1、问题的提出
我国沿海地区由于受海水影响，地表水的水质指标处于海水、淡水之间，俗称“阴阳水”。通常硬度在6～9mmol/L的水为硬水，硬度高于9mmol/L的水为极硬水，硬水与极硬水不宜作为锅炉用水的原水，而“阴阳水”不仅硬度很高，碱度、氯离子含量均很高，且“阴阳水”水质变化较大，受气候影响，水质一年四季都有变化，受海水涨落的影响，水质在一天之内都有变化，我市沿海地区“阴阳水”水质指标详见表1采样分析报告。
我市沿海地带的锅炉用水由于无其它水源，不得不采用“阴阳水”，由于技术、经济等多种原因，目前大部分企业采用传统的钠离子交换软化法进行处理，虽然能降低部分硬度，但处理后的水质尚不能满足锅炉给水标准要求，实际情况是：一方面排污率很大，浪费大量燃料，另一方面锅炉结垢严重，不能保证工厂安全及生产的需要，如某厂一台10t/h锅炉由于采用“阴阳水”作为锅炉用水，锅炉结垢厚度达8~ 14mm，致使锅炉爆管频繁，最频繁时爆管10次之多，严重影响工厂的安全生产。针对上述情况，笔者通过对沿海地带在用锅炉进行运行跟踪统计，以及对锅炉内、外部检验情况分析后，提出了比较适用的水处理方案，并进行了实践。
2、“阴阳水”水处理模式及技术经济比较分析
为使锅炉给水水质符合GB 1576 - 2001《工业锅炉水质》标准，对目前采用的几种水处理方式进行技术经济比较分析，情况如下。
2.1 水的预处理
(1)机械过滤+吸附式过滤处理法
采用机械过滤器将水中粗大悬浮物除去后，再采用吸附剂（一般为活性炭）进行吸咐处理，该方案不仅可以除去水中粗大悬浮物、部分胶体微粒，而且可除去水中的大部分有机物，在理论上是可行的，但该法受原水水质波动影响较大，出水水质难以稳定，而“阴阳水”的特点恰恰是水质波动较大，且价格昂贵的吸附剂因运行消耗较高需定期添加更换，再生操作工艺要求高，因此运行成本相对较高，在经济上不可行。
(2)化学混凝+沉淀澄清+机械过滤法
该法系用聚合铝为混凝剂，粘土为助凝剂，对“阴阳水”进行混凝处理，经沉淀、过滤后，可将水中的悬浮物、胶体除去，由于聚合铝受水温影响较小，水的pH值适应范围广，对水的适应性较强，混凝效果较小，一定程度上满足了“阴阳水”的水质变化较大的特点，因此在理论上是可行的。
该方法一次投资较机械过滤+吸附过滤处理法少，设备占地面积较小，安装施工周期短，运行成本低（处理每吨水仅几分钱），因此在经济上也是可行的。
2.2 除盐处理
(1)钠离子交换法
采用钠离子交换法，只能除去钙、镁离子，不能除去碱度和Cl-离子，处理后水质在实际运行中难以满足锅炉用水标准要求，如“阴阳水”仅采用该法处理后进入锅炉，不仅锅炉结垢严重，影响安全运行，而且锅炉运行排污率将高达30%，由此引起燃料损失高达每蒸吨1.7万元／年，该法在经济上不可行。
(2)氢钠离子部分除盐法
该法不仅可除去水中硬度，而且可除去水中碱度，在理论上是可行的，但由于“阴阳水”硬度、碱度高，变化范围广，使该法设备投资大，运行参数调整频繁，出水水质难以稳定，且运行成本高，每吨水运行成本为1.5～2元，在经济上不可行。
(3)阴阳离子交换法
该法采用阴阳离子交换的原理，将水中几乎所有的溶解盐分全部除去，出水水质好，无须其它软化装置，在理论上是可行的。
但该法因其设备、管道须耐酸、耐碱，且阴树脂价格远高于阳树脂．设备投资大，由于采用盐酸和烧碱再生，加上盐酸运输和储存极为不便，每吨水的运行成本高达4元以上，因此运行费用高，工业锅炉水处理采用该法极不经济。
(4)电渗析+钠离子交换法
该方法先采用电渗析器除去50%～90%的盐分，如“阴阳水”水质最差时硬度高达22. 6mmol/L，如除去90%的盐分，则经电渗析器处理后硬度剩下2.3 mmol/l，再用钠离子交换器处理，处理后的水质能满足GB 1756标准要求，因此在理论上是可行的。
电渗析除盐是一种极为灵活的除盐方法，其除盐程度可根据“阴阳水”水质变化的特点而设定，一般采用两组电渗析器运行，在“阴阳水”水质较好时，可用电渗析器并联运行，在“阴阳水”水质较差时，可用二级电渗析器串联运行，无论“阴阳水”水质好或差时，均能将水中50%~90%盐分除去，另外，电渗析还具有以下优点：
①能耗低
将原水中的盐分除去70%以上，每吨水运行成本只有0.2元。
②耗酸量低
