是表示水中可以用强酸中和的物质的量。形成碱度
的物质有：
（1）强碱，如、（）2等，它们在水中全部以形式存在；
（2）弱碱，如3的水溶液，它在水中部分以形式存在；
（3）强碱弱酸盐类，如碳酸盐、磷酸盐等，它们水解时产生。
在天然水中的碱度成分主要是碳酸氢盐，有时还有少量的腐殖酸盐。
水中常见的碱度形式是、32-和3-，当水中同时存在有3-和的时候，就发生如（2-2）式的化学反应，
3→32
2O （2-2）
故一般说水中不能同时含有3-碱度和碱度。根据这种假设，水中的碱度可能有五种不同的形式：只有碱度；只有32-碱度；只有3-碱度；同时有32-碱度；同时有323-碱度。
水中的碱度是用中和滴定法进行测定的，这时所用的标准溶液是或H24溶液，酸与各种碱度成分的反应是，
→H2O （2-3）
32→
3
-（2-4）
3→H22（2-5）
如果水的值较高，用酸滴定是，上述三个反应（2-3）、（2-4）、（2-5）将依次进行。当用甲基橙作指标剂，因终点的值为4.2，所以上述三个反应都可以进行到底，所测得的碱度是水的全碱度，也叫甲基橙碱度；如用酚酞作指示剂，终点的值为8.3，此时只进行（2-3）、（2-4）式的反应，反应式（2-5）并不进行，测得的是水的酚酞碱度。因此，测定水中碱度时，所用的指示剂不同，碱度值也不同。
碱度的单位为毫摩尔/升（），与硬度一样，在美国和德国分别用3和为单位。
2、表示水中酸性物质的指标
表示水中酸性物质的指标是酸度，酸度是表示水中能用强碱中和的物质的量。可能形成酸度的物质有：强酸、强酸弱碱盐、弱酸和酸式盐。
天然水中酸度的成分主要是碳酸，一般没有强酸酸度。在水处理过程中，如H离子交换器出水出现有强酸酸度。水中酸度的测定是用强碱标准来滴定的。所用指示剂不同时，所得到的酸度不同。如：用甲基橙作指示剂，测出的是强酸酸度。用酚酞作指示剂，测定的酸度除强酸酸度（如果水中有强酸酸度）外，还有H23酸度，即2酸度。水中酸性物质对碱的全部中和能力称总酸度。
这里需要说明的是，酸度并不等于水中氢离子的浓度，水中氢离子的浓度常用值表示，是指呈离子状态的数量；而酸度则表示中和滴定过程中可以与强碱进行反应的全部数量，其中包括原已电离的和将要电离的两个部分。
3、表示水中有机物的指标
天然水中的有机物种类繁多，成分也很复杂，分别以溶解物、胶体和悬浮状态存在。因此很难进行逐类测定，通常是利用有机物比较容易被氧化这一特性，用某些指标间接地反映它的含量，如化学氧化、生物氧化和燃烧等三种氧化方法，都是以有机物在氧化过程中所消耗或氧化剂的数量来表示有机物可氧化程度的。
（1）化学耗氧量（）。在规定条件下，用氧化剂处理水样时，水样中有机物氧化所消耗该氧化剂的量，即为化学耗氧量。计算时折合为氧的质量浓度，简写代号为，单位用毫
克/升O2表示。化学耗氧量越高，表示水中有机物越多。常采用的氧化剂有重铬酸钾和高锰酸钾，氧化剂不同，测得有机物的含量也不同。如用重铬酸钾K22O7作氧化剂，在强酸加热沸腾回流的条件下，以银离子作催化剂，可对水中8595%以上的有机物进行氧化，不能被完全氧化的是一些直链的、带苯环的有机物，但这种方法基本上能反应水中有机物的总量。如用高锰酸钾作氧化剂，只能氧化约70%的一些比较容易氧化的有机物，并且有机物的种类不同，所得的结果也有很大差别，所以这项指标具有明显的相对性，目前它较多地用于轻度污染的天然水和清水的测定。
（2）生化需氧量（）。在特定条件下，水中的有机物和无机物进行生物氧化时所消耗溶解氧的量，即为生化需氧量。单位也用毫克/升O2表示。构成有机体的有机物大多是碳水化合物、蛋白质和脂肪等，其组成元素是碳、氢、氧、氮等，因此不论有机物的种类如何，有氧分解的最终产物总是二氧化碳、水和硝酸盐。
生物氧化的整个过程一般可分为两个阶段，第一个阶段主要是有机物被转化为二氧化碳、水和氨的过程；第二个阶段主要是氨转化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程。对于工业用水，因为氨已经是无机物，它的进一步氧化，对环境卫生的影响较小，所以，生化需氧量通常只指第一阶段有机物氧化所需的氧量。
通常都以5天作为测定生化需氧量的标准时间，称5天生化需氧量，用5表示。试验证明，一般有机物的5天生化需氧量约为第一阶段生化需氧量的70%左右，因此，5具有一定的代表性。
此外，用仪器测定有机物完全燃烧后所产生的气体来反映总含碳量的，称为总有机碳（简称），或反映消耗氧的量的，称总需氧量（简称）。
下表为我公司用淡水水质全分析资料，供学习时参考
北海电厂一期工程水质全分析资料（时间：2003.1.22）水源：地下水
A/O工艺——原理、特点及影响因素 1.基本原理 A/O是Anoxic/Oxic的缩写，它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。 A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等
污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH 3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH 4+）氧化为HO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。 2.主要工艺特点 1.缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所 利用，可减轻其后好氧池的有机负荷，反硝 化反应产生的减度可以补偿好氧池中进行 硝化反应对碱度的需求。 2.好氧在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有 机污染物得到进一步去除，提高出水水质。 3.BOD5的去除率较高可达90～95%以上， 但脱氮除磷效果稍差，脱氮效率70～80%， 除磷只有20～30%。尽管如此，由于A/O 工艺比较简单，也有其突出的特点，目前仍 是比较普遍采用的工艺。该工艺还可以将缺 氧池与好氧池合建，中间隔以档板，降低工 程造价，所以这种形式有利于对现有推流式 曝气池的改造。
