淺談脫鹽水處理技術(shù)的發(fā)展

張叢斌

摘要：隨著我國工業(yè)化的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)改革不斷進(jìn)步，以及人民生活水平醫(yī)療水平不斷地提高，脫鹽水的應(yīng)用無處不在?；ば袠I(yè)、電廠、醫(yī)療保健等行業(yè)用水量也逐年增加。然而工業(yè)廢水對(duì)環(huán)境污染日益嚴(yán)重，處理起來難度大，這也迫使脫鹽水處理技術(shù)不斷的發(fā)展改進(jìn)。本文主要對(duì)脫鹽水處理技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析對(duì)比。

關(guān)鍵詞：脫鹽水；離子交換；膜分離；EDI

1傳統(tǒng)脫鹽處理技術(shù)

離子交換樹脂是我國最早使用的脫鹽水處理技術(shù)，從1950年開始生產(chǎn)和應(yīng)用離子交換樹脂，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展由間歇式工藝很快發(fā)展到固定床工藝，后來發(fā)展為逆流再生技術(shù)及連續(xù)式離子交換工藝、雙層床技術(shù)等，這些新的應(yīng)用技術(shù)和工藝的發(fā)展使離子交換樹脂在許多領(lǐng)域的應(yīng)用更加經(jīng)濟(jì)有效。

雖然離子交換樹脂處理脫鹽水技術(shù)發(fā)展很快，在各行各業(yè)得到廣大應(yīng)用，然而這種處理方法始終存在著一些不足。①在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的再生廢液。這些再生廢液中含有較高的鹽分，而且pH超出排污范圍引起管道腐蝕不易處理。②樹脂顆粒怕有機(jī)物的污染，沉淀物的堵塞，影響工作效率且不易清理。③樹脂容易破碎，在長時(shí)間運(yùn)行工況下樹脂有損耗，隨著再生次數(shù)的增加樹脂的壽命也再縮短，我廠陰陽床樹脂沒三年需要更新一次。④樹脂的生產(chǎn)過程中對(duì)環(huán)境的污染很重。因此近些年來又有很多新的處理技術(shù)投入的生產(chǎn)實(shí)踐中來。

2膜分離技術(shù)技術(shù)

我國的膜分離技術(shù)是從1958年開始開發(fā)研究的，由于材料技術(shù)和制造成本等原因一直沒有等到廣泛應(yīng)用。直到20世紀(jì)90年底后我國自己研究成功的醋酸纖維素（CA）膜與復(fù)合膜生產(chǎn)裝置的基礎(chǔ)上，又相繼引進(jìn)了外國有關(guān)公司的反滲透膜生產(chǎn)線，才大大降低了生產(chǎn)成本，為后續(xù)的研究和實(shí)踐提供了必要條件?，F(xiàn)代脫鹽水處理采用的膜技術(shù)主要有反滲透（RO）、超濾（UF）、和電滲析三種，但今年來納濾（NF）和微濾（MF）技術(shù)也開始應(yīng)用到脫鹽水處理領(lǐng)域。下表為各種膜處理技術(shù)的機(jī)理對(duì)比。

膜分離技術(shù)照比傳統(tǒng)離子交換具有以下幾個(gè)特點(diǎn)①膜分離技術(shù)不需要大量的混凝劑和酸、堿等化學(xué)藥品，所以不致造成環(huán)境污染。②膜分離由于分離效率高，通常設(shè)備體積較小，占地較少。③膜分離技術(shù)設(shè)備本身沒有運(yùn)動(dòng)部件，工作溫度在室溫附近，所以維護(hù)工作量少，操作簡(jiǎn)便，開、停車方便。④膜分離技術(shù)不發(fā)生相變，能耗較低。因此膜分離技術(shù)逐漸受到現(xiàn)代水處理應(yīng)用的青睞。

3電吸附法

電吸附法是在正負(fù)電極板間施加直流電場(chǎng)，使溶液中帶電的微粒在電場(chǎng)力的作用下向電性相反的電極移動(dòng)，吸附在電極表面，從而達(dá)到脫除溶液中離子的目的。當(dāng)電極吸附飽和后，將電極反接，或撤去外加電場(chǎng)，吸附在電極表面的離子會(huì)脫離電極，使電極實(shí)現(xiàn)再生。電吸附法作為近些年才興起的一門技術(shù)，由于具有低壓、低能耗、常溫、高效、易再生、易維護(hù)、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為研究熱點(diǎn)。電吸附法的研究重點(diǎn)包括3個(gè)方面：一是優(yōu)質(zhì)電極材料的制備；二是電吸附過程中傳質(zhì)理論的研究；三是工藝過程和條件的優(yōu)化。應(yīng)用于電吸附技術(shù)的電極材料要求比表面積高、親水性好、孔徑分布適宜、電導(dǎo)率高、穩(wěn)定性好。目前較優(yōu)的電極材料多為碳納米材料，包括活性炭粉末、碳?xì)饽z、活性炭納米纖維、碳納米管、石墨烯等。電吸附技術(shù)主要用于水體的淡化，以及工業(yè)廢水的脫鹽。目前該技術(shù)主要停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，距離大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用還有一段距離。

