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楼主: 白云也悠悠
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[讨论] 离子交换与反渗透,到底那种工艺更先进?

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 楼主| 发表于 2020-2-14 09:23:13 | 只看该作者



一个水滴 发表于 2020-2-14 07:56
满床技术第一次听说,能发点资料学习一下吗?不知道破碎的树脂如何处理的?

满室床技术历史比较长了,只是最近加以改进推广,网上资料很多。
这种床子,都是体外再生,碎树脂处理很容易。
清啦

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白银水师

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发表于 2020-2-16 14:43:46 | 只看该作者
我们探讨一下:

1、“RO比离子交换系统建设费用低” 事实是:“不对。当比较RO与离子交换费用时,必须将整个系统的费用一并考虑。RO包括了预处理系统,就整个项目而言,许多实例都证明RO系统费用比离子交换系统高。
>> 离子交换同样需要预处理,因为有机物和悬浮物以及部分铁、锰金属离子对于树脂具有损伤作用(所谓的“中毒”),促使其功能失效,所以离子交换并不是不需要预处理,只是要求稍微低一点点(对浊度的耐受稍微强一点);单论RO单元和离子交换单元,从脱盐效果来说,在一定范围内(在TDS<500mg/L),离子交换相对于RO来说,虽然初期投资低,但是运行繁琐(自控运行要求的自动阀门多于RO,再生频繁),长期运行下来,动力费用低,但是药剂费用高(还不考虑酸碱的易获得性),占地面积大,所以在现实中你很少见到离子交换树脂用来进行单纯的脱盐。
2、“RO产生的废液少” 事实是:“不对。当估算系统的废液时,必须将RO产生的大量浓水考虑进去。RO水的利用率在70-75%,浓水排放在25%—30%;而对满室床离子交换,水的利用率在95%以上,排出的废水是中性的含盐水,可以作为其他行业(比如氯碱、纯碱)的原料,显然,离子交换系统水的利用率更高。”
>> RO浓水仅仅是将原来的盐分浓缩到浓水中,如果你愿意,可以做到95%的回收率;而离子交换需要额外添加巨量的酸,碱(软化/脱碱有时用NaCl),所以从环境友好性来说,离子交换绝对不如RO。如果作为其他行业的原料来讲,RO和离子交换一样可以实现。不存在离子交换利用率高的问题。
3、“RO操作方便” 事实是:“不对。RO是连续式操作,现在的离子交换系统也是全自动的(包括树脂再生),操作一样方便” 。
>> 如前所述,离子交换的自动阀门数量更多,故障率更高,如果用进口高质量的阀门,经济性并不明显。
4、“RO可用于高含盐量水源” 事实是:“有道理。但膜对硬度非常敏感,同时不适用于高硅含量的地方。但离子交换可用于高硬高硅的水源。”
>> 高硬,是相对的,如果硬度过高(几千ppm甚至更高),用离子交换并不适合,而且用离子交换仅仅是软化,要想单纯靠离子交换除盐,你要串联更多的阴床和阳床,所以现实中最多用离子交换来做个初步的软化,初盐还是要靠RO,因为软化并不降低TDS,甚至会更高;至于高硅,离子交换通常只能出去部分的硅酸氢根,而不能去除聚合状态的胶体硅;所以高硅通常不用离子交换来去除;
5、 脱盐率: RO系统是部分除盐工艺,当进水为500ppm时,通过离子交换一级除盐,出水可达0.2ppm,而一级反渗透的出水为10ppm以上。如果要达到离子交换系统的除盐效果,至少要用两级反渗透,而这样成本就非常高。
>> 如果想达到更高的除盐率和更佳的经济效益,也可以用一级RO+混床/EDI,也就是很小的TDS下,可以用连续的离子交换,如果你能够忍受频繁的酸碱再生和药剂的消耗的话。
6、出水水质:如果出水水质要求为1MΩ.cm,只需使用一级离子交换就能满足要求。当然也可使用RO,但如果TDS小于400ppm,RO的费用比离子交换系统高得多;如果出水水质要求>10MΩ.cm,或硅小于0.01mg/L,就必须使用离子交换系统,可用离子交换系统的复床—混床组合,或RO加混床。但RO加混床系统的投资费用高。
>> 不存在高的多的情况,现在RO,如果TDS<400,动力消耗其实很低的,运行压力可以低到4.5~7bar;如果要求更高的电阻率,会采用混床或者EDI,不过这是深度处理的特例而已;而且现在通常都是用EDI,不是单纯的利用离子交换功能。
7、过滤效率:当原水中有悬浮物质时,需要过滤。对RO而言,膜是具有过滤效果,但这些固体物质很容易堵塞膜的孔道。而树脂很容易通过反洗去除悬浮杂质,因此可以说,离子交换系统“兼容”性更强。
>> 参考前述预处理。
8、操作简便性:过去,大型离子交换系统用人工来操作再生等工序,工作量大。而现代离子交换系统采用全自动操作,省却了大量的人工操作,使操作变得简单而高效。
>> 参考前述。
9、操作费用:离子交换系统只需要简单的酸、碱作再生用的化学试剂;RO的动力费用是离子交换系统的4-10倍,而且RO需要一些昂贵的药剂如阻垢剂、膜清洗剂等。同样水质要求,离子交换系统运行费用大约是RO系统的50%
>> 如果你认为巨量的酸碱消耗都是简单的,那么一般RO的药剂都是吨水0.05-0.35RMB那简直就是可以忽略不计了,而不是昂贵的。膜的清洗一般情况下你认为的简单的酸碱即可完成,也不昂贵。RO的动力费用不全是都很高的,如果用海水淡化,能耗是很高,可是离子交换也没法完成啊。
至于你说的离子交换运行费用是RO系统的50%,简直不用反驳,难道客户都是傻子,放着便宜那么多的先进技术不用,非要用RO?
>> 综合一下吧,并不是说离子交换一定没有用武之地,只是在特殊的情况下,它可以和RO互补使用,发挥自己的优势,如硬度稍高的情况下可以用弱酸阳离子来软化一下(当然也可以添加阻垢剂解决),然后再用RO脱盐;高纯水/超纯水制造工艺中的深度脱盐,可以用混床/抛光混床/EDI,只有在这里才体现出来改进型的离子交换树脂的优越性;所以说离子交换在水处理的应用中,其在软化/除碱度和深度脱盐的工艺应用中,具有非常重要的作用,但是中间的脱盐主要还是靠RO,这是各自的技术特征决定的,没有优劣之分,用好每个技术才是最重要的。

