一、前言

经过40多年的发展，离子交换技术在工业水处理领域越来越成熟。人们通常认为其化学试剂消耗大造成环境污染，手工操作增大劳动强度，因此有部分系统被反渗透系统（RO）所取代。但随着高效率的离子交换系统――AMBERPACK满室床的出现，情况有所改变。但由于人们脑海中一些并不正确的概念，使人们还常常认为RO系统优于离子交换。本文试图将国内外收集的一些资料作比较，来看一看AMBERPACK满室床与RO系统的真实情况。

二、AMBERPACK满室床特点

AMBERPACK满室床是罗门哈斯的专利技术，1993年在美国推出后，新建系统约1/3采用该技术，并在95-97年的国际水会议上发表了应用报告[1][2][3][4]。文章列举了使用AMBERPACK满室床技术与AMBERJET均粒树脂结合使用的优点在于：

l           简单：AMBERPACK满室床设计简单，费用小于同类系统

l           优质：只通过AMBERPACK满室床（一级除盐），其出水电导率通常在0.1- 1.0us/cm之间

l           可反洗：只在需要时反洗，通常只需一年一次

l           废液少：由于多项技术的组合，使其产生的废液少于其他逆流再生系统

l           例证：系统遍布5大洲。许多世界级工程公司将AMBERPACK系统优先推荐给客户

l           可大可小：水处理项目，小到2m3/小时，大到500m3/小时，都可采用AMBERPACK满室床系统

l           与RO比较：给水小于500ppm（以CaCO3计），AMBERPACK满室床系统比RO系统经济许多

给水介于500-1000ppm（10-20meq/L），如果考虑重碳酸根和硅的话，AMBERPACK仍是赢家。

下文将给出详细的比较数据。

三、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。AMBERPACK满室床改变了这种对比状况：

我们常听说：“RO比离子交换系统费用低”

事实是：“不对。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。”

我们常听说：“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。显然，离交系统水的利用率更高。”

我们常听说：“RO操作方便”

事实是：“不对。RO是连续式操作，离交系统虽然不是连续式操作，但将AMBERPACK系统建成全自动的，操作一样方便”

我们常听说：“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。AMBERPACK可用于高硬高硅的水源。”

我们常听说：“RO比离交更先进”

事实是：“不完全正确。如果采用先进的离交系统（比如AMBERPACK），离子交换系统仍然是最经济、高效的除盐方法。”

四、AMBERPACK满室床与反渗透系统比较

本节将就以下几方面对AMBERPACK满室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AMBERPACK满室床，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AMBERPACK满室床。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AMBERPACK离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。

五、案例研究

下面将列举大型、中型、小型系统的3个个案将AMBERPACK满室床与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

上述实例证明，无论除盐系统大小，AMBERPACK系统比RO系统在投资和操作费用方面都低。

[参考文献]

[1]Miyake，etc,”Co-current IonExchange vs AMBERPACK”, IWC-95-32

[2]Williams, etc,”Economica Advantages of a Packed Bed Retrofit”, IWC-96-45

[3]Watson, etc, “AmocoChemical Company AMBERPACK Retrofit Increases

Production and Reduces Operationg Cost”, IWC-97-61

[4]”Successful Experience of AMBERPACK”, IWC-97-14