全膜系統(tǒng)培訓(xùn)資料

1、二批電廠培訓(xùn)資料水中的雜質(zhì)懸浮物 顆粒最大的為懸浮物質(zhì)，粒徑約在10-4mm 以上，肉眼可見。這些微粒主要是由泥沙、粘土、原生動(dòng)物、藻類、細(xì)菌以及有機(jī)物等組成；膠體 其次為膠體物質(zhì)，粒徑在10-410-6 mm。膠體是許多離子和分子的集合物。天然水中的無機(jī)礦物質(zhì)膠體主要是鐵、鋁和硅的化合物，有機(jī)膠體物質(zhì)主要是腐殖質(zhì)溶解物質(zhì) 顆粒最小的是離子和分子，稱為溶解物質(zhì)，粒徑10-6mm，主要是溶解于水中的以低分子存在的溶解鹽類的各種離子和氣體。二批電廠化學(xué)除鹽水系統(tǒng)工藝流程圖系統(tǒng)工藝流程（加混凝劑、助凝劑） 循環(huán)冷卻水塔原水 岸邊補(bǔ)給水泵 管道混合器 一體化凈水器 化學(xué)工業(yè)消防水池 （水溫高于28時(shí)停

2、用加熱器） 超濾產(chǎn)水箱 超濾裝置 盤式過濾器 汽液混合加熱器 超濾升壓泵 超濾反洗水泵 管道混合器 超濾反洗過濾器（加殺菌劑、堿、酸） 超濾產(chǎn)水泵 管道混合器 RO保安過濾器 反滲透高壓泵 反滲透裝置 水環(huán)式真空泵 （加阻垢劑、還原劑） EDI裝置 脫氣膜裝置 EDI保安過濾器 反滲透產(chǎn)水泵 預(yù)脫鹽水箱 主廠房 除鹽水箱 除鹽水泵 化學(xué)清洗箱 輔助廠房取樣加藥站二批電廠主要除鹽設(shè)備簡(jiǎn)介1.一體化凈水器一體化凈水器主要包含兩部分：一是絮凝反應(yīng)沉淀池，二是無閥濾池?？梢酝瓿蓮姆磻?yīng)、絮凝、沉淀、集水、配水、過濾、反洗、排泥等一系列運(yùn)行程序，均可達(dá)到全自動(dòng)運(yùn)行的效果。由DCS自動(dòng)控制也可以就地手動(dòng)操作

3、，另排泥和反洗可以隨時(shí)就地進(jìn)行。2.盤式過濾器本過濾器由50mm的過濾頭為基本單元組成組合式過濾器，其過濾元件由一組帶溝槽的聚丙烯塑料盤構(gòu)成，來水從外面通過疊片，疊片在水力的作用下被緊緊地壓在一起，雜質(zhì)顆粒被截留在相鄰疊片之間的溝槽紋交叉點(diǎn)，經(jīng)過過濾的水從過濾器中流出。盤式過濾器由過濾單元并列組合而成，其過濾單元主要是由一組帶溝槽或棱的環(huán)狀增強(qiáng)塑料濾盤構(gòu)成。過濾時(shí)污水從外側(cè)進(jìn)入，相鄰濾盤上的溝槽棱邊形成的輪緣把水中固體物截留下來；反沖洗時(shí)水自環(huán)狀濾盤內(nèi)部流向外側(cè)，將截留在濾盤上的污物沖洗下來，經(jīng)排污口排出。 盤片在單元內(nèi)為緊密壓實(shí)疊加在一起，上下兩層盤片中間溝槽起到過濾攔截的作用。 原水通過過

4、濾單元時(shí)由外向內(nèi)流動(dòng)，大于溝槽的雜質(zhì)會(huì)被攔截在外部。 盤式過濾器的核心部件是疊放在一起的塑料濾盤，濾盤上有特制的溝槽或棱，相鄰濾盤上的溝槽或棱構(gòu)成一定尺寸的通道，粒徑大于通道尺寸的懸浮物均被攔截下來，達(dá)到過濾效果。該產(chǎn)品在很大程度上可以取代砂濾器等傳統(tǒng)的機(jī)械過濾裝置，其性能優(yōu)越、水電耗遠(yuǎn)低于其他產(chǎn)品。 盤式過濾器在濾盤兩面設(shè)計(jì)了不同結(jié)構(gòu)的棱，這些棱疊加在一起構(gòu)成攔截面，其中曲線棱主要起到攔截并貯存懸浮物的作用，采用外側(cè)略大的敞口設(shè)計(jì)可以保證反沖洗時(shí)無需松開濾盤，在水壓較低時(shí)也能達(dá)到徹底的反沖洗效果；環(huán)狀棱邊確定過濾精度，構(gòu)成水的通道，濾盤可以提供高達(dá)5的過濾精度。 原水進(jìn)入兩層濾盤中間時(shí)，首先

