EDI技術(shù)在赤峰電廠應用中問題的整改及對策分析

賈曉波

摘 要：EDI（electrodeionization）技術(shù)是一種新的具有純水和超純水制備技術(shù)，技術(shù)先進，操作簡便、水質(zhì)穩(wěn)定和優(yōu)異的環(huán)保特性。本文從實際運行、常見問題和維護分析三個方面介紹了EDI在我廠的應用情況，并對系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的不合理問題進行了改造，對改造后的狀態(tài)和運行中的維護進行了分析。

關(guān)鍵詞：膜分離技術(shù)；膜污染；水處理

1 系統(tǒng)的實際運行情況

1.1 EDI技術(shù)的應用

EDI又稱連續(xù)電除鹽，它科學地將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)融為一體，通過陰陽離子的選擇透過性與離子交換樹脂對水中離子交換的作用，在電場的作用下實現(xiàn)水中離子的定向遷移，從而達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裝填樹脂進行連續(xù)再生，所以EDI整個制水過程不需要酸堿化學藥品再生，連續(xù)制取高品質(zhì)超純水，水質(zhì)達到1-18MΩ.cm。

EDI 是相對“嬌貴”的設(shè)備，需要對進水做嚴格的控制，從其對進水條件的要求都可以看出，其運行受很多條件的制約，否則難以進行良好的運行。我廠對EDI的運行和維護方面比較重視，對 EDI的所有參數(shù)做記錄，并及時發(fā)現(xiàn)其某項參數(shù)的變化，作出及時相應的調(diào)整。這個參數(shù)的變化，需要從全局考慮，并不一定是EDI本身的原因，需要有較強的專業(yè)知識結(jié)合其進水條件的變化，作出正確的判斷。

1.2 我廠水處理工藝流程

我廠運行的水處理系統(tǒng)采用了循環(huán)水排污水作為水源，選用了目前國內(nèi)先進的水處理方式：循環(huán)水排污水→生壓泵→過濾器→生水加熱器→超濾（4×53m3/h）→超濾箱→一級高壓泵→一級反滲透（2×77m3/h）→緩沖水箱→二級高壓泵→二級反滲透（2×69m3/h）→滲透水箱→EDI升壓泵→保安過濾器→EDI設(shè)備（2×62m3/h）→除鹽水箱→除鹽水泵→主廠房。

為節(jié)約用水，將二級反滲透濃水和電去離子濃水回收進行再處理利用。

我廠設(shè)計4組超濾裝置，選用了美國KOCH公司生產(chǎn)的中空纖維結(jié)構(gòu)，切割分子量為10萬道爾頓。一級反滲透采用了Dow公司BW30-365FR膜元件，二級反滲透采用了Dow公司BW30LE440膜元件。EDI采用GE公司ECellMK2st膜塊.。超濾做為反滲透的預處理是完全符合要求的，一級反滲透脫鹽率約為97.6%，二級反滲透產(chǎn)水和EDI進水的電導率合格。EDI的產(chǎn)水亦符合指標。

2 EDI出現(xiàn)的問題分析及整改措施

2.1 系統(tǒng)設(shè)計工藝不合理造成膜元件全部堵塞

在EDI裝置完成調(diào)試，運行情況一直良好，產(chǎn)水品質(zhì)穩(wěn)定，各項指標都符合要求。運行了一年之后，發(fā)現(xiàn)EDI出現(xiàn)了異常情況，進出壓差增大，電阻率下降，產(chǎn)水水量嚴重下降。開始以為是膜快結(jié)垢造成，經(jīng)過化學清洗沒有效果，逐步排除原因進行分析，后經(jīng)過打開一個膜塊才發(fā)現(xiàn)樹脂層上部全是一些黑色的細小顆粒堵塞，造成進水阻力增大，同時樹脂不能很好的再生，經(jīng)查找確定是由水箱內(nèi)部防腐材料邊緣未處理好，經(jīng)過一段時間水的侵泡防腐材料碎末脫落，而且系統(tǒng)設(shè)計上忽略了在EDI裝置前安裝保安過濾器，使得細小的防腐顆粒隨著水流進入膜塊內(nèi)將其堵塞，EDI膜塊（膜堆）是EDI的工作核心，一個簡單的EDI膜堆主要有兩個電性相反的電極和多個膜塊單元對組成，一個膜塊單元對由一個填滿陽樹脂和陰樹脂交換樹脂的淡水室。一個陽膜、一個陰膜、一個濃水室組成。由于EDI膜塊內(nèi)樹脂與雜質(zhì)無法分離，如果拆除膜塊從新?lián)Q樹脂，對樹脂的用量以及密封的工藝要求在國內(nèi)還沒有很成熟的技術(shù)與設(shè)備，污堵嚴重的膜塊不能再利用，造成嚴重后果，給經(jīng)濟上帶來了重大的損失。經(jīng)過這次的經(jīng)驗教訓及時對系統(tǒng)進行了整改措施，水箱重新做防腐，在EDI升壓泵與EDI裝置之間安裝了保安過濾器，能有效地截留細小顆粒及雜質(zhì)進入EDI裝置，并且嚴格監(jiān)控避免再有類似問題的生。