4 連續(xù)電除鹽技術(shù)EDI

EDI是一種將離子交換技術(shù)、膜分離技術(shù)和離子電遷移技術(shù)相結(jié)合的脫鹽水制造技術(shù)。它巧妙的將電滲析和離子交換技術(shù)相結(jié)合，利用兩端電極高壓使水中帶電離子移動(dòng)，并配合離子交換樹脂及選擇性樹脂膜以加速離子遷移去除，從而達(dá)到純水的目的。EDI除鹽過程中，離子在電場(chǎng)作用下通過離子交換膜被清除。同時(shí)水分子在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生氫氧根和氫離子，這些離子對(duì)離子交換樹脂進(jìn)行連續(xù)再生，以使離子交換樹脂保持最佳狀態(tài)。

EDI技術(shù)對(duì)比傳統(tǒng)水處理工藝具有：水質(zhì)穩(wěn)定，容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，不會(huì)因再生而停機(jī)，不需要化學(xué)再生，運(yùn)行費(fèi)用底等特點(diǎn)。而傳統(tǒng)的離子交換已越來越無法滿足現(xiàn)代工業(yè)和環(huán)保的需求，于是將膜、樹脂、和電化學(xué)原理結(jié)合的EDI技術(shù)成為水處理技術(shù)的一場(chǎng)革命。其離子交換樹脂的再生使用的是電能，而不再需要酸堿，因而更能滿足環(huán)保要求。

EDI雖然優(yōu)點(diǎn)突出，但對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求很高。①要嚴(yán)格控制進(jìn)水前的出水水質(zhì)，使電導(dǎo)率小于40us/cm，可以保證出水電導(dǎo)率合格以及弱電解質(zhì)的去除。②工作電壓和電流的控制，要使一定量的水電離產(chǎn)生足夠量的氫離子和氫氧根離子來滿足離子交換樹脂再生，選定的電壓電流必須大于極限的電壓電流點(diǎn)。③進(jìn)水硬度的控制較低，需要達(dá)到軟化水的標(biāo)準(zhǔn)。④濁度、二氧化碳、總鐵這些標(biāo)準(zhǔn)要求都進(jìn)到RO膜的的出水水質(zhì)。這就限制了EDI的應(yīng)用范圍，一般EDI都與其他水處理技術(shù)配套使用。

在中試試驗(yàn)及工程設(shè)計(jì)運(yùn)行調(diào)試過程中需要我們技術(shù)人員持續(xù)不斷的優(yōu)化創(chuàng)新要確保工藝路線設(shè)計(jì)的正確與合理，用科學(xué)的方式為先進(jìn)行中試平行試驗(yàn)，對(duì)工藝路線進(jìn)行驗(yàn)證和考核，并打破單一的處理方法，在考核評(píng)價(jià)過程中發(fā)現(xiàn)新的問題，反饋數(shù)據(jù)，對(duì)工藝路線進(jìn)行修正和完善。由于新的設(shè)計(jì)優(yōu)化理念及新技術(shù)的發(fā)展速度很快，在項(xiàng)目實(shí)施過程中可以不斷的引入先進(jìn)理念和先進(jìn)技術(shù)，不斷對(duì)傳統(tǒng)工藝進(jìn)行創(chuàng)新升級(jí)。

5結(jié)語

隨著基礎(chǔ)研究領(lǐng)域新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，隨著國家針對(duì)廢水零排放要求的不斷提高，未來含鹽廢水零排放一定會(huì)在中國廣泛的施行，這將要求我國水處理技術(shù)不要僅限與一種或固定的模式，要勇于創(chuàng)新，將各種技術(shù)結(jié)合應(yīng)用，為滿足現(xiàn)代社會(huì)需求提供技術(shù)支持，為水生態(tài)環(huán)境治理、綠色GDP和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)，提供強(qiáng)有力的水處理技術(shù)支撐。

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