5、順曲線棱向盤內(nèi)流動(dòng)，但是仔細(xì)觀察無法直接進(jìn)入。這時(shí)起過濾攔截作用的是環(huán)形棱，小于環(huán)形棱溝槽尺寸的雜質(zhì)可以沿環(huán)形棱進(jìn)入與內(nèi)部相通的曲線棱，大的雜質(zhì)被攔截下來。 濾盤的獨(dú)特結(jié)構(gòu)還使將污物沖出的反沖洗過程更加簡(jiǎn)單和容易，而不需要復(fù)雜的馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)器等機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)單的水流即可足以將污物沖出濾芯。這種優(yōu)異性能減少了過濾器的反沖洗時(shí)間；同時(shí)由于污物不僅貯存在濾盤組與外殼之間，更多地可以貯存在濾盤組內(nèi)部，所以過濾器可以容納更多的污物。過濾過程1、待處理的污水自進(jìn)水口進(jìn)入過濾單元 2、水流自濾盤組外側(cè)流向?yàn)V盤組內(nèi)側(cè) 3、水流在經(jīng)過環(huán)狀棱構(gòu)成的通道時(shí)，粒徑大于棱高度的顆粒被攔截下來，儲(chǔ)存在曲線棱構(gòu)成的空間、濾盤組與外

6、殼的間隙內(nèi) 4、濾后清水進(jìn)入環(huán)狀濾盤內(nèi)部，經(jīng)出口引出 性能特點(diǎn)1.高效，精確過濾： 盤式過濾器特殊結(jié)構(gòu)的濾盤過濾技術(shù)，性能精確靈敏，確保只有粒徑小于要求的顆粒才能進(jìn)入系統(tǒng)，是最有效的過濾系統(tǒng)；規(guī)格有5、10、20、55、100、130、200等多種，用戶可根據(jù)用水要求選擇不同精度的過濾盤。系統(tǒng)流量可根據(jù)需要靈活調(diào)節(jié)。 2.標(biāo)準(zhǔn)模塊化，節(jié)省占地: 系統(tǒng)基于標(biāo)準(zhǔn)盤式過濾單元，按模塊化設(shè)計(jì),用戶可按需取舍,靈活可變,互換性強(qiáng)。系統(tǒng)緊湊，占地極小，可靈活利用邊角空間進(jìn)行安裝，如處理水量300m3/h左右的設(shè)備占地僅約6m2(一般水質(zhì)，過濾等級(jí)100)。 3.全自動(dòng)運(yùn)行,連續(xù)出水： 在過濾器組合中的各單

7、元之間，反洗過程輪流交替進(jìn)行，工作、反洗狀態(tài)之間自動(dòng)切換，可確保連續(xù)出水;反洗耗水量極少，只占出水量的0.5%；如配合空氣輔助反洗，自耗水更可降到0.2%以下。高速而徹底的反洗，只需數(shù)十秒即可完成 4.壽命長(zhǎng)： 新型塑料過濾元件堅(jiān)固、無磨損、無腐蝕、極少結(jié)垢，經(jīng)多年工業(yè)實(shí)用驗(yàn)證，使用610年也沒有磨損，不會(huì)老化，過濾和反洗效果不會(huì)因使用時(shí)間而變差。 5.高質(zhì)量，維護(hù)量少: 產(chǎn)品符合相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，所有產(chǎn)品在出廠前均經(jīng)模擬工況檢測(cè)和試運(yùn)轉(zhuǎn)，不需專用工具,零部件很少；易于使用,僅需定期檢查，幾乎不需日常維護(hù)。 技術(shù)參數(shù)1運(yùn)行參數(shù) 處理量0.25MPa 出水懸浮粒徑5800反洗流速818m3/h 工作

8、壓力0.081MPa反洗時(shí)間2060秒 工作溫度80反洗水耗30100Kg(單個(gè)過濾頭) pH511.5系統(tǒng)壓損0.0010.08MPa 2設(shè)備材質(zhì) 盤式過濾單元由增強(qiáng)聚酰胺塑料成形制造，防腐耐磨，可承受工作壓力1MPa，過濾盤材質(zhì)為聚丙烯塑料EPDM密封，進(jìn)出水及排水管路有碳鋼聚酯涂襯、工程塑料和不銹鋼三種；閥門有塑料閥或金屬閥；系統(tǒng)配套提供多功能控制盤。 3、濾盤區(qū)分 盤式過濾器的過濾功能由內(nèi)部的濾盤完成，用戶可根據(jù)用水要求選擇不同精度的過濾盤，規(guī)格有5、10、20、55、100、130、200等多種。為了便于安裝使用，不同規(guī)格的濾盤采用不同的顏色來區(qū)分，其顏色分別如下(工業(yè)應(yīng)用中過濾精度

9、一般要求在550微米，所以此處僅列出了部分規(guī)格)： 盤式過濾器2這取決于三個(gè)因素：原水水質(zhì)、過濾等級(jí)、需水流量。(可參閱盤式過濾系統(tǒng)應(yīng)用參考) 1)原水水質(zhì)：分為優(yōu)良、一般、較差、很差四類 A.優(yōu)良水質(zhì)：未被污染的城市自來水、從穩(wěn)定的含水層抽取的井水; B.一般水質(zhì)：循環(huán)冷卻水、水質(zhì)較差的自來水、經(jīng)沉淀處理過的地面水、經(jīng)過有效沉淀和完全生物處理過的排水; C.較差水質(zhì)：從水質(zhì)很差的含水層抽取的地下水、經(jīng)過有效沉淀、但未經(jīng)或經(jīng)很少的生物處理的排水、有微生物大量繁殖的地面水; D.很差水質(zhì)：含鐵較高或較臟的井水、受洪水影響且未經(jīng)沉淀的地面水、懸浮物含量較多的江河水或其他地表水、未經(jīng)處理的排水。 (