除盐水处理工艺 除盐水处理工艺介绍 1 前言 目前除盐水处理工艺主要有蒸馏法、离子交换法及膜分离法等，除盐水处理工艺是根据不同的入水水质和出水要求而设计的，针对不同的原水水质特点而设计水处理方案才是最经济有效的方案，同时也是出水水质长期稳定达到要求的保证。本文就除盐水处理工艺（离子交换法和RO膜分离法）对比介绍各自的特点： 在70年到80年代末离子交换法在我国除盐水处理领域得到广泛应用。 离子交换法处理有以下特点： 优点： ◇预处理要求简单、工艺成熟，出水水质稳定、设备初期投入低； ◇由于制水原理类同于用酸碱置换水中离子，所以在原水低含盐量的应用区域运行成本较低。 缺点： ◇由于离子交换床阀门众多，操作复杂烦琐； ◇离子交换法自动化操作难度大，投资高； ◇需要酸碱再生，再生废水必须经处理合格后排放，存在环
境污染隐患； ◇细菌易在床层中繁殖，且离子交换树脂会长期向纯水中渗溶有机物 ◇在含盐量高的区域，运行成本高 从80年末开始，膜法水处理在我国得到了广泛应用，反渗透就是除盐处理工艺的膜法水处理工艺之一。 反渗透法处理有以下特点： 优点： ◇反渗透技术是当今较先进、稳定、有效的除盐技术； ◇与传统的水处理技术相比，膜技术具有工艺简单、操作方便、易于自动控制、无污染、运行成本低等优点，特别是几种膜技术的配合使用，再辅之经其他水处理工艺，如石英砂、活性炭吸附、脱气、离子交换、UV杀菌等 ◇原水含盐量较高时对运行成本影响不大 ◇缺点： ◇预处理要求较高、初期投资较大 本文以地下水为原水，生产250m3/h除盐水（5MΩ.cm）为例，就离子交换和反渗透两种处理方法在工艺、占地方面、和运行成本作简要比较。 2 除盐水处理工艺比较 2.1离子交换法 1）离子交换处理工艺流程：
脱盐水处理工艺 脱盐水处理工艺，又称纯水处理工艺或深度脱盐水，一般系指将水中易于去除的强导电质去除又将水中难以去除的硅酸及二氧化碳等弱电解质去除至一定程度的水。脱盐水处理工艺很多，主要有电渗析法、离子交换法、反渗透法、EDI法等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。 一、脱盐水处理工艺简单介绍 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。 2：膜法工艺 膜法工艺是指超滤＋反渗透＋混床除盐（EDI）的脱盐水处理工艺，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
除盐水工艺比较 多年来，离子交换一直被认为是获得高纯水的唯一技术。近年，反渗透膜分离工艺也发展并成熟起来，两种工艺孰优孰劣？本文从去离子工艺、纯化水效果、运营成本方面对离子交换树脂法(I Ex)和反渗透法（RO）进行了一定的比较。 概述 多年来，离子交换水处理技术一直被认为是唯一稳定可靠的高纯 水生产技术，该技术已广泛应用于许多工业领域，如电厂锅炉补给水 等。近二十年来，离子交换在许多地方常常被反渗透替代。反渗透是 一种膜分离工艺，因其不产生污染废水，而被称为“绿色”工艺。反 渗透的快速发展始于上世纪70 年代后期, 当时离子交换技术已经发 展的相当成熟，而反渗透还是一种新兴技术。工艺技术往往在初始应 用时发展很快，之后发展速度缓慢，到成熟阶段几乎没有什么改进。 因此，长期以来反渗透常被认为是一种有活力的技术，可以有效应用 于各种领域的纯水解决方案，而离子交换却被认为是陈旧的工艺，其 实人们往往忽略了反渗透在诸多实际应用中会产生膜的结垢和污堵 问题，它会增加化学药品的使用量，减少膜的运行寿命，增加设备的 操作和维护成本。如今，反渗透虽然被认为是一项很成熟的工艺，但 是这两种技术的比较已经到了重新评估的时候了。 当然离子交换工艺需要使用化学药品再生，但在过去，化学药品 并没有有效利用，而且再生过程还产生了过量的废水。然而，再生技 术的新发展意味着最新一代的离子交换床已大大提高了再生剂的使 用效率，同时消耗的电量和产生的废水都远少于反渗透。为了重新评 估这些变化和发展，有必要了解离子交换工艺的一些基本原理。 离子交换树脂主要由聚苯乙烯系骨架键合了活性基团组成，活性 基团包括磺酸基，羧酸基、叔胺基、季胺基等。交换床所需离子交换 树脂的体积主要是由水力学和动力学来控制的。在水力学方面，通过 树脂床的压降是流速和树脂深度的函数，树脂深度小一些效果比较 好；而在动力学方面，由于受到扩散因素的限制，树脂深度大一些比 较好。因此，工程师会综合这两方面的因素，对树脂床树脂深度进 行最优化的设计。 最近20 年来，离子交换树脂最重要的发展就是能够生产尺寸精 确的聚苯乙烯系树脂颗粒，即能生产均粒树脂。这听起来好像只是较 小的创新，但我们可以使用经过动力学大大改善的小粒径树脂，同时 均一尺寸的树脂颗粒确保紧密的六边形堆积，这使较小的树脂颗粒也 能保持相对较低的压降。这和可靠性能已大大改善的自动阀共同促进 了应用于很多商业去离子工艺的SCION?(Short cycle ion exchange) 短期循环技术的发展。 羧酸型弱酸阳树脂再生效率高，再生时酸的利用率达到了95%， 但它只能同弱酸盐(如重碳酸盐)进行阳离子交换反应；而磺酸基强酸 阳树脂能够去除所有的阳离子，但在再生时酸的利用率大约仅在60% 左右。同样叔胺基弱碱阴树脂不能去除水中的二氧化碳和二氧化硅， 而季胺基强碱阴树脂则可以，但再生剂氢氧化钠的使用效率远低于弱 碱阴树脂。为了节省运行成本，可以先让水通过弱离子交换树脂，再 利用强离子交换树脂进一步处理，以更有效的利用化学再生剂。典型
生活污水处理工艺流程 随着人们生活水平的提高，生活污水排放越来越严重。在这样的形式下，生活污水处理工艺也在不断改进，下面我们来了解一下最新的污水处理工艺流程。 曝气生物滤池生活污水处理工艺流程 污水处理工艺流程简介：曝气生物滤池，就是在生物滤池处理装置中设置填料，通过人为供氧，使填料上生长大量的微生物。这种污水处理工艺流程装置由滤床、布气装置、布水装置、排水装置等组成。曝气装置采用配套专用曝气头，产生的中小气泡经填料反复切割，达到接近微控曝气的效果。由于反应池内污泥浓度高，处理设施紧凑，可大大节省占地面积，减少反应时间。 城市污水SPR除磷工艺 污水处理工艺流程简介：水体富营养化主要原因是人类向水体排放了大量的氨氮和磷，磷更是水体富营养化的最主要因素。纵观国内污水处理流程工艺，除磷技术一直是困扰污水处理厂运行的难题。传统的物化除磷技术需要大量的药剂，具有运行成本高，污泥产量大的缺点；前置厌氧的生物除磷工艺具有运行费用低的优点，但是由于完全依赖于微生物的摄磷、释磷作用，难以达到国家污水处理工艺流程的要求。当考虑中水回用时，则更难以达到要求。
