EDI技術介紹、設計參數(shù)及運行

1、.EDI技術介紹、設計參數(shù)及運行 什么是EDI？ 電除鹽法（Electrode ionization）又被稱作填充床電滲析，簡稱EDI。它利用電滲析過程中的極化現(xiàn)象對離子交換填充床進行電化學再生，集中了電滲析和離子交換法的優(yōu)點，克服了兩者的弊端。 EDI技術是離子交換和電滲析技術相結合的產物，因此EDI的除鹽機理具有很強的離子交換和電滲析的工作特征。 離子交換除鹽過程： 所謂離子交換就是水中的離子和離子交換樹脂上的功能基團所進行的等電荷反應。它利用陰、陽離子交換樹脂上的活性基團對水中陰、陽離子的不同選擇性吸附特性，在水與離子交換樹脂接觸的過程中，陰離子交換樹脂中的氫氧根離子（OH）同溶解在水中

2、的陰離子（例如CI等）交換，陽離子交換樹脂中的氫離子（H）同溶解在水中的陽離子（例如Na等）交換。從而使溶解在水中的陰、陽離子被去除，達到純化的目的。 電滲析脫鹽過程： 電滲析技術利用多組交替排列的陰、陽離子交換膜，這種膜具有很高的離子選擇透過性，陽膜排斥水中陰離子而吸附陽離子，陰膜排斥水中的陽離子，而吸附陰離子。在外直流電場的作用下，淡水室中的離子做定向遷移，陽離子穿過陽膜向負極方向運行，并被陰膜阻攔于濃水室中。陰離子穿過陰膜而向正極方向運動，并被陽膜阻攔于濃水室中。從而達到脫鹽的目的。 EDI的脫鹽過程： EDI的核心實際上就是在電滲析的淡水室填裝了陰、陽離子交換樹脂，見示意圖。 EDI的

3、脫鹽過程： EDI的這種結構上的變化，使淡水室的脫鹽過程發(fā)生了質的變化，EDI的這種結構特點確保了它在運行過程中能同時進行著三個主要過程：1、在直流電場作用下，水中電解質通過離子交換膜發(fā)生選擇性遷移； 2、陰陽離子交換樹脂對水中電解質進行著離子交換，并構成“離子通道”；3、離子交換樹脂界面水發(fā)生極化所產生的H和OH對交換樹脂進行著電化學再生。 EDI對離子的脫除順序與離子交換樹脂對離子的吸附順序相同，如上圖所示。同時我們可以這樣認為，在EDI組件中的離子交換樹脂，沿淡水流向按其工作狀態(tài)可以分為三個層面，第一層為飽和樹脂層，第二層為混合樹脂層，第三層為保護樹脂層。飽和樹脂層主要起吸附和遷移大部電

4、解質的作用，混合樹脂層則承擔著去除弱電解質等較難清除的離子的任務，而保護樹脂層樹脂則處于較高的活化狀態(tài)，它起著最終純化水的作用。 EDI組件的形式：v 板框式（IONPURE、E-Cell）v 螺旋卷式 （OMEXELL EDI技術相對離子交換技術的優(yōu)點：v 無需酸堿再生，環(huán)保安全v 膜堆式設計，占地面積小v 無酸堿儲存和運輸費用v 不間斷連續(xù)運行，不需要因再生而停機v 操作簡單，安全v 運行費用和維護成本低廉v 產水水質高且穩(wěn)定 EDI技術的運用領域：v 電廠化學水處理v 電子、半導體、精密機械行業(yè)超純水v 制藥工業(yè)工藝用水v 精細化工、精尖學科用水v 其他行業(yè)所需的高純水制備v EDI組件

5、的特點： 專利的螺旋卷式結構EDI組件的優(yōu)點： Ø 高硬度耐受能力：螺旋卷式結構EDI的專利濃水流態(tài)設計不同于傳統(tǒng)板框式EDI的同向流動設計。這種獨特的流態(tài)設計使得其元件可以更好地消除引起結垢的因素，使其對進水硬度的要求放寬到2ppm(CaCO3計)。因而在有些應用場合可以省去其他EDI所必需的軟化器或者二級反滲透，降低用戶的投資。Ø 可更換性：EDI是唯一可以方便更換樹脂和膜的EDI產品。該特點大大延長了EDI的使用壽命，可以顯著降低用戶的運行成本。Ø 完全無滲漏：螺旋卷式結構EDI與傳統(tǒng)板框式所采取的多層機械密封方式不同，EDI簡單通過頂蓋和底蓋就能可靠地實現(xiàn)

