工业水处理中浅除盐技术的应用

史玉乾 蒋磊 王芳

摘要：当前，正是我国产业结构转变的关键时期，转变传统经济发展形式，将传统粗放型经济发展模式摒弃，鼓励企业进行创新，向节约型、集约型的经济发展模式转变。工业企业要进一步转变经济发展的观念，坚持用科学发展观作为企业转型的指导要求，坚持以人为本，进行统筹发展，坚持进行全面的防治污染的对策，进一步提高工业资源的整体生产率，从而促进我国工业产业的快速发展，以此拉动国民经济的稳定增长。鉴于此，本文主要分析探讨了工业水处理中浅除盐技术的应用情况，以供参阅。

关键词：工业水处理；浅除盐技术；应用

21世纪以来，我国的经济高速发展、科学技术也有了显著的提高，工业生产作为提高我国经济实力的重要一环，取得了重大的进步。而在工业生产中，难免会消耗大量的水资源。因此，在工业生产中需要不断的改善和提高工业的循环水装置。在工业循环水装置中，应用最为广泛的为浅除盐技术。浅除盐技术的运用不仅可以在保证水处理过程的效率的同时保证工业处理水的质量，而且可以极大的降低工业企业对水处理装置的投入成本，提升工业企业的利润。

1浅除盐技术概述

1.1除盐技术分类

浅除盐水技术是一种并不完全处理水中的溶解性盐的除盐新技术，其在工艺的选择上主要是使用具有特殊结构的离子交换树脂。与传统的离子交换脱盐技术是相似的，但经营成本可以大大降低。它是基于原来的软化、海水淡化系统，改造而成的。出水水质不仅可以对循环水进行补水，而且达到了浅除盐水的要求，具有成本较少，少量的改造工程等特点，以下为浅除盐技术特性：（1）浅除盐技术所使用的树脂与普通树脂不同。普通树脂容易被污染，使用寿命较短，而浅除盐技术所使用的树脂使用二次聚合的方法制造骨架，因此其具有更长的使用寿命。即使处理水的水质很差，也可以使用其进行除盐处理。（2）浅除盐技术并没有进行完全的脱盐，而经过其处理后的水的导电率一般在10μS/cm至100μS/cm的范围内。（3）浅除盐技术的离子交换器可以利用废酸和废碱对其进行再生使用。

浅除盐技术是工业水处理装置中应用最为广泛的技术，其技术工艺主要如下所示：

1.1.1离子交换树脂除盐技术

离子交换树脂除盐技术的原理为：离子交换树脂上具有许多活泼的、可进行交换的H+和OH-，这些离子可以和所处理工业水中的可溶性的盐进行离子交换，从而将水中的可溶性盐去除。离子交换树脂除盐技术的具体工艺过程为：溶液交换离子扩散至树脂表面—树脂交换离子扩散至表面—交换离子相互反应—反应后离子向树脂扩散—反应后离子向溶液扩散。

1.1.2电渗析除盐技术

电渗析除盐技术的原理为：离子在直流匀强电场中会发生定向的移动，因此，在所需处理水中提供一个直流的匀强电场，水中的阳离子和阴离子就会产生定性的移动，从而达到除盐的效果。处理水中含盐浓度大约在1000mol/L至5000mol/L范围一般会使用电渗析除盐技术来进行除盐处理。电渗析除盐技术的优点在于对环境无污染，较为环保。同时，其也有脱盐率不高（大约在60%-70%）、制水纯度不稳定（大约在50%-90%）、容易造成水资源的浪费以及能源浪费等缺点。现如今，如太阳能的一些新能源技术正在应用于电渗析除盐技术，电渗析除盐技术正在向节能高效的方向前进。

1.1.3电吸附除盐技术

电吸附除盐技术的原理为：使用带电吸附水中离子或带电粒子，溶解的盐和其他物质在电极表面带电、富水纯化和脱盐。对于电吸附除盐技术设备，电极起到了非常重要的作用。对于电極的选用，一般采用3D结构的非金属复合材料制成的电极。电吸附除盐系统的组成一共包括九大部分，主要为：水泵、水池、电吸附模块、前置过滤器、后置过滤器、电源系统、检测仪表、管阀系统以及电气控制系统。电吸附除盐技术的装置结构一般为模块化结构，这种结构可以通过模块之间进行不同的组合、串联或并联，实现在不同种的应用情况下进行使用。电吸附除盐技术与其他的浅除盐技术相比有更多的优点、使用率更高，主要在于：首先，电吸附除盐技术的自动化程度非常高，全程采用电脑控制，因此对于工作人员技术上的要求不是很高，减少了企业对于工作人员进行培训的过程。其次，电吸附除盐技术的运行能量消耗量很低，相对于其他浅除盐技术节约了很多的能源。最后，电吸附除盐技术的使用过程中，并没有化学反应的发生，因此对环境基本上没有污染与破坏，相对于其他浅除盐技术更加的环保。