实物流程图 图一：格栅间。 初次沉淀池。 图三：曝气池。
二次沉淀池。 消化池
微波化学污水处理工艺不同于传统的污水处理工艺，其优点是工艺流程大大简化，且减少大量的管网工程，对进水的pH，浓度、温度等无特殊要求，工艺流程图见图。 流程说明： 1格栅：（对水中有较大颗粒物的水质，如城市生活污水），清除砂石、木块、塑料等大块杂物； 2调节池：调节水量和水质，降低对后续处理构筑物的冲击负荷； 3混合器：将污水与投加的1＃、2＃添加剂进行充分混合与振荡； 4微波反应器：污染物与添加剂进行物理化学反应以及微波低温催化的物化反应； 5沉降过滤一体化设备：实现固液分离，达到排放或回用目的，污泥则脱水外运或用作其他用途。 水中污染物是在添加剂与微波的共同作用下，发生剧烈的催化、物理化学反应，转化成不可溶物质或气体从水中分离，水中的大分子、难降解的有机污染物在微波及添加剂的共同作用下，被分解为小分子，与添加剂结合生成速沉絮体物去除；金属离子可直接与添加剂结合生成速沉絮体物沉淀；氨氮转化为氨气逸出；水中磷转化为不可溶解磷酸盐沉淀去除。
离子法除盐水 第一章水质概述 第一节天然水及其分类 一、水源 水是地面上分布最广的物质，几乎占据着地球表面的四分之三，构成了海洋、江河、湖泊以及积雪和冰川，此外，地层中还存在着大量的地下水，大气中也存在着相当数量的水蒸气。地面水主要来自雨水，地下水主要来自地面水，而雨水又来自地面水和地下水的蒸发。因此，水在自然界中是不断循环的。 水分子（H2O）是由两个氢原子和一个氧原子组成，可是大自然中很纯的水是没有的，因为水是一种溶解能力很强的溶剂，能溶解大气中、地表面和地下岩层里的许多物质，此外还有一些不溶于水的物质和水混合在一起。 水是工业部门不可缺少的物质，由于工业部门的不同，对水的质量的要求也不同，在火力发电厂中，由于对水的质量要求很高，因此对水需要净化处理。 电厂用水的水源主要有两种，一种是地表水，另一种是地下水。 地表水是指流动或静止在陆地表面的水，主要是指江河、湖泊和水库水。海水虽然属于地表水，但由于其特殊的水质，另作介绍。 天然水中的杂质 要有氧和二氧化碳天然水中的杂质是多种多样的，这些杂质按照其颗粒大小可分为悬浮物、胶体和溶解物质三大类。 悬浮物：颗粒直径约在10-4毫米以上的微粒，这类物质在水中是不稳定的，很容易除去。水发生浑浊现象，都是由此类物质造成的。 胶体：颗粒直径约在10-610-4毫米之间的微粒，是许多分子和离子的集合体，有明显的表面活性，常常因吸附大量离子而带电，不易下沉。 溶解物质：颗粒直径约在10-6毫米以上的微粒，大都为离子和一些溶解气体。呈离子状态的杂质主要有阳离子（钠离子、钾离子、钙离子2+、镁离子2+）,阴离子（氯离子-、硫酸根42-、碳酸氢根3-）；溶解气体主。 水质指标 二、水中的溶解物质 悬浮物的表示方法：悬浮物的量可以用重量方法来测定（将水中悬浮物过滤、烘干后
污水处理工艺流程图 污水进入厂区先通过截流井（让厂能处理的污水进入厂区进行处理）进入粗格栅（打捞较大的渣滓）到污水泵（提升污水的高度）到细格栅（打捞较小的渣滓）到沉沙池（以重力分离为基础，将污水的比重较大的无机颗粒沉淀并排除）到生化池（采用活性污泥法去除污水里的BOD5、SS和以各种形式的氮或磷）进入终沉池（排除剩余污泥和回流污泥）进入D型滤池（进一步减少SS，使出水达到国家一级标准）进入紫外线消毒（杀灭水中的大肠杆菌）然后出水 生化池、终沉池出的污泥一部分作为生化池的回流污泥，剩下的送入污泥脱水间脱水外运 主要有物理处理法，生化处理法和化学处理法，生化处理法经常被使用，主流处理方法主要看被处理水质和受纳水体情况，一般城市生活污水的主流处理方法为生化处理法，如活性污泥法，mbr 等方法。 污水处理 sewage treatment.wastewater treatment 为使污水经过一定方法处理后.达到设定的某些标准.排入水体.排入某一水体或再次使用等的采取的某些措施或者方法等. 现代污水处理技术.按处理程度划分.可分为一级.二级和三级处理. 一级处理.主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质.物理处理法大部分只能完成一级处理的要求.经过一级处理的污水.BOD一般可去除30%左右.达不到排放标准.一级处理属于二级处理的预处理. 二级处理.主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD.COD 物质).去除率可达90%以上.使有机污染物达到排放标准. 三级处理.进一步处理难降解的有机物.氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等.主要方法有生物脱氮除磷法.混凝沉淀法.砂率法.活性炭吸附法.离子交换法和电渗分析法等. 整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后.经过格删或者筛率器.之后进入沉砂池.经过砂水分离的污水进入初次沉淀池.以上为一级处理(即物理处理).初沉池的出水进入生物处理设备.有活性污泥法和生物膜法.(其中活性污泥法的反应器有曝气池.氧化沟等.生物膜法包括生物滤池.生物转盘.生物接触氧化法和生物流化床).生物处理设备的出水进入二次沉淀池.二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理.一级处理结束到此为二级处理.三级处理包括生物脱氮除磷法.混凝沉淀法.砂滤法.活性炭吸附法.离子交换法和电渗析法.二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备.一部分进入污泥浓缩池.之后进入污泥消化池.经过脱水和干燥设备后.污泥被最后利用.
