二級(jí)反滲透工藝制取鍋爐補(bǔ)給水
全離子交換、反滲透+離子交換、二級(jí)反滲透和反滲透+電除鹽工藝，它們均能用于制取鍋爐補(bǔ)給水，但由于它們各自的特點(diǎn)，同時(shí)不同類型的鍋爐對(duì)補(bǔ)給水要求也有不同，因而各有其應(yīng)用范圍。
1、中壓鍋爐補(bǔ)給水對(duì)純水要求及相應(yīng)水處理工藝
中壓鍋爐補(bǔ)給水對(duì)離子硬度、電導(dǎo)率、二氧化硅等有一定要求，具體水質(zhì)指標(biāo)如表一。
表一 中壓鍋爐補(bǔ)給水主要水質(zhì)指標(biāo)
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序號(hào)
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項(xiàng) 目
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單位
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數(shù)值
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1
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總硬度
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μmol/l
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≤1
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2
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電導(dǎo)率
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μs/cm
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≤5
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3
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二氧化硅
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μg/l
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≤100
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為達(dá)到要求的純水水質(zhì)，水處理工藝可以采用全離子交換法、反滲透+混床法、二級(jí)反滲透法和反滲透+電除鹽法，以下為四種工藝比較。
表二 四種水處理工藝比較
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工藝
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產(chǎn)水電導(dǎo)率
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投資成本
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運(yùn)行成本
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操作維護(hù)
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環(huán)境保護(hù)
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全離子交換
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低
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低
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高
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復(fù)雜
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差
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反滲透+離子交換
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低
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適中
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低
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復(fù)雜
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較差
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二級(jí)反滲透
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較低
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略高
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低
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簡(jiǎn)單
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好
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反滲透+電除鹽
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低
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高
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低
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復(fù)雜
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好
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在全離子交換中，由于離子交換再生，需大量酸堿，因而存在大量廢再生液的排放，嚴(yán)重污染環(huán)境；在環(huán)保要求日趨嚴(yán)格的大環(huán)境下，其應(yīng)用會(huì)日趨受到限制。在反滲透+離子交換工藝中，雖然反滲透除去了進(jìn)水中的極大部分鹽分，離子再生過(guò)程所需酸堿耗量大大減少，但仍有廢酸堿再生液排放，污染環(huán)境，因而其應(yīng)用相對(duì)受到限制；在反滲透+電除鹽工藝中，一級(jí)反滲透產(chǎn)水經(jīng)常不能達(dá)到電除鹽裝置的進(jìn)水要求，因而需二級(jí)反滲透產(chǎn)水作為電除鹽裝置的進(jìn)水，使投資成本大幅升高，因而其應(yīng)用也相對(duì)受到投資成本的限制。而二級(jí)反滲透工藝中，雖然二級(jí)反滲透產(chǎn)水電導(dǎo)率相對(duì)較高，但對(duì)于中壓鍋爐補(bǔ)給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，它已能達(dá)到要求，且其整個(gè)工藝中，無(wú)酸堿處理過(guò)程，使其具有操作環(huán)境好、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
2、二級(jí)反滲透處理工藝
本系統(tǒng)可分為預(yù)處理、一級(jí)反滲透、二級(jí)反滲透三部分，簡(jiǎn)要流程如下：
外網(wǎng)原水 ® 預(yù)處理 ® 一級(jí)反滲透 ® 二級(jí)反滲透 ® 外供純水
預(yù)處理
預(yù)處理裝置的主要作用是使外網(wǎng)原水經(jīng)處理后，達(dá)到反滲透裝置對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求，如表三。
表三 反滲透裝置主要進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)
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序號(hào)
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項(xiàng) 目
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單位
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數(shù)值
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1
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濁度
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NTU
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＜1
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2