1.2浅除盐技术的优势

浅除盐技术对于工业水处理过程具有非常重要的意义，较其他的除盐技术，其优势主要在于以下几点：（1）浅除盐技术虽然是没有对于处理水进行完整的脱盐，而是部分的脱盐，但这种技术的脱盐率仍然很高，可以达到90%至95%，而且经过浅除盐水技术处理后的水的水质也很高。（2）浅除盐技术大大方便了对循环水的使用，因为在使用其技术的过程中可以进行自动的补水过程。（3）浅除盐技术主要利用离子交换器进行工作，离子交换器对于所用的酸碱原料要求较低，从而大大降低了企业工业水处理的成本，提升企业利润。同时也大大减少了工作过程中对于环境的破坏和资源的浪费。（4）将浅除盐技术应用于工业水处理过程中时，无需对水处理工程设备进行大规模的改造，其特有的便捷性可以在减少成本，减少时间的前提下保证工业水处理工作的质量和效率。

2浅除盐技术对原软化水处理系统的改造

2.1改造前的水处理系统

工业水经氢离子交换器和1、2级钠离子交换器处理后，软化水的硬度≤10mol/L。软化水进入锅炉汽包后，经蒸发浓缩使锅炉炉水的碱度增高，增加了金属苛性脆化的可能性，需增大排污量；另外水中的Ca2+、Mg2+等金属离子由Na+取代，软水中的阳离子主要是Na+，而阴离子如S042-、CL-等未处理，使处理水中的固形物比原水有所增加，总含盐量有所增加。因而在蒸汽中溶解度较大的NaCL、Na2S04；就成为蒸汽溶解携带的主要物质。携带量随压力的提高而增大，形成了蒸汽污染，导致蒸汽系统触媒结块、活性降低、管道堵塞和腐蚀。针对上述问题，以原有的软化水处理系统为基础，进行改造，采用浅除盐水处理技术解决水质差的问题，使给水由软化水提质为浅除盐水，满足了工艺要求，并对系统再生排废酸的问题进行完善，使给水成本大幅度降低。

2.2改造后的浅除盐水处理系统

浅除盐水处理技术就是根据工艺要求，不完全地处理水中盐类物质的一种技术，具体地说，就是对水质影响不大的SiO32-不作处理。这种技术特别适用于工业锅炉的水处理（工业锅炉的给水一般只作软化处理），与常规的软化处理相比工艺系统相近，但运行费用可大幅度降低，在有氨源的企业特别适合。改造方法：①是将原有1、2级钠离子交换器改造成为弱碱阴离子交换器，使工业水中的S042-、CL-等阴离子置换为OH-离子；②是增设前置阳离子交换器，以吸收阳床的剩余再生废酸，降低再生用酸比耗，消除废酸排放，满足环保要求。

2.2.1浅除盐的原理

浅除盐的化学公式如下：在前置阳床中，发生的化学反应如下：

通过各种交换，水中的阳、阴离子得到处理，导电程度发生变化，出水的硬度得到了改善。

2.2.2改造说明

①将原有系统的Ⅰ级钠离子交换器，经防腐处理后改造成阴床，内装徐州水处理研究所专利产品大孔型特种弱碱树脂，四台阴床，二开二备。阴床再生用合成氨分厂的废铵液作再生剂，其氨浓度应保持1%（质量分数）左右。②脱碳器后置。按常规设计，脱碳器应在阴床前，但是阳床前加了前置阳床，而工业水压力仅0.2MPa，满足不了工艺要求，因而将脱碳器放在联床后，其原有的中间水箱与除盐水箱连通。③阳床不作改动。④增设前置床。将原有的三台Ⅱ级钠床拆除，更新为三台Ф2000的阳床，内装D113大孔型弱酸树脂。⑤阴床再生仍用硫酸再生。因为原有的阳床用2%的硫酸溶液再生，其再生酸比耗2.5，即有60%的pH值在1～2之间的废酸排放，造成很大浪费；另外排出的废酸虽经中和池中的萤石处理，但是仍达不到排放标准，对排水管道设施造成严重腐蚀，废酸水渗漏使排出线管网及周围多处地基下沉，设备倾斜，给公司生产造成很大的损失和许多不安全隐患。设置前置阳床后，阳床再生后的废液经前置床再生吸收利用，由于前置阳床内装的树脂的特性，可以使排出废液接近中性，达到不排酸，既使阳床再生用的硫酸溶液得到充分利用，又保证了前置阳床的再生，提高了系统的经济性，满足环保要求。