10、為保證效果,此類水質(zhì)須進(jìn)行預(yù)處理，可配用輔助的除沙器，進(jìn)水懸浮物含量最高可達(dá)1400g/L；水質(zhì)較復(fù)雜時(shí)-如含鐵錳較高-須經(jīng)曝氣或絮凝等預(yù)處理) 2）過濾等級(jí)直接決定了用水的應(yīng)用。同樣的一套設(shè)備在不同過濾等級(jí)下產(chǎn)水能力可能會(huì)有非常大的差異。設(shè)備材質(zhì)盤式過濾單元由增強(qiáng)聚酰胺塑料成形制造，防腐耐磨，可承受工作壓力1 MPa，過濾盤材質(zhì)為聚丙烯塑料EPDM密封，進(jìn)出水及排水管路有碳鋼聚酯涂襯、工程塑料和不銹鋼三種；閥門有塑料閥或金屬閥；系統(tǒng)配套提供多功能控制盤。 3.汽液混合加熱器汽液混合加熱器為全蒸汽混合式加熱器，進(jìn)氣管路設(shè)氣動(dòng)逆止門、氣動(dòng)調(diào)節(jié)門、手動(dòng)隔離門及疏水排放門。加熱器設(shè)置溫度253，溫度

11、高于28時(shí)報(bào)警，溫度高于30時(shí)自動(dòng)切斷加熱蒸汽。汽液混合加熱器給水母管上設(shè)旁路閥，蒸汽管道設(shè)安全閥和疏水門。4.超濾裝置（UF）超濾簡(jiǎn)稱UF。是利用超濾膜為過濾介質(zhì)，以壓力差為驅(qū)動(dòng)力的一種膜分離過程。在一定的壓力（0.10.7MPa）下，溶劑水和小溶質(zhì)粒子透過膜而到達(dá)低壓側(cè)，大粒子組分被膜阻擋。超濾能夠有效地去除水中的懸浮物、膠體、有機(jī)大分子、細(xì)菌、微生物等雜質(zhì)。從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的?；驹硎窃诔叵乱砸欢▔毫土髁浚貌粚?duì)稱微孔結(jié)構(gòu)和半透膜介質(zhì)，依靠膜兩側(cè)的壓力差作為推動(dòng)力，以錯(cuò)流方式進(jìn)行過濾，使溶劑及小分子物質(zhì)通過，大分子物質(zhì)和微粒子如蛋白質(zhì)、水溶性高聚物、細(xì)菌等被濾膜阻留，從而達(dá)到

12、分離、分級(jí)、純化、濃縮目的的一種新型膜分離技術(shù)。超濾的操作參數(shù)最高進(jìn)水壓力0.25 MPa最高跨膜壓力差0.2Mpa最高反洗壓力0.2Mpa反洗頻率15-60 min反洗時(shí)間30-60 sec化學(xué)加強(qiáng)反洗頻率1-15 day化學(xué)反洗時(shí)間1-10 min化學(xué)清洗頻率60-180 day化學(xué)清洗時(shí)間30-90 min化學(xué)反洗藥品NaClO或H2O2 (200ppm), NaOH（pH2）超濾常見沖洗方法超濾的水力沖洗分為正沖和反沖，超濾的化學(xué)加強(qiáng)洗加藥反洗 浸泡 兩端 反洗，頂反洗底反洗前正沖-頂反洗-底反洗-后正沖頂反洗(加藥)-底反洗(加藥)-浸泡-兩端反洗前正沖 -頂反洗(加藥)-底反洗(加

13、藥)-浸泡-兩端反洗后正沖超濾系統(tǒng)運(yùn)行控制參數(shù)入水壓力入水壓力為超濾膜的入口壓力最高值為0.5MPa，此為膜殼所能承受的最高壓力入水壓力 = 跨膜壓差 + 產(chǎn)水壓力如果產(chǎn)水側(cè)管道較長(zhǎng)，必須采取辦法解決，避免壓力損失過高，產(chǎn)水流量下降問題產(chǎn)水流量在正常系統(tǒng)中，超濾膜壓力損失為0.03-0.06MPa超濾產(chǎn)水流量是在25時(shí)的流量，水溫每下降一度，產(chǎn)水流量下降23%進(jìn)水與產(chǎn)水之間壓差必須0.05MPa,否則，要停機(jī)進(jìn)行人為的加藥反洗直至人工清洗。5.5保安過濾器保安過濾器由過濾容器、濾芯組成。RO保安過濾器和EDI保安過濾器濾芯的孔徑分別為5m和1m。保安過濾器的作用主要是截留水箱防腐層脫落帶來的雜

