EDI電除鹽系統在自備電廠鍋爐補給水處理系統中的應用

王瑞紅

摘 要：自備電廠鍋爐補給水處理系統，主要是為鍋爐提供合格的水，保證鍋爐的正常運行，延長鍋爐使用壽命。

關鍵詞：水處理；EDI

1 概況

自備電廠鍋爐補給水處理系統，處理能力為600 m3/h。所產出鹽水供太鋼自備電廠2×300 MW亞臨界鍋爐補給水及新煉鋼、新焦化高壓鍋爐補給水。

2 水源

系統水源為引黃水（經過太原市自來水廠處理），北郊污水廠的中水和地下水作為備用水源，水源的水質指標見下表。

3 工藝流程

采用“全膜法”水處理工藝，基本流程如下：

凝聚劑、殺菌劑 阻垢劑、還原劑

生水生水箱生水泵生水加熱器自清洗過濾器微濾微濾水箱RO給水泵保安過濾器一級RO高壓泵

堿

一級反滲透裝置中間水箱中間水泵保安過濾器二級反滲透高壓泵二級反滲透裝置

二級RO產水箱電去離子（EDI）裝置除鹽水箱鍋爐補給水、噴淋補給水及鋼廠補水泵用水點

4 核心技術EDI

4.1 EDI電除鹽系統

EDI（Electrodeionization）又稱連續電除鹽技術，它科學地將電滲析技術和離子交換技術融為一體，通過陽、陰離子膜對陽、陰離子的選擇透過作用以及離子交換樹脂對水中離子的交換作用，在電場的作用下實現水中離子的定向遷移，從而達到水的深度凈化除鹽，并通過水電解產生的氫離子和氫氧根離子對裝填樹脂進行連續再生，因此EDI制水過程不需酸、堿化學藥品再生即可連續制取高品質超純水，它具有技術先進、結構緊湊、操作簡便的優點，可廣泛應用于鍋爐、電力、電子、醫藥、化工、食品和實驗室領域，是水處理技術的綠色革命。它取代混床作為反滲透的后續除鹽處理裝置，完全避免了酸堿的使用，沒有任何環境污染。EDI 技術是采用離子交換膜、電活性介質（通常是離子交換樹脂）和直流電場三項技術來去除水中離子及離子態物質的除鹽技術。本系統EDI分6套，單套產水量100m3/h，回收率≥90%。EDI系統濃水67m3/h回流到一級反滲透水箱再利用。

4.2 EDI工作原理

供給原水進入EDI系統，主要部分流入樹脂/膜內部，而另一部分沿膜板外側流動，以洗去透出膜外的離子。樹脂截留水中的溶存離子；被截留的離子在電極作用下，陰離子向正極方向運動，陽離子向負極方向運動；陽離子透過陽離子膜，排出樹脂/膜之外；陰離子透過陰離子膜，排出樹脂/膜之外；濃縮了的離子從廢水流路中排出。無離子水從樹脂/膜內流出。

4.3 EDI優點

出水水質具有最佳的穩定度；能連續生產出符合用戶要求的超純水；模塊化生產，并可實現全自動控制；不需酸堿再生，無污水排放，不會因再生而停機。無需再生設備和化學藥品儲運；設備結構緊湊，占地面積小。運行成本和維修成本低。運行操作簡單，勞動強度低。

4.4 電除鹽EDI單元

4.4.1 EDI 裝置技術參數：

產水量 正常產水量：100m3/h/h×6（20°C運行五年）

系統回收率 ≥ 90%（運行五年）

EDI膜塊型號 LXM30X

單只膜塊設計產水量 3.03m3/h

單套裝置膜塊總數 33只

EDI系統總的模塊數 198只

生產商 Ionpure/美國

4.1.2 EDI裝置配置

（1）EDI裝置共6套，每列都能單獨運行，也可同時運行。單套33只模塊組裝在一整體碳鋼防腐框架上，配套相應的管道、閥門、儀表等。（2）模塊EDI 采用原裝進口Ionpure 公司模塊產品，模塊內所有部件在出廠前組裝完成。EDI裝置完整地包括系統所必須的所有設備、管道、閥門、控制系統和測量儀表等。（3）EDI裝置產品水管和濃水管設取樣點，能有效的診斷并確定系統的缺陷。每套EDI裝置均設有濃水、產品水流量計和產品水電阻率儀，六套EDI產水配備2臺3通道硅表，并集中裝設在儀表盤上，除有就地顯示外，信號送至上位機進行監測和控制。（4）EDI裝置進口前設不合格進水排放閥。EDI產水設不合格水自動排放閥、產水閥，并由安裝在產水側的電阻率儀自動控制。（5）EDI裝置設整流系統、隔離變壓器。EDI 裝置整流系統為自動運行，EDI 系統的運行控制由EDI 系統濃水流量、產水流量與產品水電阻率儀聯鎖控制，整流裝置的電壓信號與EDI 給水泵進行聯鎖保護。（6）EDI裝置的設計應避免濃水壓力大于淡水壓力。（7）EDI濃水排放需裝流量控制閥，以控制EDI的回收率。EDI膜組件應安裝在組合架上，組合架上應配備全部管道及接頭，還包括所有的支架、緊固件、夾具及其它附件。（8）EDI組合架的設計應滿足其廠址的抗震列度要求和組件的膨脹要求。（9）EDI系統所配儀器、儀表的性能、配置點及數量等滿足本系統的安全、穩定、可靠運行之需要。（10）進口前應設系統沖洗排放閥。

4.2 EDI系統管道

（1）整個系統的管道設計應避免死角，以防細菌的生長。（2）主要管道采用316不銹鋼管道，其他采用UPVC。（3）膜組件給水系統應考慮均勻性。

4.3 EDI單元測試內容和方法

4.3.1 產水水量：100m3/h

測點：EDI產水流量計

考核方法：EDI裝置產水流量計24小時累計流量讀數的平均值之和。

4.3.2 產水水質：電導率<0.2μS/cm

測點：產品水管取樣閥門

考核方法：每3小時測定一次，連續考核72小時

4.3.3 水回收率：90%

測點：EDI進水管、EDI產水管和EDI濃水管。

測試方法：EDI產水管流量計24小時累計流量讀數和EDI進水管24小時累計流量讀數除所得數值的百分比。

4.4 EDI系統的控制指標（20℃運行五年內）

產水量 正常產水量≥100m3/h（套）

導電度 ≤0.2?S/cm

二氧化硅 ≤20?g/L

水的回收率 ≥90%

系統總回收率 ≥65%（運行三年）