EDI設(shè)計及工程運用

1、EDI設(shè)計及工程運用上海立源水處理技術(shù)有限責(zé)任公司EDI原理和基礎(chǔ)EDI技術(shù)介紹技術(shù)介紹什么是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(xué)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(shù)是離子交換和電滲析技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)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。 EDI技術(shù)介紹技術(shù)介紹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技術(shù)介紹技術(shù)介紹EDI的脫鹽過程： EDI的這種結(jié)構(gòu)上的變化，使淡水室

2、的脫鹽過程發(fā)生了質(zhì)的變化，EDI的這種結(jié)構(gòu)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(zhì)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(zhì)進行著離子交換，并構(gòu)成“離子通道”；3、離子交換樹脂界面水發(fā)生極化所產(chǎn)生的H和OH對交換樹脂進行著電化學(xué)再生。 PS：電解質(zhì)在樹脂中的遷移速率比在水中高：電解質(zhì)在樹脂中的遷移速率比在水中高2到到3個數(shù)量級個數(shù)量級EDI技術(shù)介紹技術(shù)介紹EDI的脫鹽過程： 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

3、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解質(zhì)的作用，混合樹脂層則承擔(dān)著去除弱電解質(zhì)等較難清除的離子的任務(wù)，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技術(shù)介紹技術(shù)介紹產(chǎn)水（淡水）： 流經(jīng)淡水室的水流，出水即產(chǎn)品水 濃水： 流經(jīng)濃水室的水流極水： 流經(jīng)極水室的水流。極水分陽極水和陰極水，陽極水含有氯氣和氧氣；陰極水含有氫氣。EDI技術(shù)介紹技術(shù)介紹EDI技術(shù)相對離子交換技術(shù)的優(yōu)點：v無需酸堿再生，環(huán)保安全v膜堆式設(shè)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

4、成本低廉v產(chǎn)水水質(zhì)高且穩(wěn)定EDI技術(shù)介紹技術(shù)介紹EDI組件的形式：v板框式（IONPURE、E-Cell）v螺旋卷式 （DOW）常見常見EDI生產(chǎn)廠家生產(chǎn)廠家常見常見EDI生產(chǎn)廠家生產(chǎn)廠家常見常見EDI生產(chǎn)廠家生產(chǎn)廠家常見常見EDI生產(chǎn)廠家生產(chǎn)廠家常見常見EDI生產(chǎn)廠家生產(chǎn)廠家常見常見EDI生產(chǎn)廠家生產(chǎn)廠家EDI工藝設(shè)計EDIEDI技術(shù)的運用領(lǐng)域：技術(shù)的運用領(lǐng)域：v電廠化學(xué)水處理v電子、半導(dǎo)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(xué)科用水v其他行業(yè)所需的高純水制備不同領(lǐng)域的產(chǎn)水要求：不同領(lǐng)域的產(chǎn)水要求：v制藥用水（蒸餾機進水）：電阻率2M.cmv中壓鍋爐補給水：電阻率0.2M.

5、cm；SiO2 100ppbv高壓及臨界鍋爐補給水：電阻率5M.cm；SiO2 20ppbv化工、鋼鐵工藝用水：電阻率0.13M.cm；SiO2 20ppbv電子級超純水：電阻率1015M.cmv芯片級電子超純水：電阻率18M.cmPS：電阻率是電導(dǎo)率的倒數(shù) 電阻率（M.cm）=1/電導(dǎo)率（s/cm） 理論上絕對純水的電阻率為18.24 M.cm（25 ）工業(yè)純水工藝演變：EDI和混床工藝的比較：EDI和混床工藝的比較：EDI和混床工藝的比較：EDI和混床工藝的比較：EDI和混床工藝的比較：項 目指 標(biāo)備 注TEA（含CO2）25ppm(CaCO3)PH值6.0 9.0硬度濃水LSI -2.0

6、CaCO3 計SiO2 0.5 ppmTOC 0.5 ppm 余氯 0.05 ppmFe、Mn、H2S 0.01 ppmCO23ppm油脂未檢出EDI進水指標(biāo)：進水指標(biāo)對EDI的影響：1、硬度：濃水側(cè)結(jié)垢，和碳酸濃度密切相關(guān)2、弱電解質(zhì)：碳酸和硅比強電解質(zhì)更難去除3、有機物：污染樹脂，清洗不能恢復(fù)4、重金屬：污染樹脂，清洗不能恢復(fù)EDI技術(shù)的局限性：v對進水硬度要求高，需要軟化或雙級反滲透；v對弱電解質(zhì)脫除能力不足，往往需要利用雙級反滲透脫除堿度，以提高對硅等更弱的電解質(zhì)的脫除率；v樹脂容易受到有機物污染，元件壽命短；v一旦樹脂性能下降，更換元件代價太高DOW-EDI系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計DOW