发电厂化学水处理反渗透除盐系统简析(1) 化学水处理反渗透除盐系统 一、超临界机组对水质的要求 直流锅炉没有进行水汽分离的气包，给水一次性通过锅炉的预热、蒸发、过热等受热面后全部转化成过热蒸汽，并输送到汽轮机中推动汽轮机做功。直流锅炉没有水的循环，不能进行炉内加药处理。给水带进锅炉的盐量一部分被蒸汽溶解带走，进入汽轮机，其余的沉积在锅炉各蒸发受热面上形成水垢。水垢的导热系数很低，结垢导致管闭温度上升，严重时可能出现超温爆管。另外，锅炉水质还是控制水冷壁腐蚀破坏关键因素。因此，为了确保锅炉受热面安全，给水质量必须满足超临界直流锅炉的水质要求。蒸汽从锅炉带出的盐份进入汽轮机后，由于盐类在蒸汽中的溶解度随着蒸汽压力的降低而下降，所以参数越低，如果蒸汽带盐达到一定限度，超出相应压力、温度下蒸汽的溶盐能力，就会析出并沉积在喷嘴和叶片上，使叶片通流截面减小，导致汽轮机效率降低，轴向推力增大，严重时还会影响转子的平衡而造成更大事故。因此锅炉产生的蒸汽不仅要符合设计规定的压力和温度，而且还要达到规定的蒸汽质量。 二、化学工作的重要性 1 、内容 在火力发电厂中，水是传递能量的工质。水进入锅炉后，吸收燃料燃烧放出的热能转变为蒸汽，导入汽轮机。在汽轮机中，蒸汽的热能转变为机械能，发电机将机械能转变为电能，送至电网。为了保证机组的正常运行，对锅炉用水的质量有严格的要求，而且机组的蒸汽参数愈高，其要求也愈严格。蒸汽在汽轮机内做功后进入凝汽器，被冷却为凝结水。凝结水由凝结水泵送到低压加热器，加热后送入除氧器，再由给水泵将已除去氧的水经高压加热器加热后送入锅炉。在上述系统中，水汽虽是循环的，但运行中总不免有些损失。为了保持发电厂热力系统的水汽平衡，保证正常水汽循环运行，就要随时向锅炉补充合格的水来弥补其损失，这部分水称为补给水。凝汽式电厂在正常运行情况下，补给水不超过锅炉额定蒸发量的2 %～4 %。热力系统中的水质是影响火力发电厂热力设备(锅炉、汽机等)安全、经济运行的重要因素之一。没有经过净化处理的原水，其中含有许多杂质，这种水是不允许进入热力设备中的水汽循环系统的，必须经过适当的净化处理，达到标准后，才能保证热力设备的稳定运行。如果品质不良的水进入水汽循环系统，就会造成以下几方面的危害： (1 )热力设备的结垢 如果进入锅炉或其他热交换器的水质不良，则经过一段时间的运行后，在和水接触的受热面上，会生成一些固体附着物，这些固体附着物称为水垢，这种现象称为结垢。结垢的速度与锅炉的蒸发量成正比。因此，如果品质不良的水进入高参数、大容量机组的水汽循环系统，就有可能在短时间内造成更大的危害。因为水垢的导热性能比金属的差几百倍，这些水垢又易形成在热负荷很高的锅炉炉管中，这样会使结垢部位的金属管壁温度过热，引起金属强度下降，在管内压力作用下，就会发生管道局部变形，产生鼓包，甚至引起爆管等严重事故。结垢不仅危害到锅炉的安全运行，而且会影响发电厂的经济效益。另外，在汽轮机凝汽器内结垢，会导致凝汽器真空度降低，使汽轮机达不到额定出力，热效率下降;加热器结垢会使水的加热温度达不到设计值，以致整个热力系统的经济性降低。而且热力设备结垢后还必须及时进行清洗，因此增加了机组的停运时间，减少了发电量，增加了清洗、检修的费用，以及增加了环保工作量等。 (2 )热力设备的腐蚀 热力设备的运行常以水作为介质。如果水质不良，则会引起金属的腐蚀。由于金属材料与环
污水处理工艺流程图
污水处理工艺流程图 污水进入厂区先通过截流井（让厂能处理的污水进入厂区进行处理）进入粗格栅（打捞较大的渣滓）到污水泵（提升污水的高度）到细格栅（打捞较小的渣滓）到沉沙池（以重力分离为基础，将污水的比重较大的无机颗粒沉淀并排除）到生化池（采用活性污泥法去除污水里的BOD5、SS和以各种形式的氮或磷）进入终沉池（排除剩余污泥和回流污泥）进入D型滤池（进一步减少SS，使出水达到国家一级标准）进入紫外线消毒（杀灭水中的大肠杆菌）然后出水生化池、终沉池出的污泥一部分作为生化池的回流污泥，剩下的送入污泥脱水间脱水外运主要有物理处理法，生化处理法和化学处理法，生化处理法经常被使用，主流处理方法主要看被处理水质和受纳水体情况，一般城市生活污水的主流处理方法为生化处理法，如活性污泥法，mbr 等方法。 污水处理 sewage treatment.wastewater treatment 为使污水经过一定方法处理后.达到设定的某些标准.排入水体.排入某一水体或再次使用等的采取的某
些措施或者方法等. 现代污水处理技术.按处理程度划分.可分为一级.二级和三级处理. 一级处理.主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质.物理处理法大部分只能完成一级处理的要求.经过一级处理的污水.BOD一般可去除30%左右.达不到排放标准.一级处理属于二级处理的预处理. 二级处理.主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD.COD物质).去除率可达90%以上.使有机污染物达到排放标准. 三级处理.进一步处理难降解的有机物.氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等.主要方法有生物脱氮除磷法.混凝沉淀法.砂率法.活性炭吸附法.离子交换法和电渗分析法等. 整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后.经过格删或者筛率器.之后进入沉砂池.经过砂水分离的污水进入初次沉淀池.以上为一级处理(即物理处理).初沉池的出水进入生物处理设备.有活性污泥法和生物膜法.(其中活性污泥法的反应器有曝气池.氧化沟等.生物膜法包括