6、密封，消除板框式EDI常見的滲漏問題。 EDI組件的優(yōu)點： 低能耗：EDI的結構設計減少了陰極和陽極之間的距離，因而降低了去除離子所需的能耗，同時配備專利的整流器，使其比傳統(tǒng)EDI節(jié)能達64%。 樹脂配比定制：EDI針對水質特點，可以為用戶量身定制不同的樹脂配比，以滿足各種不同的需求。 低維護費用：螺旋卷式結構EDI由于結垢傾向小，清洗頻率大大降低，而且不需要象傳統(tǒng)板框式那樣經常緊固螺母。 經濟：EDI與傳統(tǒng)混床相比，EDI運行費用相對較低，是傳統(tǒng)混床真正的經濟替代產品。EDI組件進水水質要求 EDI組件操作參數(shù) EDI裝置回收率和進水硬度的關系 EDI裝置運行流程示意圖EDI裝置運行程控步序

7、表 EDI裝置設備的選型1、EDI給水泵選型 流量：EDI產水流量/EDI回收率 揚程：0.30.7MPa2、EDI組件數(shù)量 根據(jù)裝置產水量確定。EDI210型建議每只組件設計產水量不超過2m3/h，EDI316型建議每只組件設計產水量不超過2.5m3/h 每套裝置組件數(shù)量超過4只，建議選用雙數(shù)只組件3、EDI濃水泵選型 流量：EDI210型按0.7m3/h×組件數(shù)量計，EDI316型按1.0×組件數(shù)量計 揚程：0.20.25MPa4、EDI加鹽裝置選型 加鹽計量泵：按在濃水中加入150ppmNaCl計算，NaCl濃度按20%計 加鹽計量箱：在濃水中連續(xù)加入100ppmNa

8、Cl時，24小時的儲量5、整流器選型 電流：按每個回路8A計；電壓：單組件回路按250VDC計，雙組件回路按350VDC計 EDI前級系統(tǒng)設計1、單級反滲透 當原水TDS小于300ppm時，EDI前處理可采用一級反滲透系統(tǒng) 反滲透進水pH宜控制在8.08.5之間，可通過在反滲透進水中加NaOH實現(xiàn) 采用加堿調節(jié)反滲透進水pH時，同時要注意反滲透濃水的LSI值，防止反滲透濃水側結垢2、二級反滲透 當原水TDS大于300ppm時，EDI前處理應該采用二級反滲透系統(tǒng) 第二級反滲透進水pH宜控制在8.59.0之間，可通過在二級反滲透進水中加NaOH實現(xiàn) 采用加堿調節(jié)反滲透進水pH時，同時要注意反滲透濃

9、水的LSI值，防止反滲透濃水側結垢3、脫氧膜 在電子級純水系統(tǒng)中往往需要采用脫氧膜除去水中的溶解氧 脫氧膜在除氧的同時，大約能脫除水中45%的溶解CO2，因此將脫氧膜系統(tǒng)設置在RO系統(tǒng)和EDI系統(tǒng)之間，能有效提高EDI裝置的產水品質 EDI裝置啟動前的檢查內容1、EDI前處理系統(tǒng)運行正常，EDI進水符合設計要求；2、排水系統(tǒng)已經準備完畢；3、PLC程序已經輸入；4、電路系統(tǒng)檢查已完成，機泵運行正常；5、管路系統(tǒng)連接完成并清洗干凈。 EDI裝置啟動的基本步驟1、啟動EDI給水泵，裝置灌滿純水2、設置淡水流量3、啟動濃水循環(huán)泵4、設置濃水排放流量以及極水流量,調節(jié)淡水補充水閥門5、設置淡水、濃水進

