水處理的節水與鹽污染
淡水資源占地球上水的比例是很少的,絕大部分是海水,地球上
的水蒸發生成云,天上的云中儲存的水是純水,海水蒸發即完成了咸
水到淡水的轉化,云飄到陸地及高山上形成的降雨和降雪即是陸地的
淡水資源,海水的電導率大約是 33x10 3µs/cm 比一般的河水、湖水的
電導率大千倍以上,雨雪水的電導率大約在 5-15µs/cm,根據地質條件
各地的自來水電導率是不一樣的。南方水量充沛自來水電導率較低,
好的地區大約在幾十µs/cm,上海市在 100µs/cm 左右與日本的差不
多。黑龍江流域自來水在 200µs/cm 左右,水質也不錯。京津冀南水
北調的水電導率在 200 多µs/cm,在天津子牙河分流井測的電導率是
244µs/cm、南水北調中線渠首分局實測電導率為 290ms/m,根據季
節電導率有些變化。北京市南水北調供到自來水電導率在 300µs/cm
左右,自來水電導率在 800µs/cm 左右就不太好了,北京以井水為水
源的自來水電導率差不多是這個數值。
有些缺水地區自來水電導率在 1000µs/cm 以上,甚至達到了
1500µs/cm,電導率超過 2000µs/cm 的水源屬于苦咸水不宜飲用。
反滲透水處理一般包括預處理和反滲主機,預處理有砂過濾柱,
活性炭過濾柱和軟水過濾柱。砂過濾柱和活性炭過濾柱需要定期反沖
洗將截流的雜質沖出,將濾料沖松散,再正沖洗、這種正沖和反沖需
要消耗一定量的自來水。軟水過濾需要定期或定流量吸鹽再生樹脂,
這不僅消耗自來水還要消耗氯化鈉(食鹽),根據柱體大小一次消耗十
幾公斤或幾十公斤不等的氯化鈉,這些鹽水通過樹脂將其中吸附的鈣
1鎂離子置換出來變成氯化鈣和氯化鎂排掉,這就造成了鹽污染,,一噸
2000µs/cm 的水中溶解了大約 1 公斤的鹽,那么再生樹脂消耗多少公
斤的鹽排放就會使多少噸以上的水變苦咸水,單是樹脂過濾柱也叫軟
水設備其單獨應用就更廣泛了,包括鍋爐及空調冷卻等等,有些地區地
下水電導率呈逐步上升趨勢,相當程度是由于樹脂再生用鹽的排放造
成的。如何科學的再生樹脂以減少鹽的污染并沒有納入環保監管,這
種鹽污染是看不見的白色污染,它在不知不覺中使地下水電導率上升,
應當進行有效監管、防止軟水設備的濫用、減少鹽污染。
反滲主機是利用逆滲透原理利用反滲膜產出純凈水,其純水中的
離子鹽份通過廢水排放掉了,進水電導率為 300µs/cm,產一半純水排
一半廢水,那么廢水電導率大約為 600 µs/cm 左右,把這廢水再經過
一遍反滲透處理,那么所排廢水電導率大約為 1200 µs/c,這廢水還可
以再利用,經過反滲處理后的廢水電導率為 2400 µs/cm 這就可以排
放了,也可以收集起來作為沖洗廁所用水。
反滲主機的節水就是將能利用的水全利用上,盡可能提高水利用
率,這樣會使反滲主機的進水電導率上升,因為反滲膜的脫鹽率每年
會衰減百分之一左右,這樣會使反滲主機產水水質變差,電導率上升,
這樣單級反滲主機無法達到節水的技術條件,而雙級反滲主機是由兩
個單級直供串聯組成,一級反滲膜產純水再經過二級反滲膜處理,由于
一二級反滲膜脫鹽率互為補償,可以在進水水質較差的情況下產出較
好的純水水質,這需要較高的技術水平,如果技術水平差,那雙級反滲
水機的產水水質還不如單級的好。
中小型的反滲透水處理設備都是單位安裝使用,廣泛應用于各科
研院所醫院及各個單位,水費是單位出的。使用起來也沒有人關心是
否浪費水,而這種設備運行起來嘩嘩地排放廢水到下水道,最典型的就
是醫院,在醫院的血液透析中心、供應室、化驗室、胃鏡室、牙科及
飲用,都安裝了反滲透水處理設備這其中血液透析中心所使用的透析
用水處理設備耗水量最大,根據國內外文獻報道:每透析一人次平均
耗水 500-600 升,而現狀是血透病人越來越多,血透室規模越來越大,
一個二十到三十臺腎機的透析中心年耗水一萬噸左右,年耗再生用鹽
3-5 噸。五十多臺腎機的透析中心年耗水二萬噸左右,年耗再生用鹽
10 噸左右。這是全院的耗水大戶。水費是按全院科室的平均水費,北
京醫院水費是 9.5 元/噸,透析一人次水費在 5 元左右,這個水費沒有計
入透析費用中,透析室也不希望在水處理間安裝水表,醫院也不清楚