14、質(zhì)，從而降低進(jìn)水濁度和水中鐵含量，以防其進(jìn)入RO和EDI系統(tǒng)，同時(shí)也可降低SDI值。保安過濾裝置由主要由過濾外殼，過濾濾芯等組成，過濾外殼大部分由R304不銹鋼材料組成，如用在耐酸堿等特殊場(chǎng)合則可采用R316不銹鋼做外殼?？煞譃榉ㄌm式與卡箍式，而法蘭式外殼主要用在過濾流量較大的場(chǎng)合。過濾濾殼中間裝的過濾濾芯主要以PP過濾棉芯為主，有些場(chǎng)合也可選用線繞濾芯或活性炭濾芯。濾芯的安裝數(shù)目可從一支到幾十支不等，主要是根據(jù)處理量的大小來確定。6.反滲透裝置（RO）反滲透簡(jiǎn)稱RO。是一種借助于選擇透過（半透過）性膜的功能，以壓力差為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)，當(dāng)系統(tǒng)中所加壓力大于溶液滲透壓時(shí)，水分子不斷地透過膜，

15、經(jīng)過產(chǎn)水流道流入中心管，然后在出水端流出，復(fù)合膜組件能連續(xù)地除去水中絕大部分無機(jī)鹽和溶解性有機(jī)物、細(xì)菌、病毒等，將其截留在膜的進(jìn)水側(cè)，然后在濃水出水端流出，從而達(dá)到分離凈化目的。反滲透水處理裝置原理 反滲透是在壓力驅(qū)動(dòng)下，水分子通過半透膜，而離子大部分被截留，從而達(dá)到水、離子分離的過程。反滲透水處理裝置-反滲透膜分離技術(shù)的特點(diǎn)：（1）、在常溫不發(fā)生相變的情況下，可以對(duì)溶質(zhì)和水進(jìn)行分離，適用于對(duì)熱敏感物質(zhì)的分離和濃縮；與有相變的分離方法相比，能耗較低。 （2）、雜質(zhì)去除范圍廣，可以去除無機(jī)鹽類、有機(jī)物雜質(zhì)、細(xì)菌、病毒等。 （3）、脫鹽率高，可實(shí)現(xiàn)大于99% （4）、分離裝置簡(jiǎn)單，易操作、控制和維

16、護(hù)。 （5）、對(duì)進(jìn)水水質(zhì)有一定要求，如污染密度指數(shù)（SDI15）5、濁度1.0NTU、保證沒有余氯或類似氧化物等。 在反滲透水處理過程中，SDI值是測(cè)定反滲透系統(tǒng)進(jìn)水的重要標(biāo)志之一；是檢驗(yàn)預(yù)處理系統(tǒng)出水是否達(dá)到反滲透進(jìn)水要求的主要手段。它的大小對(duì)反滲透系統(tǒng)運(yùn)行壽命至關(guān)重要。理想的SDI（15分鐘）值應(yīng)小于3。反滲透相關(guān)基本概念產(chǎn)水-透過液 反滲透的透過液為凈化水，因此也稱為系統(tǒng)產(chǎn)水。濃水-濃縮液 未透過膜的溶液，原水中的溶質(zhì)在其中被濃縮。在水處理反滲透系統(tǒng)中濃水作為廢水排出。脫鹽率 通過反滲透膜從原水中脫除總可溶性雜質(zhì)濃度或特定溶質(zhì)濃度的百分率。 計(jì)算公式為： SR = 100% - Cp/C

17、fm 其中SR為脫鹽率（），Cp 為透過液鹽濃度， Cfm為料液的平均鹽濃度。反滲透預(yù)處理的必要性在反滲透過程中，進(jìn)水的體積在減少，懸浮顆粒和溶解性物質(zhì)的濃度在增加。懸浮顆粒會(huì)沉積在膜上，堵塞進(jìn)水流道、增加摩擦阻力（壓力降）。難溶鹽在超過其飽和極限時(shí)，會(huì)從濃水中沉淀出來，在膜面上形成結(jié)垢，降低RO膜的通量，增加運(yùn)行壓力和壓力降，并導(dǎo)致產(chǎn)水水質(zhì)下降。這種在膜面上形成沉積層的現(xiàn)象叫做膜污染，膜污染的結(jié)果是系統(tǒng)性能的劣化。需要在原水進(jìn)入反滲透膜系統(tǒng)之前進(jìn)行預(yù)處理，去除可能對(duì)反滲透膜造成污染的懸浮物、溶解性有機(jī)物和過量難溶鹽組分，降低膜污染傾向。對(duì)進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理的目的是改善進(jìn)水水質(zhì)，使RO膜獲得可靠的