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 楼主| 发表于 2020-2-16 15:13:54 | 只看该作者
帝国膜术师 发表于 2020-2-16 14:43
我们探讨一下:

1、“RO比离子交换系统建设费用低” 事实是:“不对。当比较RO与离子交换费用时,必须将 ...

首先感谢您耐心看完了我写的那么长的东西,而且逐条论证,可见确实费了不少心思。
其实当初写这个东西就是抱着探讨的想法,希望引起行内人的关注,大伙各抒己见。
目前干水处理(尤其是纯水)的,首选工艺就是预处理+超滤+反渗透+离子交换(或EDI)。
我干了有十几年水处理了,以前也一直是这样干的,直到2019年初,接触了新的满室床离子交换技术,才改变了看法。
这项技术在河北钢铁集团承德钢铁有限公司用的比较好,在拆除了原有的RO系统后,新上的离子交换系统,各项指标、消耗真的比以前的RO系统有了大幅提高。有兴趣的话,不妨去参观一下,可能会改变一些固有的观念。
另外,唐山三友碱业,工艺用纯水量非常大,这么多年一直用离子交换工艺,可能是得益于管理水平、操作水平高吧,各项指标在全国同行业都数得上。
再明确一点,开这个帖子纯粹是为了探讨、开拓思路,并无意贬低哪项技术,毕竟我现在从事的工作用RO系统还是非常多的。

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王者水师

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发表于 2020-2-16 16:10:21 | 只看该作者
帝国膜术师 发表于 2020-2-16 14:43
我们探讨一下:

1、“RO比离子交换系统建设费用低” 事实是:“不对。当比较RO与离子交换费用时,必须将 ...

离子交换,是不是污染大一些啊?

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超凡水师

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发表于 2020-2-16 19:50:01 | 只看该作者



学习了   接触膜多一点   离子交换树脂确实萎缩了

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 楼主| 发表于 2020-2-16 20:22:25 | 只看该作者
宜兴大禹 发表于 2020-2-16 16:10
离子交换,是不是污染大一些啊?

相比反渗透工艺,总体来算,污染并不大。
[发帖际遇]: 排泥成功,白云也悠悠+1 金钱. 幸运榜 / 衰神榜

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 楼主| 发表于 2020-2-16 20:23:10 | 只看该作者
响亮的昵称 发表于 2020-2-16 19:50
学习了   接触膜多一点   离子交换树脂确实萎缩了

随着新技术的出现,离子交换有卷土重来的趋势。

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王者水师

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发表于 2020-2-17 12:00:39 | 只看该作者
白云也悠悠 发表于 2020-2-16 20:23
随着新技术的出现,离子交换有卷土重来的趋势。

什么新技术啊?离子交换都没什么项目呢?

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黄金水师

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发表于 2020-2-17 12:55:41 | 只看该作者
水世界蓝天 发表于 2019-3-9 17:47
看来满床实际上是一个相对概念

是指在运行的情况下满床

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黄金水师

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发表于 2020-2-17 13:07:45 | 只看该作者



帝国膜术师 发表于 2020-2-16 14:43
我们探讨一下:

1、“RO比离子交换系统建设费用低” 事实是:“不对。当比较RO与离子交换费用时,必须将 ...