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SDI
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＜4
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3
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余氯
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mg/l
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＜0.1
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反滲透裝置的傳統(tǒng)預(yù)處理為多介質(zhì)過(guò)濾器和活性炭過(guò)濾器，主要利用過(guò)濾器內(nèi)的介質(zhì)如石英砂等截留進(jìn)水中的懸浮物、膠體雜質(zhì)，降低出水濁度；利用過(guò)濾器內(nèi)裝填的活性炭吸附進(jìn)水中的余氯、有機(jī)物等，使預(yù)處理產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到反滲透裝置的進(jìn)水水質(zhì)要求。
超濾膜過(guò)濾精度大大優(yōu)于傳統(tǒng)的石英砂過(guò)濾精度，因而使超濾裝置具有產(chǎn)水濁度低等優(yōu)點(diǎn)。但超濾膜具有過(guò)濾精度高的優(yōu)點(diǎn)，導(dǎo)致超濾膜易受到污染，過(guò)濾性能不易恢復(fù)，使其應(yīng)用受到限制；目前，隨著可反沖超濾裝置的出現(xiàn)，使受污染的超濾膜性能易得到恢復(fù)，從而使超濾裝置在反滲透裝置的預(yù)處理中廣泛應(yīng)用成為可能。下表為二種預(yù)處理工藝比較。
表四 二種預(yù)處理工藝比較
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工藝
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產(chǎn)水濁度
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SDI
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設(shè)備投資
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占地面積
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傳統(tǒng)過(guò)濾
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＜1
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＜4
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較低
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大
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超濾
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＜0.1
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＜2
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較高
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小
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超濾裝置以其優(yōu)良的產(chǎn)水水質(zhì)，有效保護(hù)了后繼反滲透膜的被污染速率；從而保證了反滲透設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)了反滲透設(shè)備使用壽命。
一級(jí)反滲透
反滲透裝置是本系統(tǒng)的核心部分，經(jīng)反滲透裝置處理的水，能去除絕大部分無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物、微生物、細(xì)菌等。
反滲透裝置是根據(jù)不同的水量要求，由多支反滲透膜元件組合而成；反滲透膜元件由多片反滲透膜組合而成；目前工業(yè)上常用的反滲透膜為聚酰胺復(fù)合膜，該類膜由三層材料復(fù)合而成（4），表面層為聚酰胺膜，表面孔徑10A左右，厚度約2000A，該超薄分離層為反滲透膜的核心層，原水進(jìn)水中的極大部分鹽類、細(xì)菌、有機(jī)物等截留主要由該分離層完成；中間層為高透水性的聚砜微孔膜，其孔徑為150A左右，用于支撐表面薄膜；最底層為無(wú)紡布，它為整個(gè)膜片提供高強(qiáng)度。
酰胺復(fù)合膜元件，具有較大的膜面積，相對(duì)較大的產(chǎn)水通量，對(duì)NaCl、CaCl2、MgCl2等鹽類具有99％以上的脫鹽率；由該類元件組成的反滲透裝置一般脫鹽率達(dá)到98%以上。
二級(jí)反滲透
當(dāng)一級(jí)反滲透產(chǎn)水不能達(dá)到終端用水水質(zhì)要求時(shí)，可用二級(jí)反滲透進(jìn)一步處理。
由于反滲透膜不能脫除溶于水中的二氧化碳，通常在二級(jí)反滲透裝置進(jìn)水中加入少量NaOH，用于調(diào)節(jié)進(jìn)入PH值，使二氧化碳轉(zhuǎn)化為碳酸氫根，被反滲透膜除去，以降低終端出水電導(dǎo)率。
二級(jí)反滲透產(chǎn)水能達(dá)到下表要求：
表五 二級(jí)反滲透產(chǎn)水水質(zhì)
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序號(hào)
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項(xiàng) 目
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單位
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數(shù)值
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|
1
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總硬度
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μmol/l
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≈0
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2
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電導(dǎo)率
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μs/cm
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≤5
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3
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二氧化硅
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μg/l
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≤100
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注：原水電導(dǎo)率≤3000μs/cm的水質(zhì)。
從上表可見(jiàn)，二級(jí)反滲透產(chǎn)水水質(zhì)完全能達(dá)到中壓鍋爐對(duì)補(bǔ)給水水質(zhì)要求。
3、應(yīng)用實(shí)例
四川某有限公司2×75m3/h純水站
原水：地表水，電導(dǎo)率620-710μs/cm；
處理工藝：預(yù)處理+二級(jí)反滲透
使用狀況：
預(yù)處理出水濁度＜1NTU，SDI＜4，余氯＜0.1PPm，達(dá)到反滲透裝置進(jìn)水要求；
一級(jí)反滲透裝置性能：產(chǎn)水電導(dǎo)率10-12μs/cm，脫鹽率>98%；
二級(jí)反滲透裝置性能：產(chǎn)水電導(dǎo)率1.1-1.9μs/cm。
整套系統(tǒng)性能完全達(dá)到用戶對(duì)產(chǎn)水要求。
內(nèi)蒙某化工有限公司80m3/h純水站
原水：地下水，電導(dǎo)率550-570μs/cm；
處理工藝：預(yù)處理+二級(jí)反滲透
使用狀況：
預(yù)處理出水濁度＜1NTU，SDI＜4，余氯＜0.1PPm，達(dá)到反滲透裝置進(jìn)水要求；
一級(jí)反滲透裝置性能：產(chǎn)水電導(dǎo)率9-11μs/cm，脫鹽率>98%；
二級(jí)反滲透裝置性能：產(chǎn)水電導(dǎo)率0.9-1.6μs/cm。
整套系統(tǒng)性能完全達(dá)到用戶對(duì)產(chǎn)水的要求。
4、結(jié)論
二級(jí)反滲透工藝由于具有高脫鹽率、自動(dòng)化程度高、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，且其產(chǎn)水水質(zhì)能達(dá)到鍋爐補(bǔ)給水要求，因而二級(jí)反滲透技術(shù)在制取中壓鍋爐補(bǔ)給水中的應(yīng)用必然越來(lái)越廣。
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