7、-EDI組件進水水質(zhì)要求 DOW-EDI系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計DOW-EDI組件操作參數(shù) DOW-EDI系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計DOW-EDI裝置回收率和進水硬度的關(guān)系 進水硬度EDI向濃水循環(huán)補加NaCl后的（以CaCO3計算）回收率電導(dǎo)率（S/cm）0.00.595%150-6000.51.090%150-6001.01.585%150-6001.52.080%150-600DOW-EDI系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計EDI裝置運行流程示意圖DOW-EDI系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計EDI裝置運行程控步序表狀態(tài)序號12345679步序啟動1啟動2啟動3運行預(yù)停1預(yù)停2預(yù)停3停機EDI給水泵EDI濃水泵加鹽計量泵整

8、流器電源時間1-2min10-20S20-30S5-10S5-10S1-2min流速運 行停機運行步驟2、程序轉(zhuǎn)換時所需考慮的緩沖時間應(yīng)在實際編程時進行考慮。泵閥狀況表1、整流器電源應(yīng)該等濃水電導(dǎo)率達到150us/cm以上再打開。備注DOW-EDI系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計EDI裝置設(shè)備的選型1、EDI給水泵選型流量：EDI產(chǎn)水流量/EDI回收率揚程：0.30.7MPa2、EDI組件數(shù)量根據(jù)裝置產(chǎn)水量確定。EDI210型建議每只組件設(shè)計產(chǎn)水量不超過2m3/h，EDI316型建議每只組件設(shè)計產(chǎn)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

9、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100ppmNaCl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DOW-EDI系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計EDI前級系統(tǒng)設(shè)計1、單級反滲透當(dāng)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(diào)節(jié)反滲透進水pH時，同時要注意反滲透濃水的

10、LSI值，防止反滲透濃水側(cè)結(jié)垢2、二級反滲透當(dāng)原水TDS大于300ppm時，EDI前處理應(yīng)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(diào)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(cè)結(jié)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(shè)置在RO系統(tǒng)和EDI系統(tǒng)之間，能有效提高EDI裝置的產(chǎn)水品質(zhì)DOW-EDI系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計裝置設(shè)計圖例裝置設(shè)計圖例 3個t=62.52個2個t=102個t=302個t=45t=40L=4

11、505個7個L=35065個L=4106個L=350t=25t=15t=32.53SAUTO RESET3SAUTO RESETt=20L=350SK31015T6TSK210t=3050TEXELLTMKC-200Lt=203SAUTO RESET3SAUTO RESETDOW-EDI系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計工程現(xiàn)場的工程現(xiàn)場的EDI裝置裝置 青島恒源諸城外貿(mào)DOW-EDI裝置的運行裝置的運行EDI裝置啟動前的檢查內(nèi)容1、EDI前處理系統(tǒng)運行正常，EDI進水符合設(shè)計要求；2、排水系統(tǒng)已經(jīng)準(zhǔn)備完畢；3、PLC程序已經(jīng)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。DOW

12、-EDI裝置的運行裝置的運行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(shè)置淡水流量3、啟動濃水循環(huán)泵4、設(shè)置濃水排放流量以及極水流量,調(diào)節(jié)淡水補充水閥門5、設(shè)置淡水、濃水進口壓力6、設(shè)置淡水、濃水出口壓力7、啟動加鹽計量泵8、等濃水電導(dǎo)率達到150us/cm以上，啟動整流器9、調(diào)節(jié)加鹽計量泵的加入量，使?jié)馑妼?dǎo)率穩(wěn)定在150600 us/cm之間 EDI裝置需設(shè)置和調(diào)整的參數(shù)1、產(chǎn)水流量；（設(shè)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(chǎn)水量/回收率-產(chǎn)水量-極水排放量）5、進水壓力；（7bar