10、口壓力6、設置淡水、濃水出口壓力7、啟動加鹽計量泵8、等濃水電導率達到150us/cm以上，啟動整流器9、調節(jié)加鹽計量泵的加入量，使?jié)馑妼史€(wěn)定在150600 us/cm之間 EDI裝置需設置和調整的參數(shù)1、產水流量；（設計通量）2、濃水循環(huán)流量；（每只組件0.31.0 m3/h ）3、極水排放量；（每只組件5070L/h ）4、濃水排放量；（產水量/回收率-產水量-極水排放量）5、進水壓力；（7bar）6、進水側淡濃水壓差；（ 0.40.7bar）7、出水側淡濃水壓差；（0.40.7bar）8、加鹽計量泵注入量；（保持濃水電導率穩(wěn)定）9、操作電流；（26A）EDI裝置需設置的連鎖和報警點E

11、DI裝置的運行程序1、EDI裝置置于手動控制模式；2、設置和調整好所有的流量、壓力、電流和連鎖值；3、將EDI裝置置于自動控制模式。為了使EDI裝置持續(xù)生產高純水，必須滿足四個條件。它們包括：合格的進水水質，足夠運行的電流，合適的流量以及濃淡水壓力差。上面的任一條件不滿足，裝置將難以穩(wěn)定的生產高純水。 運行數(shù)據(jù)的紀錄1、下面參數(shù)至少每二小時紀錄一次Ø 淡水進口壓力（MPa） 濃水進口壓力（MPa） 淡水出口壓力（MPa）Ø 濃水出口壓力（MPa） 濃水排放流量（m3/h） 濃水循環(huán)流量（m3/h）Ø 濃水電導率（s/cm） 極水排放流量（m3/h） 淡水流量（m3

12、/h）Ø 裝置電流（A） 整流器電壓（V） 產水電阻（M.cm）Ø 進水電導率（s/cm） 產水溫度（ºC）2、下面參數(shù)建議每周測定一次Ø 進水硬度（mg/l） 進水CO2（mg/l） 進水硅含量（mg/l） 系統(tǒng)的日常維護Ø 每天巡檢離心泵，檢查電機溫度；同時檢查水泵的密封Ø 定期校準壓力表和流量表Ø 定期檢查自動閥門，是否有漏水、漏氣現(xiàn)象Ø 每天檢查EDI裝置管道和組件是否有泄漏現(xiàn)象Ø 定期檢查EDI的接線情況，防止接線松動Ø 按要求紀錄運行參數(shù)，根據(jù)產水水量、壓力和產水水質判斷故障并進行處

13、理MEDI裝置工作時采用了高壓整流器，因此裝置必須嚴格接地，同時嚴禁非專業(yè)人員檢修電氣故障。系統(tǒng)的故障分析現(xiàn) 象可能存在的原因修正措施EDI膜組件的壓力降太大EDI膜組件被污染查出污染原因，采取相應的清洗方法流量太大根據(jù)操作指導中的要求調整流量膜組件的壓力降較小流量太小根據(jù)操作指導中的要求調整流量產水流量太小EDI膜組件被污染查出污染原因，采取相應的清洗方法閥門開度設置不正確檢查并且保證所有應該打開的閥處于開啟狀態(tài)、并調整閥門開度流量儀出問題檢查流量儀，保證正確運行進水壓力太低確定并且解決這一問題產水水質較差進水水質超出了允許范圍檢查進水水質，CO2濃度過高是影響產水水質的常見原因電極接線不正

14、確立即將系統(tǒng)卸載，更正線路。個別膜組件濃淡水接口錯位關閉錯接膜組件進出口閥，更正接管。一個或多個的膜組件沒有通電檢查整流器的分組輸出電流，接線電阻?？傠娏魈蜋z查濃水的電導值是否太低，檢查組件是否發(fā)生結垢，此外還需檢查整流器。一個或多個的膜組件電流太低或太大檢查膜組件接線是否將分組串聯(lián)接線錯為并聯(lián)接線。濃水的壓力較產水高重新設置濃水壓力，使其低于淡水壓力之間0.040.07MPa。詳見操作指導濃水電導率過低水的回收率低檢查濃水排放流量，可能太高。進水電導率下降向濃水中添加鹽以提高其水的電導率加鹽系統(tǒng)確認計量容器中有鹽溶液，確認計量泵的動力電源正常，確認計量泵處于正常工作狀態(tài)。濃水流量過低濃水泵