18、運(yùn)行保證。反滲透進(jìn)水預(yù)處理為了改善反滲透系統(tǒng)的操作性能，在進(jìn)水中可以加入添加下列一些藥劑：1)酸2)堿3)脫氯藥劑 4)阻垢劑和分散劑1) 加酸在進(jìn)水中可以加入鹽酸【HCl】、硫酸【H2SO4】來降低pH。 降低pH的首要目的是降低RO濃水中碳酸鈣結(jié)垢的傾向，2)加堿加堿使用較少，在反滲透進(jìn)水中注入堿液用來提高pH。一般使用的堿劑只有氫氧化鈉【NaOH】，購(gòu)買方便，而且易溶于水。在加堿調(diào)高pH時(shí)一定要注意，pH升高會(huì)增加LSI、降低碳酸鈣及鐵和錳的溶解度。最常見的加堿應(yīng)用是二級(jí)RO系統(tǒng)。在二級(jí)反滲透系統(tǒng)中，一級(jí)RO產(chǎn)水供給二級(jí)RO作為原水。在二級(jí)RO進(jìn)水中加堿有4個(gè)原因：在pH8.2以上，二氧

19、化碳全部轉(zhuǎn)化為碳酸根離子，碳酸根離子可以被反滲透脫除。而二氧化碳時(shí)是一種氣體，會(huì)隨透過液自由進(jìn)入RO產(chǎn)水。對(duì)于下游的離子交換床拋光處理造成不當(dāng)?shù)呢?fù)荷。某些TOC成分在高pH下更容易脫除。二氧化硅的溶解度和脫除率在高pH下更高（特別是高于9時(shí)）。硼的脫除率在高pH下也較高（特別是高于9時(shí)）。3)脫氯 RO進(jìn)水中的游離氯要降到0.05ppm以下，才能達(dá)到聚酰胺復(fù)合膜的要求。 除氯的預(yù)處理方法有兩種，粒狀活性炭吸附和使用還原性藥劑如亞硫酸鈉。脫氯過程的監(jiān)測(cè)可采用游離氯監(jiān)測(cè)儀，用以監(jiān)測(cè)殘余亞硫酸根的濃度，4） 阻垢劑和分散劑阻垢劑是一系列用于阻止結(jié)晶礦物鹽的沉淀和結(jié)垢形成的化學(xué)藥劑。大多數(shù)阻垢劑是一些

20、專用有機(jī)合成聚合物（比如聚丙烯酸、羧酸、聚馬來酸、有機(jī)金屬磷酸鹽、聚膦酸鹽、膦酸鹽、陰離子聚合物等），這些聚合物的分子量在200010000道爾頓不等。 分散劑是一系列合成聚合物用來阻止膜面上污染物的聚集和沉積。分散劑有時(shí)也叫抗污染劑。通常也有阻垢性能。對(duì)于不同的污染物，不同的分散劑的效率區(qū)別很大，所以要知道所對(duì)付的污染物是什么。過量添加阻垢劑/分散劑會(huì)導(dǎo)致在膜面上形成沉積，造成新的污染問題。在設(shè)備停機(jī)時(shí)一定要降阻垢劑及分散劑徹底沖洗出來，否則會(huì)留在膜上產(chǎn)生污染問題。在用RO進(jìn)水進(jìn)行低壓沖洗時(shí)要停止向系統(tǒng)注入阻垢劑及分散劑。所有RO裝置上都配有筒式保安過濾器，保安過濾器是膜和高壓泵的保護(hù)裝置，

21、防止可能存在的顆粒物引起的破壞，是最后一道預(yù)處理手續(xù)。推薦保安過濾器的孔徑不大于5m。SDI值是測(cè)量通過47mm直徑，0.45um孔徑膜的流速衰減。之所以選擇0.45um孔徑的膜，是因?yàn)樵谶@個(gè)孔徑下，膠體物質(zhì)比硬顆粒物質(zhì)（如沙子、水垢等）更容易堵塞膜。 流速的衰減被轉(zhuǎn)換成1到100之間的數(shù)值，即SDI值。SDI值越低，水對(duì)膜的污染阻塞趨勢(shì)越小。從經(jīng)濟(jì)和效率綜合考慮，大多數(shù)反滲透廠家推薦反滲透進(jìn)水SDI值不高于5。7.EDI裝置 EDI又稱電除鹽，該技術(shù)巧妙地將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)相融合，通過陰、陽(yáng)離子交換膜對(duì)陰、陽(yáng)離子的選擇性透過作用與離子交換樹脂對(duì)離子的交換作用，在的氫離子和氫氧根離子對(duì)

22、離子交換樹脂進(jìn)行再生，因此不需酸堿化學(xué)再生而能連續(xù)制直流電場(chǎng)的作用下實(shí)現(xiàn)離子的定向遷移，從而完成水的深度除鹽，同時(shí)水電離解產(chǎn)生取超純水。1.EDI技術(shù)簡(jiǎn)介EDI（Electrodeionization）又稱連續(xù)電除鹽技術(shù)，它科學(xué)地將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)融為一體，通過陽(yáng)、陰離子膜對(duì)陽(yáng)、陰離子的選擇透過作用以及離子交換樹脂對(duì)水中離子的交換作用，在電場(chǎng)的作用下實(shí)現(xiàn)水中離子的定向遷移，從而達(dá)到水的深度凈化除鹽，并通過水電解產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子對(duì)裝填樹脂進(jìn)行連續(xù)再生，因此EDI制水過程不需酸、堿化學(xué)藥品再生即可連續(xù)制取高品質(zhì)超純水，它具有技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，是水處理技術(shù)的綠色革命