13、）6、進水側(cè)淡濃水壓差；（ 0.40.7bar）7、出水側(cè)淡濃水壓差；（0.40.7bar）8、加鹽計量泵注入量；（保持濃水電導(dǎo)率穩(wěn)定）9、操作電流；（26A）DOW-EDI裝置的運行裝置的運行EDI裝置需設(shè)置的連鎖和報警點設(shè)置點濃水流量過低設(shè)定值0.3m3/h/支膜組件連鎖內(nèi)容激活報警信號；EDI裝置轉(zhuǎn)為待啟動狀態(tài)低于低流量設(shè)定值5秒鐘，激活報警和連鎖。裝置進入工作狀態(tài)時，流量應(yīng)持續(xù)高于最低設(shè)定值5秒鐘，整流器具備啟動條件。設(shè)置點排放流量過低 （極水和濃排水）設(shè)置值濃排水65L/h/支膜組件，極水40L/h/支膜組件，連鎖內(nèi)容激活報警信號；EDI裝置轉(zhuǎn)為待啟動狀態(tài)低于低流量設(shè)定值5秒鐘，激活

14、報警和連鎖。裝置進入工作狀態(tài)時，流量應(yīng)持續(xù)高于最低設(shè)定值5秒鐘，整流器具備啟動條件。設(shè)置點最低濃水電導(dǎo)值設(shè)定值150S/cm激活報警檢查并調(diào)整濃水排放流量和鹽溶液加入量。再生期間，濃水電導(dǎo)率將會高出設(shè)置點，短時間高濃度濃水對膜元件不會構(gòu)成破壞，但持續(xù)時間太長將容易引起結(jié)垢。連鎖延時在激活報警之前，高電導(dǎo)率條件必須維持30秒鐘。EDI裝置連鎖裝置連鎖1、連鎖延時2、連鎖延時連鎖內(nèi)容3、DOW-EDI裝置的運行裝置的運行OMEXELLTMEDI裝置的運行裝置的運行EDI裝置需設(shè)置的連鎖和報警點（續(xù)）設(shè)置點產(chǎn)水流量過低設(shè)定值1.5 m3/h激活報警信號EDI裝置轉(zhuǎn)為待啟動狀態(tài)低于低流量設(shè)定值5秒鐘，

15、激活報警，60秒激活連鎖。裝置進入工作狀態(tài)時，流量應(yīng)持續(xù)高于最低設(shè)定值30秒鐘，整流器具備啟動條件。設(shè)置點濃水泵未能啟動設(shè)定值沒有電機啟動運行的信號連鎖內(nèi)容激活報警連鎖期間操作者應(yīng)該立即查找存在的問題。設(shè)置點EDI裝置產(chǎn)水出口壓力過高設(shè)定值正常產(chǎn)水出口壓力+0.03MPa連鎖內(nèi)容激活報警連鎖延時設(shè)置點EDI裝置濃水泵進口壓力過高設(shè)定值正常濃水出口壓力+0.03MPa連鎖內(nèi)容激活報警連鎖延時設(shè)置點鹽計量箱液位過低設(shè)定值距離容器底部最小距離為7cm激活報警，關(guān)停計量泵。操作者給計量器中添加鹽溶液。連鎖期間EDI裝置處于工作狀態(tài)4、連鎖內(nèi)容連鎖延時5、6、7、8、連鎖內(nèi)容EDI裝置的運行程序1、ED

16、I裝置置于手動控制模式；2、設(shè)置和調(diào)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。M為了使EDIEDI裝置持續(xù)生產(chǎn)高純水，必須滿足四個條件。它們包括：合格的進水水質(zhì)，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(chǎn)高純水。 。DOW-EDI裝置的運行裝置的運行運行數(shù)據(jù)的紀錄1、下面參數(shù)至少每二小時紀錄一次淡水進口壓力（MPa）濃水進口壓力（MPa）淡水出口壓力（MPa）濃水出口壓力（MPa）濃水排放流量（m3/h）濃水循環(huán)流量（m3/h）濃水電導(dǎo)率（s/cm）極水排放流量（m3/h）淡水流量（m3/h）裝置電流（A）整流器電壓（V）

17、產(chǎn)水電阻（M.cm）進水電導(dǎo)率（s/cm）產(chǎn)水溫度（C）DOW-EDI裝置的運行裝置的運行運行數(shù)據(jù)的紀錄2、下面參數(shù)建議每周測定一次進水硬度（mg/l）進水CO2（mg/l）進水硅含量（mg/l） DOW-EDI裝置的運行裝置的運行DOW-EDI的維護和故障分析的維護和故障分析系統(tǒng)的日常維護每天巡檢離心泵，檢查電機溫度；同時檢查水泵的密封定期校準(zhǔn)壓力表和流量表定期檢查自動閥門，是否有漏水、漏氣現(xiàn)象每天檢查EDI裝置管道和組件是否有泄漏現(xiàn)象定期檢查EDI的接線情況，防止接線松動按要求紀錄運行參數(shù)，根據(jù)產(chǎn)水水量、壓力和產(chǎn)水水質(zhì)判斷故障并進行處理MEDI裝置工作時采用了高壓整流器，因此裝置必須嚴格接