实验三离子交换除盐实验 一实验目的 1．熟悉顺流再生固定床运行的操作过程。 2．加深对阳离子交换和阴离子交换基本理论的理解。 3．了解离子交换法在水处理中作用与原理。 二实验原理 离子交换过程可以看做是固相的离子交换树脂与液相中电解质之间的化学置换反应，其反应一般都是可逆的。 本实验采用国产001×7（711）强酸树脂和201×4（711）强碱树脂把水中的成盐离子（阳、阴离子）除掉，这种方法称为水的化学除盐处理。原水通过装有阳离子交换树脂的交换器时，水中的阳离子如Ca2+、Mg2+、K+、Na+等离子便与树脂是的可交换离子（H+）交换；接着通过装有阴离子交换树脂的交换器时，水中的阴离子Cl-、SO42-、HCO3-等与树脂中的可交换离子（OH-）交换。基本反应如下： 1/2Ca2+1/2SO42-1/2Ca2+1/2SO42- RH+ ＋1/2Mg2+Cl-=== R 1/2Mg2++ H+Cl- Na+HCO3-Na+HCO3- K+HSiO3-K+HSiO3- 1/2SO42-1/2SO42- ROH-+ H+Cl-==== R Cl-+ H2O HCO3-HCO3- HSiO3-HSiO3- 经过上述阴、阳离子交换器处理的水，水中的盐分被除去，此即为一级复床的除盐处理。树脂使用失效后要进行再生即把树脂上吸附的阴、阳离子置换出来，代之以新的可交换离子。阳离子交换树脂用HCl或H2SO4再生，阴离子交换树脂用NaOH再生。基本反应式如下：R2Ca + 2HCl → 2RH + CaCl2 R2Mg + 2HCl → 2RH + MgCl2 RCl + NaOH → ROH + NaCl 三实验仪器、设备与药品 阴阳离子交换树脂 离子交换树脂装置一套 电导率仪， 秒表 pH计 四实验步骤 1．熟悉装置。研究管路连接方式、明白阀门作用、弄懂管路流程。 2．连接装置。将两个交换柱串联起来：水箱进水→阴离子柱→阳离子柱→出水，反复研究，确保各路连接管无误（忘关阀门漏水、漏开阀门成死路）后启动水泵进水。
2.1 超滤部分 自提升泵站来的新鲜水进入原水换热器（0713-E-01）升温至25℃后进入自清洗过滤器（0713-S-01~04），过滤后的来水经母管分配至4套原水超滤系统（0713-UF-01~04）。原水超滤采取全流过滤方式，超滤产水经母管收集进入超滤产水箱（0713-V-01）。超滤系统定时利用超滤产水经超滤反洗水泵（0713-P2-01~02）进行反冲洗，反冲洗水进入超滤浓水回收罐（0713-V-02）。经收集的浓水经过浓水超滤给水泵（0713-P1-01~02）提升后进入浓水超滤系统（0713-UF-05），浓水超滤产水经母管并入原水超滤产水，浓水超滤反洗水不回收，直接排放至中和水池（0713-V-10）。 超滤系统会定时进行化学加强反洗（CEB），利用超滤反洗加酸，加碱系统向超滤反洗水中投加所需的化学药剂。CEB部分的反洗水不回收，直接进入中和水池（0713-V-10）。当超滤系统需要化学清洗时利用清洗溶液箱（0713-V-11）配置相应的化学清洗液，由超滤化学清洗泵（0713-P15-01，0713-P16-01 ）输送至需清洗的超滤系统进行化学清洗，化学清洗废液排放至中和水池（0713-V-10）。 2.2 反渗透部分 超滤产水由反渗透给水泵（0713-P3-01~05）提升，经母管分配0]0=9-09水反渗透系统（0713-RO-01~04）。经保安过滤器（0713-S-02A~B）后由高压泵（0713-P5-01~4）进一步提升至反渗透运行工况下进入反渗透系统。原水反渗透系统回收率为75%，合格产水经母管收集后经除碳器（0713-DE-01）进入反渗透产水箱（0713-V-03），不合格产水就地排放，浓水经母管收集后进入反渗透浓水收集水箱（0713-V-04）。收集后的浓水经浓水反渗透给水泵（0713-P6-01~02）和浓水反渗透高压泵（0713-P7-01）提升后进入浓水反渗透系统（0713-RO-05）。浓水反渗透系统的回收率为60%，合格产水并入原水反渗透系统产水中，浓水直接排放至中和水池（0713-V-10）。 原水反渗透系统设有加酸，还原剂，杀菌剂和阻垢剂系统，浓水反渗透系统设有加酸，杀菌剂和阻垢剂系统。当反渗透系统需要化学清洗时利用清洗溶液箱（0713-V-11）配置相应的化学清洗液，由反渗透化学清洗泵（0713-P17-01）输送至需清洗的反渗透系统进行化学清洗，废液排放至中和水池（0713-V-10）。化学清洗后需利用反渗透冲洗水泵（0713-P9-01）进行正冲，冲洗液排入中和水池
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污水处理厂的工艺流程 现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。 一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。 二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。 三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。 整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后，经过格删或者筛率器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。 二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。 以上是污水处理厂处理工艺的基本流程，流程图见下页图一。 二．各个处理构筑物的能耗分析 1．污水提升泵房 进入污水处理厂的污水经过粗格删进入污水提升泵房，之后被污水泵提升至沉砂池的前池。水泵运行要消耗大量的能量，占污水厂运行总能耗相当大的比例，这与污水流量和要提升的扬程有关。 