23、。2.EDI 工作原理結(jié)構(gòu) EDI由電極、淡水通道、濃水通道構(gòu)成。交替排列的陰陽(yáng)離子交換膜分別構(gòu)成淡水和濃水流道，離子交換樹脂以一定的方式填充于淡水室(顆粒、纖維或編織物)，和陰陽(yáng)電極一起組成了EDI單元。原理 待處理的原水通過淡水室,該室包含陰陽(yáng)離子交換樹脂,陰、陽(yáng)離子交換膜，離子交換樹脂把原水中的陰陽(yáng)雜質(zhì)離子交換掉，從而可以產(chǎn)和高品質(zhì)的水。在模塊的兩端各有一個(gè)電極，一端是陽(yáng)極，另一端是陰極，通入直流電后，在濃水室、淡水室和極水室中都有電流通過。陰極吸引離子交換樹脂中的陽(yáng)離子，陽(yáng)極吸引離子交換樹脂中的陰離子，這樣離子就通過樹脂而產(chǎn)生了遷移，在電勢(shì)的作用下離子通過相應(yīng)的離子交換膜而進(jìn)入濃水室。

24、一旦離子進(jìn)入濃水室后就無法遷回到淡水室了。濃水室由陰膜和陽(yáng)膜構(gòu)成，陽(yáng)膜只許陽(yáng)離子通過，陰膜只許陰離子通過。在電勢(shì)的作用下，陽(yáng)離通過陽(yáng)膜進(jìn)入濃水室后，無法通過陰膜只能留在濃水室中，從而陰離子也只能留在濃水室中，從而達(dá)到了凈化水質(zhì)的作用。同時(shí)，在一定的電流密度下，樹脂、膜、水之間的界面處因產(chǎn)生濃差極化而迫使水分解成H+和OH，從而再生了樹脂。一般認(rèn)為EDI的原理在橫向上可以分為離子交換、直流電場(chǎng)下離子的選擇性遷移和樹脂的電再生3方面。在高純水中,離子交換樹脂的導(dǎo)電性能比與之相接觸的水要高23個(gè)數(shù)量級(jí),所以幾乎全部的從溶液到脂面的離子遷移都是通過樹脂來完成的。水中的離子,首先因交換作用吸附于樹脂顆粒

25、上,再在電場(chǎng)作用下,經(jīng)由樹脂顆粒構(gòu)成的離子傳播通道遷移到膜表面并透過離子選擇性膜進(jìn)人濃水室。同時(shí),在樹脂、膜與水相接觸的界面處,界面擴(kuò)散中的極化使水解離為氫離子和氫氧根離子。它們除部分參與負(fù)載電流外,大多數(shù)又起到對(duì)樹脂的再生作用,從而使離子交換、離子遷移、電再生3個(gè)過程相伴發(fā)生、相互促進(jìn),達(dá)到連續(xù)去離子的目的。在縱向上我們又可以把EDI工作過程由進(jìn)水側(cè)到產(chǎn)水側(cè)分成3部分,靠近進(jìn)水側(cè)稱為飽和區(qū),即這部分區(qū)間里,填充的樹脂已和進(jìn)水的離子發(fā)生離子交換;靠近出水側(cè)的稱為再生區(qū),即在這部分區(qū)間里,出水的大部分離子已經(jīng)除去,少量弱電離離子在這里得到去除,同時(shí)純水在這個(gè)區(qū)間里被電離,生成的H+和OH-得以再

26、生填充的樹脂。在飽和區(qū)和再生區(qū)之間稱為工作區(qū),離子交換和電再生在這個(gè)區(qū)電里趨向平衡。濃水循環(huán)系統(tǒng) 在系統(tǒng)中設(shè)置濃水循環(huán)系統(tǒng),一方面可通過增加濃水室的電導(dǎo)率而減小濃水室的電阻,另一方面濃水室保持較高的流量也可以減少結(jié)垢的可能性.一般保持濃水室的電導(dǎo)率為150-500s/cm。加鹽系統(tǒng) 由于EDI系統(tǒng)原水電導(dǎo)率低,可能達(dá)不到相應(yīng)的濃水電導(dǎo)率,為了保持足夠大的電流通過模塊,以利于離子的定向遷移，必須在濃水室中加入鹽以達(dá)到相應(yīng)的濃水電導(dǎo)率,減少濃水室的電阻。因此系統(tǒng)設(shè)置了加鹽系統(tǒng)。當(dāng)濃水循環(huán)泵啟動(dòng)時(shí)同時(shí)啟動(dòng)。極水排放 小部分循環(huán)的濃水通過極水室后直接排污,極水帶走部分雜質(zhì)離子和電極反應(yīng)的產(chǎn)物,如H2、