這水處理設備究竟消耗了多少水。十多年前,在北京西客站地區有個
民營醫院新建了一個血液透析中心,預計規模 50 臺腎機,當時采購
安裝了一套國產沒有節水功能的五十床透析用水處理設備,前期裝了
20 臺腎機,醫院在使用過程中發現這套透析水處理設備排廢水很多,
太浪費水了。就這裝一個幾噸的水桶、那裝一個幾噸的水桶,把雙級
反滲主機的廢水接到桶里加以利用,用于沖廁所、打掃衛生等非飲用
用途,但是根本接不過來,還是浪費了好多水,后來這個血透中心就
關閉了。
經過十多年的研發和技術改進,國產血液透析水處理的節水技術
以及安全性能、技術水平已經達到世界先進水平,在北京某三甲醫院
3血液透析中心的規模為 50 臺腎機、水源為南水北調供水其電導率為
300 µs/cm 左右,雙級反滲透水處理設備為國產節水型水處理設備,在
雙級反滲透主機的進水處加裝了一塊水表進行實測,在不開節水模式
下運行一天約 10 小時用水 53.45 噸、透析 95 人次,平均透析一人次
耗水 560 升。開啟節水模式,節水值設在 800 µs/cm,時,運行一天約
10 小時,用水 16.92 噸,透析 94 人次,平均透析一人次耗水 180 升,每天
節水 36.28 噸、一年透析按 308 天計算一年可節水 11174 噸。北京醫
院的水費是 9.5 元/噸,節約了水費超過 10 萬元/年。具有節水控制功
能的水處理可節水三分之二,水利用率可達到 85%,這還不算因為反滲
主機節水而減少的預處理沖洗和再生用水。節水了三分之二也就減少
了三分之二的軟水樹脂再生次數及再生用鹽的消耗,大大減少了鹽排
放造成的鹽污染。
在北京東三環垂楊柳地區某二級醫院于2014年11月安裝了國產
節水型透析用水處理設備,一直使用到 2021 年底醫院新大樓建成搬家,
新大樓安裝的是世界著名公司生產的透析用水處理設備,這套德國進
口新安裝的透析用水處理透析純水的水質為 4-5 µs/cm。而老院國產
透析水處理設備則停用了,只是因為院方很忙沒有來得及拆除。轉過
年過完春節,因疫情原因又對老院這套國產節水型透析用水處理設備
進行了消毒并重新投入使用,透析黃碼病人,這套使用了八年的節水型
國產水機從未更換過反滲膜,觸摸屏上顯示已累計運行了三萬四千多
小時,透析純水水質仍維持在 2µs/cm 左右,比新安裝的德國進口的水
機產水水質還要好一個級別,技術水平更是高一個級別。
2021 年 5 月 14 日習近平主席視察南水北調工程發表重要講話:
要求南水北調受水區要節水優先,先節水后調水,先環保后用水……。
天津市節水辦公室已經意識到醫院透析用水處理是耗水大戶,已經開
始要求醫院后勤給透析用水處理設備安裝水表,這是開了個很好的先
例,全國其他城市如山東省及河南省一些城市也要求透析中心安裝水
表并上報用水量。
北京市是南北調的重要受水區域,在冊的二級以上醫院 308 家,其
中 130 家醫院都有血液透析中心,有的三甲大醫院不止一個血液透析
中心,全國有 70 萬人血透病人,北京市共有血透病人 15000 多人,按
透析一人次耗水 550 升來計算,這些人透析一次及耗水 8250 噸水,
按三天透析一次、一年需透析 120 次計算,這些人一年透析耗水 99
萬噸。如果采用節水功能的透析水處理設備就能節水約三分之二,即
可節水 66 萬噸/年,如果北京市的醫院各科室都使用節水型反滲透水
處理設備了,則一年可節約一個昆明湖的水量(約 200 萬噸),此外一年
還可減少近千噸的再生樹脂鹽消耗造成的鹽污染。在京津冀南水北調
受水區,政府招標采購過程中,應該有必要把節水作為重要的加分項,
節水型透析水處理設備要比無節水功能的水處理設備成本要高一些,
但是在使用數年后在其使用壽命內通過所節約的水折成水費,可把采
購成本都掙回來,甚至更多,這是普通無節水功能的水處理無法比擬的,
希望相關部門能重視起來,使得節水型水處理設備能有市場,如果只拼
價格不提節水,那么節水型水處理設備就不會有市場,也就更不會有
人去設計和生產了。
北京圖南醫療設備有限公司
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