2.2.3系统主要设备及工艺技术参数

根据企业蒸汽用量和除盐水用量，总出力定为120t/h，选定的主要设备及技术参数见表1。

3浅除盐技术的经济效益分析

浅除盐技术就是根据工业的需要，对水质进行处理的一种技术，在工业中应用比较广泛。通过技术改造，提高了工作效率，提高了安全性能，减少了污染，更加环保，可操作型强。

3.1降低了成本

在原有的浅除盐技术中，对锅炉的损害较大，产生的污染比较严重。传统的技术应用普遍存在这样的问题，既耗时，又费力，导致了大量人力、物力资源的浪费，最后还产生了很多的废弃物，对废气物的处理还要进行一定的统筹，浪费了大量的金钱资本。同时还要对锅炉的应用进行一定的维护，又有一大笔的资金支出。这种生产方式已经不能适应社会的需求，需要加以改进。改造后的技术，降低了能耗，提高了效率，在一定程度上节约了成本。

3.2生态效益突出

通过改造，锅炉的排污量减少，降低了对生态环境的污染，减少了排污费用的支出，这是一个双向收益。与发达国家相比，我们还存在一定的差距，技术研发的程度还不够深入，对技术的应用也不娴熟，但是有一点我们是可以避免的。自从欧洲工业革命开展以来，生态环境遭到了严重的破坏，后期又进行了大量的资金投入进行环境的修复，本身的做法是非常不科学的。我们要吸取经验教训，在工业发展中，要不断的进行技术革新，将技術的负面影响降到最低，实现经济环境和生态的双赢。

3.3废酸再生液的排放量减小

废酸再生液主要是对排水管道的一个危害。大量的废酸再生液的侵蚀，将会降低排水管道的使用寿命，增加维修费用。在工业体系建立之初，对基础实施的建设和完善也是一个比较重要的部分，占据着资金支出的大部分，同时对基础实施不仅要进行修建费用的支出，还要进行后期维修费用的支出，就像汽车的使用一样，除了购买费用，后面的维修费用也占很大的部分。所以，在使用过程中，要懂得珍惜爱护，工业中产生的废弃物的侵蚀要控制在一定的程度内，不能把损害扩大化。废酸再生液排放的减少，既降低了对基础设施的伤害，同时也减少了水污染，降低了工业生产中的成本。

3.4节约萤石费用

改造后的浅除盐技术，提高了水的利用率，降低了废水的排放。废水的排放，在一定程度上污染人们的生活用水，破坏了地表水，导致整个生态环境恶化，另一方面提高了萤石处理水的费用。在社会快速发展的今天，即使是污染物的排放，也要经过科学合理的方法，进行处理。该项技术中的废水，主要通过萤石进行处理，废水量越大，所需要花费萤石费用也就越大，造成后期处理成本的增加。

3.5延长了生产设施的使用寿命

毋容置疑，效率的提高，排放物的减少在一定程度上减少了生产设施的伤害，提高了它们的使用寿命。这个是相互关联的，当一件生产设施的使用寿命由十年提高到了二十年，那么节省下来的也是一笔不小的开支。低成本，高效益，是每个企业都追求的目标。当然都是从细节上来进行实现的，技术在其中发挥着很重要的作用。技术的提高是一本万利的转变，在提高企业效益，拉动企业长远发展的同时，也降低了企业的成本，保证了企业的经济效益。

4结束语

如今，随着工业化生产的的不断发展，越来越多的水资源被使用在工业生产中，合理的使用水资源以及对水资源进行工业除盐的处理也成了影响我国工业发展的关键。而对于工业水处理中浅除盐技术的应用的研究，对于工业水处理技术的完善有非常重要的意义。随着浅除盐技术的不断完善和发展，其前景非常广阔。

参考文献：

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[2]周宁，胡郑.工业水处理中浅除盐技术的应用[J].城市建设理论研究（电子版）.2014（02）.

[3]曾婷.工业水处理中浅除盐技术的应用研究[J].建筑工程技术与设计.2015（12）.

[4]牛清坡.工业水处理中浅除盐技术的应用分析[J].建筑工程技术与设计.2018（35）.

（作者单位：甘肃银光化学工业集团有限公司）