15、確認濃水泵已啟動且空氣已排凈膜組件被污染檢查污染原因，采取相應的清洗方法。閥門檢查濃水泵旁路閥門的設置濃水排放流量過低閥門檢查濃水排放閥門的設置在自動狀態(tài)下系統(tǒng)不能運行濃水泵不啟動排除接線錯誤可能；將泵置于手動狀態(tài)重新啟動，正常后轉換為自動控制；淡水流量太低淡水未送來；淡水閥門開度設置不正確；產水出口閥門未開啟；流量開關值設置不正確接線存在問題。濃水排放流量過低濃水排放閥門開度設置不正確；流量開關值設置不正確；濃水循環(huán)流量過低濃水泵空氣未排凈；濃水閥門設置不正確；流量開關值設置不正確；濃水旁路閥開度過大。整流器無輸出整流器沒有處于自動狀態(tài)整流器沒有接通電源整流器間歇式出現(xiàn)故障整流器內部溫度過高

16、整流器內部空氣內部的風扇沒有轉動；風扇外面的過濾網或者格柵的孔洞被堵死。EDI組件的再生 在組件長時間停運、運行電流設置不當、進水水質不合格等情況下，EDI組件內的樹脂可能失效，造成出水水質變差。這時候需要采用大電流再生來恢復樹脂的除鹽性能，保證EDI產水合格。 再生時應將再生運行電流提高到比正常運行電流大2A左右； 調節(jié)極水排放量至每只組件100150L/h； 其他參數(shù)和正常運行時一致； 在以上條件下運行812小時即完成EDI組件的再生。EDI裝置長時間停機的維護v 將EDI膜組件中的水排放干凈，使膜組件中不存在死水。v 關閉所有的EDI裝置的進出口閥門，以保證膜組件內部的潮濕度。v 長時間

17、關閉后重新投入運行，EDI膜組件可能需要再生，再生時間約為812小時。在準備裝置長時間停機過程中，整流器輸出電源必須關閉。并且整流器輸入電源也應處于關閉狀態(tài) 。一般情況下，每半年應對EDI膜組件進行一次清洗，這因為，一些程度較小、時間較短的偏離操作條件的操作會引起輕微的結垢，但隨著時間的增加而會連續(xù)積累。一旦達到較嚴重的程度再進行清洗，通常很難被去除。 需要進行清洗的原因：v 由于硬度引起EDI膜組件濃室的結垢。v EDI膜組件內離子交換樹脂或者膜受到無機物的污染。v EDI膜組件內離子交換樹脂或者膜受到有機物的污染。v 生物對EDI膜組件以及系統(tǒng)管道的污染。v 以上各種污染的綜合情況。清洗藥

18、劑的選擇1）酸性配方2%鹽酸溶液v 適用范圍：清除濃水室和淡水室中的無機物結垢。2）堿性配方5%氯化鈉+1%氫氧化鈉溶液v 適用范圍：清除組件內的有機物污染。3）氧化性配方0.04%過氧乙酸+0.2%雙氧水溶液v 適用范圍：清除組件內的嚴重生物污染清洗藥劑應采用分析純試劑?；瘜W清洗的注意事項1）在進行化學清洗時，必須保證整流器輸入輸出電源處于關閉狀態(tài)；2）清洗藥劑均具有強腐蝕性，操作時應穿戴全套防護用品，避免和藥劑直接接觸； 3）EDI裝置的整個化學清洗過程需要數(shù) 個小時； 4）EDI組件清洗后必須經過再生才能投入正常使用。5）必要時可采用多種清洗劑清洗，且每次清洗后，應排盡清洗劑，用EDI進水將系統(tǒng)沖洗干凈， 才可再用另一種清洗劑清洗?；瘜W清洗的操作過程1）按停機程序關閉EDI裝置，關閉裝置上的所有閥門； 2）將清洗裝置進出口和EDI裝置清洗進出口連接，打開EDI清洗進出口閥門；3）在清洗溶液箱中按