工业水处理中浅除盐技术的应用研究

工业水处理中浅除盐技术的应用研究

徐能，俞国钦

绍兴市上虞区水务环境检测有限公司 浙江绍兴 312300

【摘要】在我国，产业结构正在不断深化调整中，然而传统的经济发展方式很难短时间改变，这就使得粗放型经济发展模式依然占据主要地位。为了坚持科学发展观，在可持续发展理念中，保证统筹兼顾，就必须要将环境保护作为生产发展的基本原则。在工业生产过程中，常常需要大量水资源，保证生产和再生产。浅除盐技术的应用能够确保工业用水实现循环使用，同时基于可持续发展的原则和理念，保证集约经济发展。在本文中，主要是分析浅除盐技术在工业水处理中的应用，对技术改造进行分析，确保提高其应用效率和水平。

【关键词】工业水处理;浅除盐技术;应用

随着我国经济的发展，水资源短缺日益严峻。在传统的生产工艺中，一些工艺缺陷问题十分突出，严重影响了水处理的效率。在当前，我国广泛开展了污水回收工程，特别是一些北方地区，因为水中的含盐量很高，难以满足人们工业水的需要，这就使得浅除盐技术的重要性更加突出。在实际的应用中，电吸附除盐技术、电渗析除盐、离子交换树脂除盐、反渗透除盐是比较成熟的技术，以下对这几种技术进行重点分析。

一、浅除盐技术原理

浅除盐技术采用离子交换树脂，去除水中所含的过多的盐分，同时在水分处理的过程中，还要将具有弱酸性或弱碱性阳离子交换树脂添加到水中。因为水中含有碳酸盐，弱酸树脂可以与其形成化学反应，在反应过程中，树脂就会吸附钠离子和镁离子，从而淡化水中的碱度。

反应公式为：

二、工业水处理中浅除盐技术类型

（一）离子交换树脂除盐工艺

这种除盐方式的原理是因为离子交换树脂上具有能够进行交换的两种离子，也就是氢离子和氢氧根离子，这两种离子能够与水中溶解盐产生离子交换，进而实现去除水中盐的目标。在离子交换过程中，主要有5个反应阶段：先是交换离子从溶液中扩散，福找到树脂颗粒表面；然后，树脂颗粒内部的交换离子进行扩散；随后出现离子交换反应，形成树脂活性基团；交换下来的离子进而在树脂颗粒内部和溶液中进行扩散；离子交换的反应速度很快，该项技术非常适合用于去除盐质量浓度在600-3000mg/L范围内的水质，经过处理后的水纯度能够达到99%以上，而且产水率也非常高，超过95%。该项技术的显著优点是技术成熟，水质好，生产成本低等，特别是在地下水、地表水等除盐处理中应用效果显著，因为这类谁的含盐量比较低。当然，离子交换树脂除盐技术也有一定的不足之处，因其再生树脂说导致大量废酸废碱液产生，而这会对环境造成一定的污染。同时，还需要所处理的水质满足一定的条件，如果水中存在细菌、有机污染物、重金属离子等，都会导致离子交换过程中出现树脂中毒的情况，并且难于对其进行恢复。因此，该项技术在污水回用工程中，是难以适用的。不过，随着科学技术的发展，新研究出抗污染离子交换树脂，这类树脂有望在污水回用工程中发挥出理想的作用。

（二）电渗析除盐工艺

这种工艺是在直流电场的作用下作定向移动，利用水中阴阳离子是电渗析法脱盐，含离子数量不同的淡水和混水，借助有选择性的离子交换来进行水处理。在具体应用过程中，需要先进行离子交换法预处理。早期的时候，该项技术在小氮肥厂中应用较多，能够提升离子交换器的出水量，同时还能在一定程度上改善水质，减少再生剂的消耗量，现在还有不少厂在使用这项技术。但这种除盐工艺的实际脱盐率只有60%左右，易造成水资源浪费，产生大量浓水外排，降低出水能力和使用周期，因过滤欠佳使膜板堵塞，电极需要定期转换。使用效果经常拆除清洗影响，如果采取先进的反渗透技术来取代这一项目技术，将能极大地提高水处理的效果。电渗析技术在处理含盐浓度1000-5000m/L的水质中效果显著，相对来说，制水纯度也比较高，可达到50%-90%，而且产水率也能保证在约70%-80范围内。因此，这项技术主要应用在食品、医药和化工领域中，而且在技术推动下，正朝着节能型方向发展。

（三）电吸附除盐工艺

这项工艺技术采用的是模块化的处理系统，主要用于处理水除盐、淡化、去硬、及饮用水深度处理等领域。在具体应用中，其应用带电电极表面吸附水中带电粒子或离子，在电极表面富集浓缩溶解在水中的盐类及其它带电物质，从而来达到水净化或淡化的目的。电极的材料是复合非金属材料，其形态为三维立体结构，可以容纳很大的电容。模块处理的效果会受到电极吸附性能的影响，整个系统包含了电吸附模块、水泵、水池等模块。其中，前置过滤器的主要作用是将水中的泥沙、悬浮物等去除掉。根据实际应用情况，电吸附模块不会特别显著原水中是否存在余氯、高价离子、有机物等条件，只要原水悬浮物含量低于mg/L，浊度低于5NTU就可以进行应用。模块化结构的有点事能够根据实际应用场合，随意组合模块进行应用。如果所处理的水流量较大，还可将模块进行并联；如果所处理的水深度较深，可将模块进行串联。电吸附除盐技术工艺其优势比较显著，运行不需要很多能耗，而且作为一种常压操作，能量消耗主要集中在促进离子迁移方面，在此过程中，对电压进行合理控制，可避免电极表面出现极化问题，因而节能效果比较突出，也没有二次污染。系统操作及维护非常简单便捷，不需要进水预处理具有多高的效果，停机期间勿需专门保养核心部件，利用计算机对系统进行控制，智能化和自动化水平高。