2．沉砂池 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于泵站前、倒虹管前，以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损；也可设于初沉池前，以减轻沉淀池负荷及改善污泥处理构筑物的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、曝气沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。 沉砂池中需要能量供应的主要是砂水分离器和吸砂机，以及曝气沉砂池的曝气系统，多尔沉砂池和钟式沉砂池的动力系统。 3．初次沉淀池 初次沉淀池是一级污水处理厂的主题处理构筑物，或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是SS和部分BOD5，可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。初沉池包括平流沉淀池，辐流沉淀池和竖流沉淀池。 初沉池的主要能耗设备是排泥装置，比如链带式刮泥机，刮泥撇渣机，吸泥泵等，但由于排泥周期的影响，初沉池的能耗是比较低的。 图一城市污水处理典型流程
筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M 除盐水工艺比较 多年来，离子交换一直被认为是获得高纯水的唯一技术。近年，反渗透膜分离工艺也发展并成熟起来，两种工艺孰优孰劣？本文从去离子工艺、纯化水效果、运营成本方面对离子交换树脂法 (I Ex)和反渗透法（RO）进行了一定的比较。 概 述 多年来，离子交换水处理技术一直被认为是唯一稳定可靠的高纯水生产技术，该技术已广泛应用于许多工业领域，如电厂锅炉补给水等。近二十年来，离子交换在许多地方常常被反渗透替代。反渗透是一种膜分离工艺，因其不产生污染废水，而被称为“绿色”工艺。反渗透的快速发展始于上世纪70年代后期, 当时离子交换技术已经发展的相当成熟，而反渗透还是一种新兴技术。工艺技术往往在初始应用时发展很快，之后发展速度缓慢，到成熟阶段几乎没有什么改进。因此，长期以来反渗透常被认为是一种有活力的技术，可以有效应用于各种领域的纯水解决方案，而离子交换却被认为是陈旧的工艺，其实人们往往忽略了反渗透在诸多实际应用中会产生膜的结垢和污堵问题，它会增加化学药品的使用量，减少膜的运行寿命，增加设备的操作和维护成本。如今，反渗透虽然被认为是一项很成熟的工艺，但是这两种技术的比较已经到了重新评估的时候了。 当然离子交换工艺需要使用化学药品再生，但在过去，化学药品并没有有效利用，而且再生过程还产生了过量的废水。然而，再生技
筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M 术的新发展意味着最新一代的离子交换床已大大提高了再生剂的使用效率，同时消耗的电量和产生的废水都远少于反渗透。为了重新评估这些变化和发展，有必要了解离子交换工艺的一些基本原理。 离子交换树脂主要由聚苯乙烯系骨架键合了活性基团组成，活性基团包括磺酸基，羧酸基、叔胺基、季胺基等。交换床所需离子交换树脂的体积主要是由水力学和动力学来控制的。在水力学方面，通过 树脂床的压降是流速和树脂深度的函数，树脂深度小一些效果比较好；而在动力学方面，由于受到扩散因素的限制，树脂深度大一些比较好。 因此，工程师会综合这两方面的因素，对树脂床树脂深度进行最优化的设计。 最近20年来，离子交换树脂最重要的发展就是能够生产尺寸精确的聚苯乙烯系树脂颗粒，即能生产均粒树脂。这听起来好像只是较小的创新，但我们可以使用经过动力学大大改善的小粒径树脂，同时均一尺寸的树脂颗粒确保紧密的六边形堆积，这使较小的树脂颗粒也能保持相对较低的压降。这和可靠性能已大大改善的自动阀共同促进了应用于很多商业去离子工艺的SCION?(Short cycle ion exchange)短期循环技术的发展。 羧酸型弱酸阳树脂再生效率高，再生时酸的利用率达到了95%，但它只能同弱酸盐(如重碳酸盐)进行阳离子交换反应；而磺酸基强酸阳树脂能够去除所有的阳离子，但在再生时酸的利用率大约仅在60%左右。同样叔胺基弱碱阴树脂不能去除水中的二氧化碳和二氧化硅，而季胺基强碱阴树脂则可以，但再生剂氢氧化钠的使用效率远低于弱
电镀污水处理工艺流程及行业介绍 电镀废水处理特点：电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。 1、污水特点 电镀是利用化学和电化学方法在金属或在其它材料表面镀上各种金属。电镀技术广泛应用于机器制造、轻工、电子等行业。电镀废水的成分非常复杂，除含氰(CN-)废水和酸碱废水外，重金属废水是电镀业潜在危害性极大的废水类别。根据重金属废水中所含重金属元素进行分类，一般可以分为含铬(Cr)废水、含镍(Ni)废水、含镉(Cd)废水、含铜(Cu)废水、含锌(Zn)废水、含金(Au)废水、含银(Ag)废水等。电镀废水的治理在国内外普遍受到重视，研制出多种治理技术，通过将有毒治理为无毒、有害转化为无害、回收贵重金属、水循环使用等措施消除和减少重金属的排放量。随着电镀工业的快速发展和环保要求的日益提高，目前，电镀废水治理已开始进入清洁生产工艺、总量控制和循环经济整合阶段，资源回收利用和闭路循环是发展的主流方向。 2 工艺选择 根据电镀废水水质水量的特点和排放要求，结合目前国内外生活污水处理的应用现状和我司在电镀污水处理工程中的成功经验，综合处理效果、投资费用、运行管理、运行费用、平面布置等各方面的因素，在此选择以化学法为主的组合处理工艺。