2.2 EDI在應用中常見的問題因素及分析

EDI是比較復雜和嚴格維護的產(chǎn)品，對膜塊需要嚴格遵守進水條件和運行參數(shù)，每個條件都有其意義的，簡要分析如下：

1.EDI膜塊是有一定的工作范圍的，超出范圍就是超負荷超極限，TEA（總可交換陰離子，包括CO2）就是反映其處理能力的一個指標。TEA離子在膜塊中運動速度受諸多因素影響，游離態(tài)的CO2是無法交換的只有其轉(zhuǎn)換為HCO3ˉ時才能去除，而溶解的CO2在水中存在是弱電解質(zhì)的溶解平衡，HCO3ˉ離子的交換順序又排在部分需要去除的離子前，尤其是硅酸根，所以總的交換陰離子需要包括溶解態(tài)的CO2，這樣計算才能有足夠的余量。

2.電導率對膜塊的影響同樣重要，導電率過高，膜塊電流變大，溫度升高，水溫也升高，離子交換能力下降，這是個相互影響的復雜過程。

3.pH值是考慮樹脂的工作環(huán)境和盡量去除溶解CO2的影響，我廠根據(jù)實際運行認為進水PH值在8.0～8.5最為理想，除鹽和除硅效果最佳。

4.硬度如果過高會使?jié)饪s水通道的膜表面結(jié)構(gòu)影響產(chǎn)水水質(zhì)，而有機碳會導致樹脂和選擇透過性膜的污染，導致運行系統(tǒng)的電壓升高，也容易在濃縮水通道形成有機膠體，堵塞通道，造成產(chǎn)水水質(zhì)下降。重金屬粒子會導致樹脂和選擇透過性膜的中毒造成出水水質(zhì)的迅速惡化。尤其是硅的去除率迅速下降。進水中的二氧化碳的含量增加會導致EDI中樹脂的負擔加重是出水水質(zhì)惡化。

5.硅含量高可能造成EDI產(chǎn)水不佳，尤其在鎂離子存在情況下，造成不可逆轉(zhuǎn)的結(jié)垢。

6..游離氯具有強氧化性，對半透膜的損害不可逆，會造成膜塊的永久壞。

7..SDI是反應顆粒物的程度，顆粒物會直接堵塞膜塊內(nèi)的濃水室淡水室，這個是機械堵塞。淡水室充滿樹脂，寬度也僅有18mm，顆粒物很容易被截留進而堵塞膜塊。

3.對EDI運行條件的維護及控制

1.調(diào)整控制好產(chǎn)水流量，使其在額定的范圍內(nèi)不能超出處理能力范圍，否則產(chǎn)水品質(zhì)會下降。在進水條件不變的情況下，隨著流量的升高，其產(chǎn)水的電導率和硅值也會升高。

2.調(diào)節(jié)好進水溫度，在進水成分一定的條件下，隨著溫度的降低得到高電阻率和高的硅去除率的電流會增加，溫度最低時會超過膜塊所限電流。

3.保持好進水的壓力，承受壓力是其機械性能所限，要保持進水壓力大于濃水的進水壓力。產(chǎn)品水出水壓力要比濃水和極水出水壓力高。依次，任何內(nèi)部漏泄將會稀釋濃水，而不是離子泄露到純水中。

4.根據(jù)膜塊的處理能力，不同的進水條件有不同的回收率，進水條件好可以維持較高的回收率，反之亦然。

5.進水到產(chǎn)水壓差、進水與濃水進水壓差、產(chǎn)水與膜塊出水的壓差三個壓差要保證，這是防止膜塊內(nèi)離子逆流的條件。

6. 電壓和電流條件，是EDI能連續(xù)去離子的關(guān)鍵，保證有足夠的遷移離子能力和促使樹脂再生的電解能力。

綜上所述，我廠對系統(tǒng)進行了整改措施后，加強對各項指標嚴格控制。根據(jù)進水條件和運行條件，分析和判斷產(chǎn)水品質(zhì)變化的根源，逐步排除，有些可能是系統(tǒng)內(nèi)（EDI膜塊）本身，有些在系統(tǒng)外，如前一級產(chǎn)水甚至更前面的系統(tǒng)出現(xiàn)了故障。只有嚴格監(jiān)控整體系統(tǒng)的每一段的水質(zhì)情況，及時發(fā)現(xiàn)問題及時處理，是保證EDI裝置整體運行性能的關(guān)鍵，確保運行狀態(tài)良好。

3 結(jié)論

EDI技術(shù)是一項先進的水處理技術(shù)，作為一種新型的水處理方法，再技術(shù)進步，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，節(jié)省能源及污染防治方面日益顯示出其強大的生命力和競爭能力。但是正是由于先進，其詳細的技術(shù)和各系統(tǒng)復雜的相互影響還未能獲得深入的了解，也因此造成了許多本可以避免的故障，因此隨著運行經(jīng)驗的不斷積累，分析產(chǎn)生的原因，探討行之有效的改進措施和控制方法就顯得尤為重要。

參考文獻

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