二、浅除盐技术对原软化水处理系统的改造

在没有进行改造前，软化水处理系统利用过滤和改造水，来将其中所含的杂质去除掉，使水的硬度降低，不过，因为盐分是没有去除的，所以还要进行除盐处理。软化水进入锅炉后，经过烧煮和沸腾，不仅会增加锅炉的负荷，过高的盐分也会溶解锅炉金属的保护表层，影响锅炉的安全运行。同时，还会因为各种杂志在锅炉中沉淀，降低水蒸气的质量，增加排污和锅炉维修养护的成本。
在对系统进行改造后，原来的一级钠离子交换器得到优化提升，使得其分解水中盐分的能力得到增强。在系统中还增加一些新的功能设备，使其能够去除二氧化碳，还有水泵、水箱可以保证锅炉运行过程中，压力值正常。不过，要通过控制碱度的比例，来合理控制弱酸阳床的盐浓度，以达到良好的除盐效果。

从上数据可知，经过系统改造，改善了电导率、硬度、碱度等，使得系统浅除盐的效率与质量得到提高，碱度降低，硬度改善，极大地提升了水处理的质量。

表1改造前后的水质指标对比

浅除盐的化学公式如下:

在除盐过程中，经过各种交换，就会将水中的阳、阴离子进行合理的处置，改善出水的硬度。

三、浅除盐技术的应用经济效益分析

（一）有利于降低成本
   传统的浅除盐技术具有一定的缺陷与不足，极易损害锅炉，不但浪费人力和物力，同时让费了大量的时间，导致一些废弃物的产生，这是普遍存在的问题。在生产完成之后，要统一规划和处理废弃物，又需要大量的金钱投入。另外还要定期对锅炉做好维护和保修，这又增加了成本开支。在进行技术改造之后，不仅使得能耗得到显著的降低，而且确保了生产效率，也促进了成本节约。
（二）生态效益突出
在完成技术改造后，技术应用中显著减少了锅炉的排污量，同时保证了生态环境的健康，节约了排污费用开支，这也是双向的收益。在我国，浅除盐技术和发达国家比起来，仍然存在很大的差距，同时缺少深入的技术研究，没有掌握娴熟的技术应用。从工业革命以来，环境污染不断加剧，出现了各种各样的问题，人们也渐渐开始意识到保护生态环境的重要意义，投入大量的资金来改善生态环境。这种事后弥补的环境保护方式，是非常不科学的。所以，在实践中，要汲取经验和教训，通过技术革新来进行生态保护，在生产过程中更加关注经济性和环保性，从而实现人与自然和谐共生。
（三）减少了废酸再生液的排放量
在水处理过程中，产生的废酸再生液会对排水管道带来直接的损害，其中包含的大量最酸，能够侵蚀地下排水管道，使得其寿命大大折扣，也增加了排水管道维修的资金。在最初建立工业体系的时候，因为基础实施的建设和维修养护，也是重要的管理项目，而且在资金投入中占比较大。因为维修基础实施是长期的事情，全过程都要增加投资成本。这就需要在具体的使用过程中，要加强养护，减少损害，合理地控制工业产生的废弃物，避免其对管道产生侵蚀。减少废酸再生液的排放，可以有效降低对基础设施的伤害，并且能够减少水生态污染，实现工业生产降本增效。
（四）节约萤石成本
浅除盐技术在进行改造完成后，显著减少了废气的排放，提高了对水的利用效率。废水排放对人们的生活用水和地表用水产生了很大的污染，同时破坏了整体的生态环境，也促使萤石处理水费用不断增加。在生态环保理念日益强化的今天，污染物在排放前，需要先进行科学的处理，达标以后才能够进行排放。该项技术中的废水处理，主要是利用萤石来实现，如果废水量比较大，相应地萤石费用的花费也就越大，从而使得后期处理成本比较高。
（五）延长了生产设施使用寿命
应用浅除盐技术进行升级改造，提高了设备生产的效率，减少了排放物，这也大大减少了对设施的损害，保证设施使用寿命的提高。生产设备的使用寿命和其开支是成正比的，只有使用寿命不断提高，才能够节约开支，减少设备投入。同时，低成本和高收益是所有企业不断追寻的目标，这些都需要从细节实现，改革技术则是主要的途径和方式，在推动企业可持续发展中，可以帮助企业显著降低生产成本，促进经济效益和市场核心竞争力提升。

四、结束语
综上所述，随着科学技术的发展进步，浅除盐技术也在不断更新发展中，逐渐暴露出了一些问题和缺点，降低了企业的经济效益。比如污染严重、生产设备损害大等等，这些都极大地阻碍了企业的健康、持续发展。因此，在具体的生产过程中，技术人员要不断地强化技术改造和研究，不断提高其经济效益和生态效益。

【参考文献】

[1]论石油化工企业工业用水除盐技术的应用研究 [J]. 王思琦. 化工管理. 2020(01).

[2]《水的除盐方法与工程应用》出版 [J]. 本刊编辑部. 工业用水与废水. 2008(06).

[3]乙二醇回收工艺中影响除盐剂除盐效率的试验研究 [J]. 唐坤利,冯业庆,唐彬,全红平,李卓柯. 石油与天然气化工. 2017(03).

[4]吡咯改性活性炭电吸附电极除盐性能研究 [J]. 韩豆豆,李海红,王娟,杨可. 化学工程师. 2019(12).