3 工艺流程及说明 电镀废水经过收集之后，自流入本处理系统，经过处理之后直接排放。 工艺流程如下所示： 含铬废水→含铬废水集水池→耐酸碱泵→还原反应池→混合废水调解池 含氰含碱废水→含氰含碱废水集水池→耐酸碱泵→一级氧化反应池→二级氧化反应池→混合废水调解池 混合废水调解池→耐酸碱泵→混合反应池→沉淀池→中和池→达标排放 4 工艺流程说明： 含Cr6+废水从Cr6+集水池用耐酸碱泵提升至还原反应池，根据铬的浓度及废水处理量，通过pH和ORP自控仪控制H2SO4和Na2S2O5的投加量;还原反应完毕后自流进入混合废水调节池同其它废水一起进行进一步处理。含氰含碱污水自车间流入氰系调节池，后用耐酸碱泵提升至一级氧化反应池，根据含氰浓度及废水处理量，通过pH、ORP自控NaOH和NaClO的投加量，搅拌反应一级破氰后进入二级氧化反应池，再通过pH、ORP自控制仪分别控制H2SO4和NaClO的投加量，搅拌反应破氰完毕后自流进入混合废水调节池同其它废水一起进行进一步处理。 混合污水调节池废水用泵提升至快混反应池，加NaOH、PAC 药剂，并用pH自控仪控制pH10～11，将金属离子转化成氢氧化
化学水处理制水成本核算 一、工艺说明 将军庙水库水经4步处理后达到锅炉用水要求，具体如下： →→→→ 结论：本项目除盐水成本大体为：13.1239元/吨。 0.1998+0.35904+0.47839+0.2+0.19841+0.5+1.66667+10=13.1 239元/吨。 一、本项目制成清水所需费用为0.1998元/吨。 二、国信项目清水制成超滤产水所需费用为0.35904元/吨。 三、超滤产水制成反渗透产水所需费用为0.47839元/吨 四、反渗透产水制成除盐水按经验取0.2元/吨。 五、设备总投资折旧费用总投资（反渗透膜和超滤膜已经计算除外）；按1000万取2%计算：10000000×2%÷300÷24÷140=0.198412元/吨。（考虑膜衰减制水量降低因素） 六、检修维护及备品备件按：0.5元/吨 七、工人工资；运行工6×5+4×50%=32人、200元/天计算如下： 32×200元÷24÷160吨=1.66667元/吨； 八、原水成本：按10元/吨。 各工序成本核算如下： 二、核算除盐水的制水成本，实际上就是计算由水库水制成除盐水所有的处理费用。详细核算办法如下： 第一步：水库水水制成清水所需费用。 1、机加搅拌机、刮泥机运行电费； 2、絮凝剂（助凝剂）二氧化氯药品成本费用； 3、絮凝剂（助凝剂）加药泵、制氯设备电机运行电费； 4、机加排污、冲洗维护费用（国信设计回收设施可不计算）； 5、设备折旧。 以我公司工艺计算如下：
1、相关设备参数及加药量： 机械加速澄清池参数：额定出力430T/h、按400 T/h计算； 搅拌机：电压380V，电流5.5A，功率3.0KW、按4.0计算 刮泥机：电压380V，电流4.0A，功率3.0KW、按3.0计算 絮凝剂加药泵：电压380V，电流1.5A，（米顿罗GM100技术协议没明确功率）按功率0.5KW；冲程按80%、电流按1.0A计算； 助凝剂加药泵：电压380V，电流1.31A，（宜兴环球JY-1技术协议没明确功率）按功率0.35KW；冲程按80%、电流按1.0A计算； 二氧化氯装置：电压380V，电流6.2A，功率3.7KW、按3.5A计算絮凝剂加药量：按10ppm的加药标准计算； 助凝剂加药量：按1.0ppm计算； 二氧化氯加药量：按出水余氯0.5—1ppm计算，按经验折合0.1元/T; 2、所需费用计算如下： 2.1电耗成本： 机加搅拌机、刮泥机电耗：，电机功率因数0.85，电价（暂取）0.90元/KWh计算，则电耗成本（A）为[3U（I搅+I刮）cosφ×0.90]/400＝0.0088元/吨。 絮凝剂加药泵电耗：按实际按#1、#2运行#3备用，频率80%； 则[3U（I1+I2）cosφ×0.9]/400＝0.0025元/吨。 助凝剂加药泵电耗：按实际按#1、#2运行#3备用，频率80%； 则[3U（I1+I2）cosφ×0.9]/400＝0.0025元/吨。 合计费用：0.0088+0.0025+0.0025=0.0138元/吨。 2.2．1加PAC药费用：10ppm×1600元/吨=0.01600元/吨。、 2.2．2加PAM药费用：1.0ppm×20000元/吨=0.02元/吨。、 2.2.3二氧化氯加药量：按出水余氯0.5—1ppm计算，按经验折合0.1元/T; 合计费用：0.016+0.02+0.1=0.136 2.3系统设备总折旧费用：0.05元/吨。 故，本项目制成清水所需费用为0.1998元/吨。
一、填空题 1、离子交换树脂的交换容量分为全交换容量、工作交换容量、平衡交换容量。 2、按离子交换树脂的结构，离子交换树脂分为凝胶型树脂、大孔型树脂、超凝胶型树脂和均孔型强碱型阴树脂。 3、树脂型号为001×7，第一位数字代表活性基团代号，第二位数字代表骨架代号，第三位数字代表顺序代号，×代表联接符号，第四位数字代表交联度。 4、树脂的污染主要分为有机物污染，无机物污染，硅酸根污染。 5、阴树脂发生硅酸根污染的主要原因为未及时再生或者再生不彻底。 6、离子交换器体再生分为顺流再生、逆流再生、分流再生和串联再生四种。 7、被处理的水流经离子交换树脂层时，其离子交换树脂按水流顺序可分为失效层、工作层、保护层。 8、离子交换树脂的可逆性是反复使用的基础。 9、离子交换器再生过程中，提高再生液温度，能增加再生程度，主要因为加快了扩散和膜扩散的速度。 10、混床反洗分层是利用阴阳树脂密度不同；若反洗效果不佳，可通过加碱浸泡后，重新反洗分层。 11、运行规程中，阳床出水Na＞100ug/L，即为失效；阴床出水DD＞5us/cm或SiO2＞50ug/L，即为失效；混床出水DD＞0.2us/cm或SiO2＞20ug/L，即为失效。 12、运行分析中测量钠离子，所用碱化剂为二异丙氨，控制样水pH＞10，pNa4=2300ug/L。 13、每台阳离子交换器的额定制水量为205t/h，每台阴离子交换器额定制水量