27、O2和CL2，一些CL2會(huì)溶解于水中。這樣氧化劑的存在不利回收，并且極水排放量很少故必須把它排污掉。極水排污不回收利用。兩個(gè)電極的極水由濃水補(bǔ)充.(陰極化學(xué)反應(yīng):2H2O+2e-=2OH-+H2,生成氫氣,PH值高,易產(chǎn)生結(jié)垢,水從陰極得到電子,陽(yáng)極反應(yīng): 2H2O=4H+O2+4e-;2CL-=CL2+2e-,生成氧氣,生成氯氣,PH值低,陽(yáng)極從水中得到電子)濃水排放 濃水側(cè)的陽(yáng)離子交換膜PH值很低(H+多),濃水側(cè)的陰離子交換膜PH值很高(OH-離子多),極端的高PH值容易導(dǎo)致結(jié)垢,濃水室保持較高的流速可以減少結(jié)垢,所以設(shè)置濃水循環(huán),同時(shí)濃水室中被濃縮的離子濃度如果超過一定的極限就會(huì)產(chǎn)生結(jié)

28、垢。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生,因此需要少量的濃水排污,排掉的濃水通過濃水補(bǔ)充閥補(bǔ)充。3. EDI系統(tǒng)運(yùn)行影響因素分析EDI作為一項(xiàng)新型的水處理技術(shù),其系統(tǒng)特性和技術(shù)維護(hù)一直是人們予以研究的焦點(diǎn),下面對(duì)EDI系統(tǒng)運(yùn)行中的主要影響因素進(jìn)行分析,包括進(jìn)水電導(dǎo)率、進(jìn)水流量、電壓與電流、水的PH值、溫度及壓力的影響等。3.1進(jìn)水電導(dǎo)率對(duì)脫鹽效果的影響在保證其它條件不變的前提下,隨著原水電導(dǎo)率的上升,脫鹽效果變差。這是因?yàn)檫M(jìn)水電導(dǎo)超過一定范圍后,模塊的工作區(qū)間往下移動(dòng),乃至再生區(qū)消失,工作區(qū)穿透,模塊內(nèi)的填充樹脂大部分呈飽和失效狀態(tài)。同時(shí)水中的離子濃度增加,在電壓恒定不變的情況下,電流增加,從而電離水的過程減

29、弱,相應(yīng)的水電離出的H+,OH-減少,直接導(dǎo)致樹脂的再生變差。這樣,在進(jìn)水水質(zhì)變差的情況下,模塊會(huì)由弱電離子開始慢慢穿透;系統(tǒng)的電流會(huì)增加,因?yàn)榇嬖谒碾婋x現(xiàn)象,在電壓恒定的情況下,電流的上升是非線性的。3.2進(jìn)水流量的影響進(jìn)水流量與EDI模塊的處理能力,進(jìn)水水質(zhì)以及進(jìn)水壓力有關(guān)。在EDI模塊產(chǎn)水能力恒定條件下,進(jìn)水水質(zhì)越差,模塊的單位處理負(fù)擔(dān)就越重,進(jìn)水流量應(yīng)當(dāng)調(diào)節(jié)的越小。在模塊的啟動(dòng)階段,應(yīng)注意當(dāng)瞬間流量過大時(shí),會(huì)造成膜的穿孔,由于模塊中的電子流主要通過填充樹脂傳遞的,所以濃水電流在一定程度上成了影響模塊中電子流遷移的關(guān)鍵。在實(shí)際的試驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn),減少濃水的流量可以提高系統(tǒng)的電流,并且在一

30、定程度上提高水質(zhì)。但是濃水流也并非越小越好,當(dāng)濃水流量過小時(shí)會(huì)導(dǎo)致膜兩側(cè)濃度差過大,而形成濃差擴(kuò)散,影響水質(zhì)。另一方面,由于弱電離子si及其離子態(tài)化合物的溶解度很小,所以容易在低流量的濃水中形成飽和,從而影響弱電離子的去除。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)可以大致得到濃水流量一般為進(jìn)水的5%10%為宜。電極水的作用主要是給電極降溫和帶走電極表面產(chǎn)生的氣體。一般電極水的流量是進(jìn)水的1%左右。當(dāng)電極水過小時(shí),不能及時(shí)帶走電極表面的氣體,會(huì)影響整個(gè)模塊的運(yùn)行。不同進(jìn)水流量時(shí)EDI出水的電導(dǎo)率隨操作電流變化很小,這是因?yàn)樵陔娐飞?淡室中的溶液相與樹脂相是并聯(lián)關(guān)系,由于所填充的離子交換樹脂的導(dǎo)電能力遠(yuǎn)高于電滲析產(chǎn)水,因此樹

31、脂相電阻成為淡室電阻大小的決定因素。離子傳輸主要通過樹脂相進(jìn)行,而在一定的淡水流量范圍內(nèi)流量對(duì)樹脂相電阻影響很小,故膜堆總電流不發(fā)生明顯變化,產(chǎn)水電導(dǎo)率變化也很小,因此進(jìn)水流量對(duì)水解離程度的影響很小。3.3電壓和電流的影響電壓的確定和模塊的設(shè)計(jì)有關(guān),電壓是使離子遷移的動(dòng)力,它使得離子從進(jìn)水中遷移到濃水中,同時(shí)電壓也是電解水用于再生樹脂的關(guān)鍵。在規(guī)定范圍內(nèi)如果電壓過低,會(huì)導(dǎo)致電解水減少,產(chǎn)生的H+和OH-離子不足以再生填充樹脂,同時(shí)電壓太低使得離子的遷移動(dòng)力減弱,最終使模塊的工作區(qū)間下移,產(chǎn)水水質(zhì)變差。如果電壓過高,就會(huì)電解出過剩的H+和OH-,使電流升高的同時(shí)也使離子極化和擴(kuò)散加劇,導(dǎo)致產(chǎn)品水

