脱盐水是指利用水处理工艺除去悬浮物、胶体以及无机阳离子、阴离子等水中杂质后所得到的成品水。严格意义上的脱盐水意味着水中盐类被全部去除干净，但由于技术方面的原因及制水成本上的考虑，根据不同用途，允许脱盐水中含有微量杂质。

不同的水处理工艺对装置的进水水质有不同的要求，而进水水质直接影响脱盐水的质量。由于受环境变化、水质富营养化、泥沙淤积等因素的影响，原有预处理装置的处理能力已无法满足后续超滤、反渗透等装置的进水要求，故考虑对进水进行深度预处理。

一体化净水装置将沉降反应、斜管重力沉降、无阀过滤3个部分进行了有效结合，提升了沉降和过滤效率，其出水水质最优可达到《城市供水水质标准》(CJ/T 206—2005)和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)的要求。一体化净水装置结构简单、安装方便、运行成本低，有效解决了水质变差带来的问题，可实现脱盐水装置进水的深度预处理^[1]。

(1) 脱盐水处理工艺流程

该水处理系统以多介质过滤器与超滤装置为预处理系统，反渗透装置进行初级除盐处理，混合离子交换器(混床装置)进行最终的除盐处理，其工艺流程如图 1所示。

图 1

初始脱盐水处理工艺流程

(2) 多介质过滤器

多介质过滤器主要是利用石英砂(粒径0.45~0.60 mm)、无烟煤(粒径0.80~1.20 mm)滤除加药后形成的矾花和原水带入的颗粒物，并保证原水经预处理后的淤泥密度指数S_DI≤4.0，以满足后续超滤和反渗透装置对进水水质的要求。

(3) 超滤装置

超滤装置是利用膜分离原理，使用丝径为0.80 mm(内径)/1.30 mm(外径)、厚度1 μm、孔隙孔径0.001~0.100 μm的生物超滤膜，在外界推动力(压力)的作用下截留水中的胶体颗粒，使水和小的溶质离子透过膜，达到对反渗透装置进水进一步净化处理的目的。

(4) 反渗透装置

反渗透装置以压力差为推动力，对膜一侧施加压力，当压力超过溶剂的渗透压时，溶剂便会逆着自然渗透的方向作反向渗透，从而在膜的低压侧得到透过的溶剂(渗透液)，高压侧得到浓缩的溶液(浓缩液)。为防止反渗透装置浓水侧出现结垢等问题，前置了加药系统及5U前置过滤器。

(5) 混床装置

经反渗透装置处理的工艺水通过装有氢型阳离子交换树脂(001x7)和氢氧型阴离子交换树脂(201x7)的混床装置除去水中的阴、阳离子，以达到电导率≤0.2 μS/cm、w(SiO₂)≤20 μg/L的脱盐水指标要求。

一体化净水装置集絮凝、沉降、排污、自动反冲洗等功能于一体，具有结构简单(图 2)、安装方便等特点，可对河道和浅层地表水进行强化预处理，确保原水中的悬浮物及其他影响后续水处理设施正常运行的物质被去除，出水指标达到原水处理系统的入水要求。一体化净水装置有效利用了水处理系统的设计高差，使原水经过自流进入该装置，净化处理的产水同样自流返回水箱，过程中无需增设任何动力设备和操作人员。引入一体化净水装置后的脱盐水处理工艺流程如图 3所示。

图 2

一体化净水装置结构示意

图 3

引入一体化净水装置后的脱盐水处理工艺流程

(1) 管道混合器

聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等高效絮凝剂与原水在管道混合器内充分混合，在多级强烈微旋涡条件下进入混凝反应室，发生高速分解混合反应，以此加强后续的沉降和过滤效果。

(2) 斜管沉降分离

利用斜管沉降器停留时间长、沉降面积大、沉降时间短的优势，经过充分混凝的水与絮凝剂在斜管沉淀反应室内使大粒径物质得到初步分离。

(3) 重力过滤器

重力过滤器由中间水箱、U形管、过滤室、清水箱、虹吸管等组成。经斜管沉淀反应室澄清的水依次通过中间水箱、U形管进入过滤室，水自上而下通过滤料层，依靠滤料的接触凝聚和机械筛除作用，清除水中细小颗粒，得到的清水进入清水箱，作为下游装置的入水。当运行一段时间后滤料层阻力上升至一定数值，由于虹吸管的存在，清水箱内的清水将对重力过滤器进行反洗，直至虹吸被破坏，进入下一个循环。

(4) 虹吸反洗原理：①过滤室中滤料阻力不断上升，通过U形管的配水透过滤料所需要的压力逐渐增大，若此压力超过中间水箱的静压，进水将不再透过滤料，水位会上升至虹吸管的上升管；②当上升管的水位升至辅助管的管口时，水进入虹吸辅助管口落下，水流带走空气，真空度增大，下降管中的液面不断上升，直至上升管与下降管中的水面接触，产生连续虹吸作用；③在虹吸作用下，过滤室中的滤料上部压力骤降，下部清水区中的清水逆向穿过滤板进入滤料层对滤料进行反冲洗，清水箱中清水液位下降；④当清水箱中的水位下降至虹吸破坏管管口时，气体进入虹吸破坏管，虹吸真空被破坏，反洗结束，进入下一个循环。