为205t/h,每台混合离子交换器的额定制水量为235t/h。 14、除盐水的主要监测的项目为电导率和二氧化硅，其标准分别为DD≤0.2μs/cm,SiO2≤20μg/L。 15、阳床或阴床或混床失效时应停运进行再生。 16、001×7型树脂是强酸阳离子交换树脂。 17、离子交换器的交换过程，实质上就是工作层逐渐下移的过程。 18、强弱碱树脂联合使用，弱阴树脂交换强酸根离子，强阴树脂交换弱酸根离子。 19、混床阴阳树脂的填装比例阴：阳=2：1。 20、阴树脂再生液加热温度控制围30～45℃。 21、强碱阴离子交换器失效时首先漏过的是硅酸氢根。 22、树脂由骨架和活性基团两部分组成。 23、混床反洗的主要作用阴阳树脂分层。 24、树脂型号为201×7，其中2表示该树脂为强碱性。 25、离子交换树脂的再生过程实际上是除盐制水过程的逆反应。 26、判断混床阳阴树脂反洗分层终点的依据是阳阴树脂有明显的分层线。 27、若混床阳阴树脂反洗分层界线不明显时，应给混床进入1～2%浓度的NaOH 溶液，然后重新分层。 28、我厂除盐水系统混床反洗后，树脂分为两层，上层为阴树脂，下层为阳树脂，两层树脂高度分别为2比1。 29、我厂阳离子交换树脂再生采用的再生剂为盐酸，阴离子交换树脂的再生剂为氢氧化钠。 30、我厂除碳器填料为Φ40多面PP空心球，除碳器的作用是去除阳床出水中
除盐水处理工艺 一、技术概述 阳、阴高流速双室床体上室装入弱型树脂，去除掉水中Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2（暂硬）的Ca2+、Mg2+阳离子，下室装有强型树脂，去除掉水中剩余的阳离子和阴离子。一级除盐出水电导率≤0.2μS/cm，二级除盐出水电导率≤0.1μS/cm；树脂清洗间隔可延至3a；再生酸碱比耗低，能实现单元制匹配运行，节省酸碱中和费用30%；自用水耗＜5%，树脂损耗为2%。 二、技术优势 （1）采用双室结构，双室一级除盐装置内部装填为强弱二种树脂，二级除盐装置在上室由一级除盐高流速双室床所使用的弱型树脂改为强型树脂等举措后，它又具备了前置阳床（即前置过滤器）的新功能。 （2）进水装置和再生排液装置合二为一，实施进、排水一体化，这样就可以实现再生时由制水中进入的悬浮物以及在运行中已经破碎的细小树脂，能够被底部逆向进入再生液和置换水反洗出去。从而实现了床体的自洁净功能。 （3）在设备顶部增设排气装置，可以使设备在再生时床体直通大气，不再承受压力，阻力小，液流均匀性好，不会发生偏流和死角，更有利于树脂的清洗工作，可以获得最佳的再生和运行工况，能提高运行流速。 （4）使用专用的筛管式进水支母管装置及专用的双头水帽，同时其他的有关部件必须做相应的配套设计。 三、适用范围 电力、石油、化工、电子、冶金、纺织、医药等行业一级、二级除盐水处理。 四、基本原理 该技术中高流速阳双室床、高流速阴双室床是作为一级除盐的主要设备，阳、阴高流速双室床体内分为上、下二室，每个床体内装有弱、强二种不同的树脂，上室装有弱型树脂、下室装有强型树脂，运行时水流自上而下，上部的弱酸树脂只能去除掉水中Ca（HCO3）2、Mg（HCO3）2（暂硬）的Ca2+、Mg2+阳离子，弱碱树脂只能除掉水中的SO42-、Cl-、NO3-等强酸阴离子，下室的强酸树脂和强碱树脂可以分别去除掉水中剩余的所有阳离子和所有阴离子。 五、工艺流程 地下水（如是河水需设置预处理系统）→生水泵→双介质过滤器→阳高流速双室床→除碳器→中间水箱→中间水泵→阴高流速双室床（一级除盐）→精除盐复床（二级除盐）
1.污水处理的基本方法 按处理方法的性质分： 物理法：沉淀法、过滤、隔油、气浮、离心分离、磁力分离 化学法：混凝沉淀法、中和法、氧化还原法、化学沉淀法 物理化学法：吸附法、离子交换法、萃取法、吹脱、汽提 生物法：活性污泥法、生物膜法、厌氧工艺、生物脱氮除磷工艺 按照水质状况及处理后水的去向分： 一级处理：机械处理（预处理阶段） 粗格栅及细格栅、沉砂池、初沉池、气浮池、调节池 二级处理：主体工艺为生化处理（主体） 活性污泥法、CASS工艺、A2/O工艺、A/O工艺、SBR、氧化沟、水解酸化池。三级处理：控制富营养化和重新回用 高级催化氧化、曝气生物滤池、纤维滤池、活性砂过滤、反渗透、膜处理 中水回用一般都有消毒池：紫外线臭氧消毒池、二氧化氯消毒池 污水处理基本工艺流程： 2.污水的一级处理
一级处理：机械处理（预处理阶段） 调节池、粗格栅及细格栅、沉砂池、初沉池、气浮池、水解酸化池 一、调节池 调节池的作用： 1.为了保证后续处理构筑物或设备的正常运行，需对污水的水量和水质进行调节。 2.酸性污水和碱性污水在调节池内进行混合，可达到中和的目的。 3.短期排出的高温污水也可用调节的办法来平衡水温。
二、格栅 是由一组平行的金属栅条制成的金属框架，斜置在废水流经的渠道上，或泵站集水池的进口处，用以截阻大块的呈悬浮或漂浮状态的固体污染物，以免堵塞水泵和沉淀池的排泥管。截留效果取决于缝隙宽度和水的性质。 按规格分为： 粗格栅（50~100mm）、中格栅（10~40mm）、细格栅（3~10mm） 三、沉砂池 1.作用 从污水中分离密度较大的无机颗粒，保护水泵和管道免受磨损，缩小污泥处理构筑物容积，提高污泥有机组分的含率，提高污泥作为肥料的价值。 2.沉砂池类型：①曝气式沉砂池②平流式沉砂池 曝气式沉沙池： 曝气沉砂池是在长方形水池的一侧通入空气，使污水旋流运动，流速从周边到中心逐渐减小，砂粒在池底的集砂槽中与水分离，污水中的有机物和从砂粒上冲刷下来的污泥仍呈悬浮状态，随着水流进人后面的处理构筑物。 平流式沉砂池： 平流式沉砂池实际上是一个比人流渠道和出流渠道宽而深的渠道，当污水流