EDI技術在遼河油田熱電廠的可行性應用的探討

付 興

遼河油田電力集團公司熱電廠供水分廠，遼寧 盤錦 124022

隨著全球水資源的短缺，各項環保政策日趨完善，使得如何安全、合理、有效的利用水資源成為了遼河油田電力集團公司熱電廠供水分廠解決水處理工藝的改造、廢水利用的重要研究課題。與遼河油田電力集團公司熱電廠供水分廠現有的逆流再生離子交換雙室床相比，EDI技術具有無酸堿廢液產生、出水水質平穩可靠、占地面積小、節約運行費用的優點。

EDI技術就是填充床電滲析又稱電脫離子法（Electrode ionization），簡稱EDI，它利用電滲析過程中的極化現象對離子交換填充床進行電化學再生，綜合了電滲析和離子交換法的優點，克服了兩者的弊端。EDI技術將兩種成熟的制水技術結合起來，我國稱此為填充床電滲析或電去離子技術。它主要用以替代傳統的離子交換床來生產高純水，這種技術國外已在制備高純水行業得到推廣應用。

1 遼河油田電力集團公司熱電廠供水分廠現有的鍋爐補給水生產工藝

遼河油田電力集團公司熱電廠供水分廠現有的鍋爐補給水生產工藝為陰陽離子交換逆流再生雙室床工藝，見圖1。

圖1 遼河油田熱電廠鍋爐補給水處理工藝

通過以上的流程運行，遼河油田電力集團公司熱電廠供水分廠的鍋爐補給水水質可以達到一級除鹽水的水質標準。

但是，由于樹脂在運行中不斷的吸附水中的陰陽離子，在飽和后需要用酸堿再生，操作復雜，費用高，有酸堿的排放，對運行操作人員的安全也構成一定的隱患，而且在陰陽床運行一段時間以后，在樹脂層的上部和樹脂層會留有大量的污物和破碎樹脂，影響了正常的制水，所以必須用純水和壓縮空氣對樹脂進行體外反洗，進一步的增加了制水成本。

2 EDI技術

EDI技術，是一種將離子交換技術、離子交換膜技術和離子電遷移技術相結合的純水制造技術。它將電滲析和離子交換技術相結合，利用兩端電極高壓使水中帶電離子定向移動，并配合離子交換樹脂及選擇性樹脂膜加速離子移動去除，達到水純化的目的。在EDI除鹽過程中，離子在電場作用下通過離子交換膜被清除。同時，水分子在電場作用下電離成H+及OH-，他們對樹脂連續再生，使樹脂保持最佳狀態。

EDI膜堆由夾在兩個電極之間一定對數的單元組成。在每個單元內有兩類不同的室：待除鹽的淡水室和收集除去雜質離子的濃水室。淡水室中用混勻的陽、陰離子交換樹脂填滿，這些樹脂位于兩個膜之間：只允許陽離子透過的陽離子交換膜及只允許陰離子透過的陰離子交換膜。

樹脂床利用加在室兩端的直流電進行連續地再生，電壓使進水中的水分子電離成H+及OH-，他們在相應的電極作用下，穿過陽、陰離子交換樹脂向所對應膜的方向遷移，當這些離子透過交換膜進入濃室后H+和OH-結合成水。H+和OH-的產生及遷移是樹脂得以實現連續再生的機理。

通過離子交換、水分子電離、離子遷移等多種作用，進水中的離子在連續進入濃水室后被去除，高純度的淡水連續從淡水室流出，實現了水的深度除鹽。EDI裝置包括陰陽離子交換膜、離子交換樹脂、直流電源等設備。

3 EDI的工作過程

1）淡水進入淡水室后，水中的離子與淡水室中的陰陽離子交換樹脂發生離子交換反應，被除去；

2）未被交換的離子在電場的作用下，陽離子穿過陽離子交換膜向陰極遷移；陰離子穿過陰離子交換膜向陽極遷移，水中的陰陽離子因為膜的選擇透過性，而被留在濃水室。就這樣，陰陽離子隨濃水流排出模堆，而進水中的離子也回被不斷的除去，使淡水的純度不斷提高，最終使出水達到接近理論純水的水平；

3）水分子在電場的作用下，不斷的被電離為OH-和H+，OH-和H+不斷將失效的陰陽離子交換樹脂再生。

過程1）和過程3）是樹脂消耗和再生的兩個相反的過程，他們會再模堆內形成一個動態平衡。

4 EDI裝置與陰陽床對比

1）產水水質高而穩定。EDI裝置是一個連續凈水過程，因此其產品水水質穩定，最高可達18mΩ·cm，達到超純水的指標。陰陽床離子交換裝置的凈水過程是間斷式的，在剛剛被再生后，其出水水質較高，在下次再生之前，其出水水質較差；

2）EDI屬于環保型技術，離子交換樹脂不需酸、堿化學再生，節約大量酸、堿和清洗用水，降低了勞動強度，無廢酸、廢堿液排放；

3）占地面積小。 電廠水處理改造和擴建時，主要的限制條件是場地不充分。EDI裝置的占地面積約為同等出力的陰陽床去裝置的1/3 ，而EDI產品已模塊化，系統簡單，結構緊湊，具有良好的組合靈活性，可根據具體的場地進行設計和施工，節約占地；

4）運行費用低，具有很好的經濟效益；EDI裝置運行費用包括電耗、水耗、藥劑費及設備折舊等費用，無酸堿消耗、再生用水、廢水處理和污水排放等費用。總的來說，在運行費用中，陰陽床噸水運行成本高于EDI裝置。

綜上所述，用EDI裝置來代替陰陽床，實現完全的綠色環保、節能補給水制水工藝，這必將是電廠化學發展的必然方向。

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