18、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)現(xiàn) 象象可能存在的原因可能存在的原因修正措施修正措施EDI膜組件被污染查出污染原因，采取相應(yīng)的清洗方法流量太大根據(jù)操作指導(dǎo)中的要求調(diào)整流量膜組件的壓力降較小流量太小根據(jù)操作指導(dǎo)中的要求調(diào)整流量EDI膜組件被污染查出污染原因，采取相應(yīng)的清洗方法閥門開度設(shè)置不正確檢查并且保證所有應(yīng)該打開的閥處于開啟狀態(tài)、并調(diào)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進水水質(zhì)超出了允許范圍檢查進水水質(zhì)，CO2濃度過高是影響產(chǎn)水水質(zhì)的常見原因電極接線不正確立即將系統(tǒng)卸載，更正線路。個別膜組件濃淡水接口錯位關(guān)閉錯接膜組件進出口閥，更

19、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(dǎo)值是否太低，檢查組件是否發(fā)生結(jié)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(chǎn)水高重新設(shè)置濃水壓力，使其低于淡水壓力之間0.040.07MPa。詳見操作指導(dǎo)水的回收率低檢查濃水排放流量，可能太高。進水電導(dǎo)率下降向濃水中添加鹽以提高其水的電導(dǎo)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)。EDI膜組件的壓力降太大產(chǎn)水流量太小產(chǎn)水水質(zhì)較差濃水電導(dǎo)率過低DOW-EDI的維護和故障分析的維護和故障分析O

20、MEXELLTMEDI的維護和故障分析的維護和故障分析系統(tǒng)的故障分析（續(xù)）濃水泵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(yīng)的清洗方法。閥門檢查濃水泵旁路閥門的設(shè)置濃水排放流量過低閥門檢查濃水排放閥門的設(shè)置排除接線錯誤可能；將泵置于手動狀態(tài)重新啟動，正常后轉(zhuǎn)換為自動控制；淡水未送來；淡水閥門開度設(shè)置不正確；產(chǎn)水出口閥門未開啟；流量開關(guān)值設(shè)置不正確接線存在問題。濃水排放閥門開度設(shè)置不正確；流量開關(guān)值設(shè)置不正確；濃水泵空氣未排凈；濃水閥門設(shè)置不正確；流量開關(guān)值設(shè)置不正確；濃水旁路閥開度過大。整流器沒有處于自動狀態(tài)整流器沒有接通電源整流器內(nèi)部空氣內(nèi)部的風(fēng)扇沒有轉(zhuǎn)動；風(fēng)扇外面的過濾網(wǎng)

21、或者格柵的孔洞被堵死。整流器間歇式出現(xiàn)故障整流器內(nèi)部溫度過高濃水流量過低在自動狀態(tài)下系統(tǒng)不能運行濃水泵不啟動淡水流量太低濃水排放流量過低濃水循環(huán)流量過低整流器無輸出EDI組件的再生 在組件長時間停運、運行電流設(shè)置不當(dāng)、進水水質(zhì)不合格等情況下，EDI組件內(nèi)的樹脂可能失效，造成出水水質(zhì)變差。這時候需要采用大電流再生來恢復(fù)樹脂的除鹽性能，保證EDI產(chǎn)水合格。 再生時應(yīng)將再生運行電流提高到比正常運行電流大2A左右； 調(diào)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。DOW-EDI的維護和故障分析的維護和故障分析EDI裝置長時間停

22、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(guān)閉所有的EDI裝置的進出口閥門，以保證膜組件內(nèi)部的潮濕度。v 長時間關(guān)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。M在準(zhǔn)備裝置長時間停機過程中，整流器輸出電源必須關(guān)閉。并且整流器輸入電源也應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài) 。DOW-EDI的維護和故障分析的維護和故障分析DOW-EDI裝置的化學(xué)清洗裝置的化學(xué)清洗一般情況下，每半年應(yīng)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(jié)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(jié)垢。vEDI膜組件內(nèi)離子交換樹脂或者膜受到無機物的污染。vEDI膜組件內(nèi)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。清洗系統(tǒng)流程圖DOW-EDI裝置的化學(xué)清洗裝置的化學(xué)清洗清洗藥劑的選擇1）酸性配方2%