感谢膜术师,这样的讨论越多越好啊

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 楼主| 发表于 2020-2-17 15:07:12 | 只看该作者
宜兴大禹 发表于 2020-2-17 12:00
什么新技术啊?离子交换都没什么项目呢?

并不是什么革命性的新技术,只是一些传统的工艺在细节上的一些改进,比如自动化控制技术、新型可靠的监测手段......

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 楼主| 发表于 2020-2-17 15:09:01 | 只看该作者
solocby 发表于 2020-2-17 13:07
感谢膜术师,这样的讨论越多越好啊

基于技术层面的探讨越多、越激烈越好,大伙都能受益。
可惜坛子里干货层次的东西越来越少,滥竽充数的倒是屡屡出现。

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发表于 2020-2-17 16:20:11 | 只看该作者
solocby 发表于 2020-2-17 12:55
是指在运行的情况下满床

知道啦,谢谢您的回复

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发表于 2020-2-17 16:28:26 | 只看该作者
本帖最后由 虎妞 于 2020-2-17 16:30 编辑
帝国膜术师 发表于 2020-2-16 14:43
我们探讨一下:

1、“RO比离子交换系统建设费用低” 事实是:“不对。当比较RO与离子交换费用时,必须将 ...

层主回复得很认真,但感觉部分内容误解(或曲解)了楼主的意思。
楼主也是资深“膜”头一枚,他会不懂RO的好??
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发表于 2020-2-17 16:29:31 | 只看该作者
响亮的昵称 发表于 2020-2-16 19:50
学习了   接触膜多一点   离子交换树脂确实萎缩了

技术在不断发展,谁敢说“萎缩”之后不会再次崛起??
[发帖际遇]: 虎妞通过水世界签了个大项目,赚了3 金钱. 幸运榜 / 衰神榜
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白银水师

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发表于 2020-2-18 11:35:58 | 只看该作者
白云也悠悠 发表于 2020-2-16 15:13
首先感谢您耐心看完了我写的那么长的东西,而且逐条论证,可见确实费了不少心思。
其实当初写这个东西就 ...

嗯嗯,多多探讨:
关于满室床技术,以前了解过,但是没有用过,严格来讲,它也算不了太新的技术,是罗门哈斯在93年发表的专利技术,国内也有公司在用;离子交换技术进步的发展无外乎两点:①树脂产品性能的发展;②离子交换器形式的发展;
我的理解是:满室床技术主要是对离子交换器的形式进行了创新,当然需要特定型号的一些树脂(均粒树脂,机械强度高,阻力小,流速高)在顺流运行、逆流再生工艺的基础上改进了床型,对于含盐量比较低的自来水或者苦咸水,有一定的优势(预计TDS<100~300ppm),它相对普通的逆流再生工艺,再生效率和再生药剂用量少一些,离交器相对小一些(满床),但是相对于普通的离交器,它需要再外接反洗器(反洗强度高)和树脂移送管道,无形中又增大了设备的复杂程度,而且对树脂要求也比较高(目前多见于进口树脂),总体成本并不低。
以上是我的理解,有实际用过的同学欢迎补充,大家一起交流一下。

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 楼主| 发表于 2020-2-18 16:31:34 | 只看该作者
帝国膜术师 发表于 2020-2-18 11:35
嗯嗯,多多探讨:
关于满室床技术,以前了解过,但是没有用过,严格来讲,它也算不了太新的技术,是罗门 ...

根据我们的测算,TDS在1000mg/L以下,满室床离子交换工艺在投资和运行成本上,都要优于UF+RO工艺。

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白银水师

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发表于 2020-2-18 17:12:52 | 只看该作者
白云也悠悠 发表于 2020-2-18 16:31
根据我们的测算,TDS在1000mg/L以下,满室床离子交换工艺在投资和运行成本上,都要优于UF+RO工艺。

下次有机会我过去看下白云大师类似的案例,咱们好好切磋切磋!

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王者水师

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发表于 2020-2-18 22:46:03 | 只看该作者
白云也悠悠 发表于 2020-2-18 16:31
根据我们的测算,TDS在1000mg/L以下,满室床离子交换工艺在投资和运行成本上,都要优于UF+RO工艺。

你们所指的满室床,是什么样子的?水流方向

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 楼主| 发表于 2020-2-19 08:28:34 | 只看该作者
宜兴大禹 发表于 2020-2-18 22:46
你们所指的满室床,是什么样子的?水流方向

满室床离子交换不是什么新技术,网上有很多这方面的资料。现在做的只是优化系统配置,PLC自控等改进措施。
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