工业给水排水工程中，除盐水系统的设计需结合原水水质、用水点对水质的要求（如电阻率、硬度、有机物含量等）、用水量及后续工艺特性，确保系统稳定运行、出水达标且经济合理。以下是除盐水系统设计的核心要点： 一、水质分析与目标确定 原水水质全分析 需检测原水的关键指标：硬度（钙、镁离子）、碱度、溶解固形物（TDS）、电导率、pH 值、浊度、悬浮物（SS）、有机物（COD、BOD、TOC）、胶体、微生物、重金属离子（如铁、锰）等。 分析结果作为选择预处理工艺和除盐工艺的核心依据，例如高硬度原水需强化软化处理，高有机物原水需增加活性炭吸附或氧化工艺。 出水水质目标 根据工业用水需求明确指标，如锅炉补给水要求电阻率≥0.5-10 MΩ・cm（25℃）、硬度≈0、SiO₂≤0.02 mg/L；电子行业可能要求电阻率≥18 MΩ・cm（超纯水）。 需参考相关行业标准（如《工业锅炉水质》GB/T 1576），避免过度处理导致成本浪费。 二、预处理系统设计 预处理的目的是去除原水中的悬浮物、胶体、有机物、微生物、余氯等，保护后续除盐设备（如反渗透膜、离子交换树脂），延长其寿命。 常规预处理单元 混凝澄清 / 沉淀池：通过投加混凝剂（如 PAC）、絮凝剂（PAM），去除悬浮物和胶体，降低浊度至≤1 NTU。 过滤器： 多介质过滤器（石英砂 + 无烟煤）：进一步去除细小颗粒，浊度降至≤0.5 NTU； 精密过滤器（5-10 μm 滤芯）：作为反渗透系统的保安过滤，防止颗粒物划伤膜元件。 软化处理： 对于高硬度原水（总硬度＞5 mmol/L），采用钠离子交换器或加药软化（如投加碳酸钠），降低硬度至≤0.03 mmol/L，避免后续设备结垢。 有机物与余氯去除： 活性炭过滤器：吸附有机物、余氯（余氯需降至＜0.1 mg/L，防止氧化反渗透膜）； 紫外线杀菌：杀灭微生物，避免膜污染或树脂污染。 特殊预处理需求 高铁 / 锰原水：需增加曝气 + 锰砂过滤器，将 Fe²⁺、Mn²⁺氧化为沉淀去除； 高硅原水：预处理中需控制 pH 值（如加碱），避免硅在后续膜系统中析出。 三、除盐核心工艺选择 根据水质目标和成本，选择单一或组合工艺，常见方案包括： 离子交换法 原理：利用树脂对阴阳离子的交换吸附（阳床除阳离子，阴床除阴离子，混床深度除盐）。 适用场景：小规模用水、水质波动大或对出水电阻率要求中等（0.5-5 MΩ・cm）的情况。 设计要点： 树脂选型：阳树脂选 001×7 强酸型，阴树脂选 201×7 强碱型，混床用均粒树脂提高交换效率； 再生系统：配套酸碱储存、计量、再生设备，注意防腐设计（如采用 PVC 或玻璃钢管道）； 避免树脂污染：预处理需严格去除有机物、胶体，防止树脂 “中毒”。 反渗透（RO）+ 后续工艺 原理：RO 膜截留水中 99% 以上的离子、有机物和微生物，出水电阻率约 1-10 MΩ・cm（视原水而定），常作为深度除盐的前级。 适用场景：中大规模用水，结合后续工艺可满足高水质要求（如 RO + 混床、RO+EDI）。 设计要点： 膜元件选型：根据原水盐度选低压膜（低盐度）或海水膜（高盐度），考虑抗污染膜（如抗有机物、抗胶体）； 运行参数：控制回收率（一般 75%-85%，避免浓水侧结垢）、操作压力（根据膜型号和水温调整）、进水 pH（7-8 可减少膜降解）； 清洗系统：设计在线清洗（CIP）装置，定期用酸、碱或酶清洗剂处理，恢复膜通量。 电去离子（EDI）技术 原理：通过电场作用，利用离子交换树脂和离子交换膜实现连续脱盐，无需再生，出水电阻率可达 15-18 MΩ・cm。 适用场景：替代混床，用于对水质要求高（如电子、医药）且追求自动化的系统，需与 RO 联用（RO 出水作为 EDI 进水，TDS 需＜50 mg/L）。 设计要点： 控制进水 CO₂含量（需＜5 mg/L，否则影响 EDI 效率，可通过 RO 前加碱脱除）； 配套电源和浓水循环系统，确保电流稳定。 四、系统布局与辅助设计 工艺流程优化 合理串联单元：预处理→保安过滤→RO→EDI / 混床→产水储存，避免流程迂回导致压力损失或污染风险。 考虑回用：浓水（如 RO 浓水）可用于厂区绿化、冲洗等，降低水耗。 设备选型与布置 泵类：根据系统压力和流量选耐腐蚀泵（如不锈钢、玻璃钢材质），RO 高压泵需匹配变频控制，适应流量波动； 储罐：产水箱采用不锈钢材质（避免污染），设液位计和溢流保护，预处理水箱可选用混凝土或 FRP 材质； 管道与阀门：预处理用 UPVC 或碳钢（防腐），除盐后管道用 304/316 不锈钢，阀门选卫生级隔膜阀或球阀。 自动化与监控 关键参数监控：原水 / 产水 / 浓水电导率、流量、压力、pH 值、液位等，超标时自动报警或停机； 自动控制：RO 的启停、冲洗，EDI 的电源调节，离子交换树脂的再生周期自动触发，减少人工干预。 防腐与安全设计 酸碱储存区设防腐地面（如环氧地坪）和围堰，防止泄漏污染； 设备间通风良好（尤其是酸碱间和 RO 设备间），避免有害气体积聚； 设置应急排水系统，连接至厂区污水处理站。 五、经济性与运行维护 成本控制 初期投资：RO+EDI 系统高于离子交换，但长期运行中无需酸碱消耗，适合大规模用水； 运行成本：计算药剂（混凝剂、酸碱、阻垢剂）、电费、树脂 / 膜更换费用，优化回收率以降低浓水处理成本。 维护方案 制定预处理设备反洗周期（如过滤器每日反洗）、膜 / 树脂清洗周期，避免过度污染； 定期校验仪表（如电导率仪），确保数据准确。 总之，除盐水系统设计需平衡水质达标、运行稳定性与经济性，结合具体行业需求和原水特性个性化配置，同时注重环保与安全规范。