32、水質(zhì)變差。電壓是否過高可以從電極水出水中的氣泡多少加以判斷。最佳電壓范圍的確定主要由進(jìn)水電導(dǎo)和濃水的流量決定,比如當(dāng)進(jìn)水電導(dǎo)變大,濃水的濃度也變大的情況下由于系統(tǒng)的電阻減少,所以系統(tǒng)的電壓也應(yīng)當(dāng)相應(yīng)的下調(diào)。電流與進(jìn)水電導(dǎo)及總的離子遷移數(shù)有直接關(guān)系?？偟碾x子遷移包括水中原來的離子如Na+,Cl-等,也包括新生成的H+和OH-,而H+和OH-與電壓有直接關(guān)系,所以電壓升高,電流也升高,但是兩者的變化不是線性的,因?yàn)殡娏饕徊糠钟糜陔s質(zhì)離子的遷移,一部分用于水的解離。EDI出水水質(zhì)與操作電壓密切相關(guān)。操作電壓過小則不足以在純水排出之前將離子從淡室移出,電滲析過程和樹脂電再生過程都比較微弱,此時(shí)主要進(jìn)行

33、的是離子交換過程。隨著操作電壓的增大則水解離程度增大、樹脂的再生效果好,使得淡水的電導(dǎo)率下降,當(dāng)操作電壓增加到一定程度時(shí)離子交換過程與樹脂的再生過程達(dá)到了平衡,產(chǎn)水電導(dǎo)率進(jìn)一步下降并趨于穩(wěn)定。但操作電壓過大將引起過量的水電離和離子反擴(kuò)散而降低產(chǎn)水水質(zhì)。所以,建議EDI在適當(dāng)?shù)碾妷合逻\(yùn)行。適當(dāng)增加進(jìn)水流量即增加隔室流速可提高產(chǎn)水水質(zhì)。3.4進(jìn)水的PH值、溫度及壓力的影響進(jìn)水的PH值表示了進(jìn)水中H+的含量,一般進(jìn)水控制在59.5之間。通常情況下PH值偏低是由于CO2的溶解所引起的。由于是弱電離物質(zhì), CO2也是導(dǎo)致水質(zhì)惡化的因素之一,所以在進(jìn)EDI系統(tǒng)之前,一般可以安裝一個(gè)脫碳裝置,使得水中的CO

34、2控制在5mg/L以下。水中PH值和CO2存在一定溶解關(guān)系,理論上當(dāng)ph10時(shí),去除效率最佳,對(duì)于弱電離子Si,也是同樣的道理,因?yàn)楣杷岬膒ki是9.8。高PH值有助于去除弱電離子,但是前提是必須在進(jìn)EDI系統(tǒng)前除去Ca+,Mg+等離子。溫度對(duì)系統(tǒng)壓力,產(chǎn)水電阻有直接影響。通常EDI的進(jìn)水溫度應(yīng)控制在535之間,最佳溫度是在25左右。溫度的降低會(huì)使水的活性降低,即水中離子的布朗運(yùn)動(dòng)減弱,宏觀上表現(xiàn)為水的黏性增加,系統(tǒng)壓力上升。離子遷移減弱的另一個(gè)結(jié)果是離子和填充樹脂及膜的交換速度降低,濃差極化將成為影響速度的瓶頸。而且膜的交換能力一般也隨著溫度的下降而降低。如果溫度上升,則會(huì)表現(xiàn)出大致相反的現(xiàn)

35、象。此時(shí)水中的離子活性增加,運(yùn)動(dòng)劇烈,水的電導(dǎo)相應(yīng)增加,此時(shí)如果給定電壓不變的話,電流就會(huì)上升。當(dāng)溫度超過一定溫度以后,產(chǎn)水水質(zhì)會(huì)逐漸變壞,這主要是由于離子和填充樹脂、離子交換膜的交換過程受離子活性等影響而減弱,所以進(jìn)水溫度低時(shí),我們要適當(dāng)提高電壓,以增加離子遷移的動(dòng)力和更有效的電離水分子;而當(dāng)我們使用相對(duì)溫度較高的進(jìn)水來運(yùn)行時(shí),也可以以節(jié)能降低電壓的方式來取得同樣的出水水質(zhì)。壓力的變化和控制是使得EDI模塊能夠正常運(yùn)行的另一個(gè)重要因素。通常情況下產(chǎn)品水的壓力濃水壓電極水壓。這樣才能有效防止?jié)馑當(dāng)U散污染產(chǎn)品水的現(xiàn)象。壓力的變化還是判斷EDI模塊是否被污染,管路是否被堵的有效手段。特別是當(dāng)濃水進(jìn)出口壓力差變大時(shí),常伴隨的問題是濃水管路有堵,此時(shí)就需要人為的清潔管路,進(jìn)行化學(xué)清洗或其他手段來降