电渗析器在脱盐过程中不需要酸、碱液，仅在清洗时需要少量酸液进行清洗，耗用药剂少，污染小，利于环保。
③设备紧凑耐用，相对费用低。
电渗析器是用塑料隔板、离子交换膜及电极组装而成的，其耐蚀和耐化学污染性较好，隔板和膜乡层叠加而成，结构紧凑耐用，占地小，同时由于其对进水水质要求不高，所以预处理辅助设备少，设备投资相对较少。
④电渗析控制程序可根据电导率自动检测装置的在线测试数据，通过微机自动调整运行参数，以保证出水水质符合设计要求，避免人工操作失误，从而大大提高系统运行的稳定性。
综上所述，从设备投资及运行成本综合比较，对“阴阳水”处理采用水的预处理+电渗析除盐+钠离子交换软化处理这套方案较为合理。
3、实际采用的方案及运行情况评析
我市沿海某厂2000年新上36蒸吨的锅炉，拟上一个50 t/h的水处理车间，考虑到“阴阳水”的水质特点，设备投资成本及运行成本，采用以下具体的处理方案：
“阴阳水”作为原水经过机械式水力循环加速，澄清塔到斜板沉淀池到双流式机械过滤器，将“阴阳水”中悬浮物及胶体除去，经过预处理后的水，至EDR电渗析器进行除盐处理，最后经钠离子交换器处理使之达到锅炉水质标准要求。
综合三年来的运行情况，统计分析如下：
(1)该方案包括水的预处理，电渗析除盐及钠离子交换全套设备及安装费用总计62万元，相对于阴、阳离子除盐法投资要求低，安全性好，自动化程度高。
(2)该方案的运行成本包括混凝剂的费用、电渗析除盐耗电费用，电渗析器酸洗费用，钠离子交换器再生盐耗费用及各种动力设备的电费，实际运行成本在0.5~0.7元／吨，比氢钠离子部分除盐法及阴阳离子除盐法的实际运行成本要低。
(3)适应“阴阳水”水质变化大、盐分高的特点，水处理效果好。
“阴阳水”经预处理后，混浊度由原水的8～38mg/L，下降至0.6~1.Img/L，基本满足了锅炉用水对悬浮物的要求。
“阴阳水”经预处理后，通过电渗析除盐去除70%~90%的盐分，使原水的总硬度由5—22. 6mmol/L下降到1.5～2.3mmol/L，总碱度由3.1～10.5 mmol/L下降到1.0～2.Immol/L，电渗析除盐后的水经过钠离子交换器处理后硬度小于0. 03 mmol/L，达到了锅炉用水标准要求，电渗析器处理后的出水水质情况如表2。
(4)采用EDR，克服了普通电渗析器出现的极化现象。
普通电渗析器在运行过程中，会出现极化现象，且易在膜面上结垢，使脱盐效果变差。针对这一缺点，本方案采用频繁倒极电渗析装置即EDR，该装置操作稳定，采用分极倒极的程序控制，每隔15~30min倒换极一次，同时调换浓、淡水路系统，实行全自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢，以确保离子交换膜的长期稳定性及出水的水质和水量。
(5)采用微机控制，实现自动化操作。
用电导率仪测试经电渗析器处理后的水（简称淡水）的电导率经数模转换器，将模拟信号转换为数字信号，输入计算机中，在计算机中设定淡水的电导率在300~ 600μs/cm（因电导率与含盐量、硬度无线性比例关系，300~ 600μs/cm电导率其硬度在1．5~2. 5mmol/L，该类比只做参考之用），如淡水的电导率高于或低于上述设定值，测计算机自动调整电渗器的电源电流、电压，使淡水电导率在设定值区间（具体程序如图1）。
用电导率仪测试经预处理后的水，根据电导率的大小由计算机自动调整电渗析器的电流、电压，还可以通过计算机来控制阀门自动切换电渗析器的串联、并联方式，使“阴阳水”无论其总硬度高或低时都能经电渗析器处理后达到设定的电导率值。
另外，还可以用计算机来自动控制倒极时间，实行浓、淡水自动切换，使EDR自动化。
(6)锅炉达到安全、经济的运行目的。
采用该方案后，该炉运行了近3年，其间未出现因水质原因而引起的事故，经过2次内部检验，锅炉内部基本无水垢。由于锅炉内无水垢，与原来的锅炉相比，一年可节约煤炭折合人民币60万元，达到了安全、经济运行的目的。
4、结束语
采用电渗析器和水的预处理、钠离子交换串联全流程对“阴阳水”进行处理，具有一次性投资省、运行费用低、安装周期短、运行操作方便、环境污染小、出水水质稳定、自动化程度高的优点，尤其是对含盐量大、水质指标波动较大的原水，经济效益更佳，目前己被实践证明，取得了良好的社会和经济效益。
