全离子交换、反渗透+离子交换、二级反渗透和反渗透+电除盐工艺，它们均能用于制取锅炉补给水，但由于它们各自的特点，同时不同类型的锅炉对补给水要求也有不同，因而各有其应用范围。
1、中压锅炉补给水对纯水要求及相应水处理工艺
中压锅炉补给水对离子硬度、电导率、二氧化硅等有一定要求，具体水质指标如表一。
表一 中压锅炉补给水主要水质指标
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序号 |
项 目 |
单位 |
数值 |
|
1 |
总硬度 |
μmol/l |
≤1 |
|
2 |
电导率 |
μs/cm |
≤5 |
|
3 |
二氧化硅 |
μg/l |
≤100 |
为达到要求的纯水水质，水处理工艺可以采用全离子交换法、反渗透+混床法、二级反渗透法和反渗透+电除盐法，以下为四种工艺比较。
表二 四种水处理工艺比较
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工艺 |
产水电导率 |
投资成本 |
运行成本 |
操作维护 |
环境保护 |
|
全离子交换 |
低 |
低 |
高 |
复杂 |
差 |
|
反渗透+离子交换 |
低 |
适中 |
低 |
复杂 |
较差 |
|
二级反渗透 |
较低 |
略高 |
低 |
简单 |
好 |
|
反渗透+电除盐 |
低 |
高 |
低 |
复杂 |
好 |
在全离子交换中，由于离子交换再生，需大量酸碱，因而存在大量废再生液的排放，严重污染环境；在环保要求日趋严格的大环境下，其应用会日趋受到限制。在反渗透+离子交换工艺中，虽然反渗透除去了进水中的极大部分盐分，离子再生过程所需酸碱耗量大大减少，但仍有废酸碱再生液排放，污染环境，因而其应用相对受到限制；在反渗透+电除盐工艺中，一级反渗透产水经常不能达到电除盐装置的进水要求，因而需二级反渗透产水作为电除盐装置的进水，使投资成本大幅升高，因而其应用也相对受到投资成本的限制。而二级反渗透工艺中，虽然二级反渗透产水电导率相对较高，但对于中压锅炉补给水水质标准来说，它已能达到要求，且其整个工艺中，无酸碱处理过程，使其具有操作环境好、环保等优点。
2、二级反渗透处理工艺
本系统可分为预处理、一级反渗透、二级反渗透三部分，简要流程如下：
外网原水 ® 预处理 ® 一级反渗透 ® 二级反渗透 ® 外供纯水
预处理
预处理装置的主要作用是使外网原水经处理后，达到反渗透装置对进水水质的要求，如表三。
表三 反渗透装置主要进水水质指标
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序号 |
项 目 |
单位 |
数值 |
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1 |
浊度 |
NTU |
＜1 |
|
2 |
SDI |
|
＜4 |
|
3 |
余氯 |
mg/l |
＜0.1 |
反渗透装置的传统预处理为多介质过滤器和活性炭过滤器，主要利用过滤器内的介质如石英砂等截留进水中的悬浮物、胶体杂质，降低出水浊度；利用过滤器内装填的活性炭吸附进水中的余氯、有机物等，使预处理产水水质达到反渗透装置的进水水质要求。
超滤膜过滤精度大大优于传统的石英砂过滤精度，因而使超滤装置具有产水浊度低等优点。但超滤膜具有过滤精度高的优点，导致超滤膜易受到污染，过滤性能不易恢复，使其应用受到限制；目前，随着可反冲超滤装置的出现，使受污染的超滤膜性能易得到恢复，从而使超滤装置在反渗透装置的预处理中广泛应用成为可能。下表为二种预处理工艺比较。
表四 二种预处理工艺比较
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工艺 |
产水浊度 |
SDI |
设备投资 |
占地面积 |
|
传统过滤 |
＜1 |
＜4 |
较低 |
大 |
|
超滤 |
＜0.1 |
＜2 |
较高 |
小 |
超滤装置以其优良的产水水质，有效保护了后继反渗透膜的被污染速率；从而保证了反渗透设备的稳定运行，延长了反渗透设备使用寿命。
一级反渗透
反渗透装置是本系统的核心部分，经反渗透装置处理的水，能去除绝大部分无机盐、有机物、微生物、细菌等。
反渗透装置是根据不同的水量要求，由多支反渗透膜元件组合而成；反渗透膜元件由多片反渗透膜组合而成；目前工业上常用的反渗透膜为聚酰胺复合膜，该类膜由三层材料复合而成（4），表面层为聚酰胺膜，表面孔径10A左右，厚度约2000A，该超薄分离层为反渗透膜的核心层，原水进水中的极大部分盐类、细菌、有机物等截留主要由该分离层完成；中间层为高透水性的聚砜微孔膜，其孔径为150A左右，用于支撑表面薄膜；最底层为无纺布，它为整个膜片提供高强度。
酰胺复合膜元件，具有较大的膜面积，相对较大的产水通量，对NaCl、CaCl2、MgCl2等盐类具有99％以上的脱盐率；由该类元件组成的反渗透装置一般脱盐率达到98%以上。
二级反渗透
当一级反渗透产水不能达到终端用水水质要求时，可用二级反渗透进一步处理。
由于反渗透膜不能脱除溶于水中的二氧化碳，通常在二级反渗透装置进水中加入少量NaOH，用于调节进入PH值，使二氧化碳转化为碳酸氢根，被反渗透膜除去，以降低终端出水电导率。
二级反渗透产水能达到下表要求：
表五 二级反渗透产水水质
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序号 |
项 目 |
单位 |
数值 |
|
1 |
总硬度 |
μmol/l |
≈0 |
|
2 |
电导率 |
μs/cm |
≤5 |
|
3 |
二氧化硅 |
μg/l |
≤100 |
注：原水电导率≤3000μs/cm的水质。
从上表可见，二级反渗透产水水质完全能达到中压锅炉对补给水水质要求。
3、应用实例
四川某有限公司2×75m3/h纯水站
原水：地表水，电导率620-710μs/cm；
处理工艺：预处理+二级反渗透
使用状况：
预处理出水浊度＜1NTU，SDI＜4，余氯＜0.1PPm，达到反渗透装置进水要求；
一级反渗透装置性能：产水电导率10-12μs/cm，脱盐率>98%；
二级反渗透装置性能：产水电导率1.1-1.9μs/cm。
整套系统性能完全达到用户对产水要求。
内蒙某化工有限公司80m3/h纯水站
原水：地下水，电导率550-570μs/cm；
处理工艺：预处理+二级反渗透
使用状况：
预处理出水浊度＜1NTU，SDI＜4，余氯＜0.1PPm，达到反渗透装置进水要求；
一级反渗透装置性能：产水电导率9-11μs/cm，脱盐率>98%；
二级反渗透装置性能：产水电导率0.9-1.6μs/cm。
整套系统性能完全达到用户对产水的要求。
4、结论
二级反渗透工艺由于具有高脱盐率、自动化程度高、环保等优点，且其产水水质能达到锅炉补给水要求，因而二级反渗透技术在制取中压锅炉补给水中的应用必然越来越广。