离子交换床与反渗透系统经济性比较

离子交换床与反渗透系统经济性比较

对反渗透系统认识的几个误区

人们对反渗透啧啧称道的原因是常常将RO系统与传统的离子交换系统作比较。

RO比离子交换系统费用低

当比较RO与IX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。

RO产生的废液少

当估算系统的废液时，必须将RO产生的大量浓水考虑进去。显然，离交系统水的利用率更高。

RO操作方便

RO是连续式操作，离交系统虽然不是连续式操作，但将系统建成全自动的，操作一样方便

RO可用于高含盐量水源

膜对硬度非常敏感，同时不适用于高硅含量的地方。离子交换可用于高硬高硅的水源。

RO比离交更先进

采用先进的离交系统，离子交换系统仍然是最经济、高效的除盐方法。

离子交换床与反渗透系统比较

本节将就以下几方面对离子交换床系统于反渗透系统作比较：

自用水耗：RO水的利用率在70-75%，即约1/4的水被浪费；而对离子交换床，中等含盐量的自用水耗小于5%。

脱盐率： 离交系统可将几乎所有离子去除。但它不能或只能部分除去非离子物质。RO系统是按分子量将大分子物质除去，而对小分子的Na，Cl，CO2只能部分去除。整体而言，RO是部分除盐工艺，当进水为500ppm时，通过离交一级除盐，出水可达0.2ppm，而一级反渗透的出水为20ppm！如果要达到离交系统的除盐效果，至少要用两级反渗透，而这样成本就非常高。

出水水质：如果出水水质要求为1MΩ.cm，只需使用离子交换床。当然也可使用RO，但如果TDS小于400ppm，RO的费用比离交系统高得多；如果出水水质要求>10MΩ.cm，或硅小于0.01mg/L，就必须使用离交系统，可用离交系统的复床－混床组合，或RO加混床。但RO加混床系统的投资费用高。

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，离交系统“兼容”性更强。

操作简便性：过去，大型离交系统用人工来操作再生等工序，工作量大。而现代离子交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。

操作费用：离交系统只需要简单的酸、碱作再生用的化学试剂；RO的动力费用是离交系统的4-10倍，而且RO需要一些昂贵的药剂如膜清洗剂等。

案例研究

下面将列举大型、中型、小型系统的3个个案将离子交换床与RO系统作比较：（费用以国际市场价作参照）

例1． 大型设备中等含盐量

基本数据：

流量：2*269m3/h， TDS 3.34 meq/L （167 mg/L 以CaCO3计）

年总制水量 10760m3×350天/年

出水水质要求 电导率：1us/cm

硅泄漏：小于30 ug/L，以SiO2计

方案选择：

IX： 强酸－脱气塔－弱碱/强碱 或 RO：两级反渗透（AMBERPACK）

树脂选用：

AMBERJET 1200- AMBERLITE IRA96RF/AMBERJET 4200

RO选用：

薄膜组件加过滤及化学前处理

费用估算

上表为一美国工程公司给出的费用估算

从中可以看出，离交系统的投资成本是反渗透系统的55%。

每立方纯水的费用，离交系统仅为反渗透系统的74％。

例2． 中型设备高含盐量

基本数据：

流量：91m3/h， TDS 6.54 meq/L （327 mg/L 以CaCO3计）

年总制水量 1820 m3×300天/年

出水水质要求 电导率：1us/cm

硅泄漏：小于30 ug/L，以SiO2计

方案选择：

IX：弱酸/强酸－脱气塔－弱碱/强碱或RO：单级反渗透＋混床(AMBERPACK)

树脂选用：

AMBERLITE IRC86RF/AMBERJET 1200- AMBERLITE IRA96RF/AMBERJET 4200

RO选用：

一级反渗透＋混床

费用估算

从操作费用的比较中可以看出，AMBERPACK系统仅为RO的64%。

例3． 小型设备费用比较

流量： 6.25 m3/h

每天制水量： 150m3

给水水质： 进水电导率 650 us/cm

出水水质要求 电导率：1us/cm

硅泄漏：小于30 ug/L，以SiO2计

方案选择：

IX：强酸－强碱（AMBERPACK） 或 RO：2-1-1排列

费用估算

其中，RO的操作费用：夏天为0.87美元/m3纯水，冬天为1.08美元/m3纯水