電去離子技術在水處理中的應用研究

楊 峰 尋紅敏 張 晨

華電水務工程有限公司 北京 豐臺100070

1 緒論

由于水處理技術的快速發展,電去離子(EDI)技術的應用越來越廣泛,從最初的電子、醫藥領域不斷的向其他工業發展,這幾年來也廣泛用于電廠鍋爐補給水處理技術。電去離子(EDI)是繼微濾、超濾、納濾、反滲透等膜處理技術后,作為替代常規混合離子交換器,作為二級除鹽的更高一級的膜處理技術,它具有出水水質好、效率高、占地少、清潔環保、節能等優點。隨著電去離子模塊成本的不斷降低,它將有著廣泛的發展前景,也符合資源節約型、環境友好型社會發展的需要。

2 EDI裝置的特點

EDI系統是一種可連續再生運行的水處理裝置,無需使用化學方法進行再生反應。因此,EDI系統在運行的過程中不會出現傳統凈水工藝應用中的廢水排放,其主要特點如下:(1)節省了再生用水及再生污水處理設施,節能環保。(2)產品水水質穩定且回收率高(可高達95%以上)。(3)連續運行,實現全自動控制。(4)占地面積小。(5)所需能源少,節約運行及維護成本。(6)設備單元模塊化,可靈活的組合各種流量的凈水設施。(7)設備初投資略大于離子交換設備。

3 影響EDI裝置運行的因素

3.1 進水電導率對脫鹽效果產生的影響 在EDI系統持續運行過程中,當原水電導率上升且其他各運行條件沒有發生任何變化的前提下,脫鹽效果出現逐漸降低的現象。在EDI系統凈水能力穩定不變的前提下,進水水質質量越差,EDI系統單位處理水的負擔就會加重,這種條件下進水的流量就需要逐漸調小。

3.2 電壓和電流的影響 電壓是促使離子發生遷移現象的主要作用力。電壓大小的確定受到模塊設計因素的影響比較大。同時電壓也是利用電解水進行再生樹脂的重點。在EDI系統各個環節正常運行的狀態下,如果電壓太低,就會降低水處理之后水質的質量;如果電壓太高,就會使得電解水中的氫離子和過氧離子出現過剩的現象,這樣不僅會使電流出現升高的現象,而且還會加劇離子極化以及擴散的速度,從而降低經過水處理之后的水質。

電流的大小很容易受到進水電導率和離子遷移的影響。離子遷移不僅包括處理水中原來的鈉離子和氯離子等,同時還包括經過電解之后所產生的氫離子和氫氧離子,而氫離子和氫氧離子與電壓有直接關系。因此,電流隨著電壓的升高而升高,但是二者的變化規律并不是呈線性的。

3.3 進水的p H 值、溫度及壓力的影響 通常情況下EDI系統中進水的p H 值保持在5～9.5 的范圍(p H 值是指進水中氫離子濃度指數)。因為二氧化碳屬于弱電離物質,所以該物質也是促使水質發生惡化的主要因素之一,在進水之前可以在EDI系統安裝一個脫碳的凈化裝置,以便起到更好的凈化效果。

4 EDI裝置與混床離子交換設備比較

4.1 產品水水質比較EDI系統是一種高技術含量的凈水裝置,可以起到很好的凈水效果,使用改系統所凈化出來的水質電阻率通常為15 MΩc m,有時候可以達到18 MQ·c m 的超純水效果。

4.2 投資費用比較EDI系統和傳統的凈水裝置相比在投資費用上面會高出大約20%。

4.3 運行成本比較EDI系統在運行過程中每噸水的凈化費用大約

2.1 元左右,傳統的水處理裝置運行成本大約保持在每噸水2.6 5元左右。EDI系統在投入運行之后,其比傳統凈水裝置多投入的費用在經過運行幾年之后就可以收回。

4.4 對環境影響比較EDI系統在運行的過程中由于加入了離子交換樹脂,其化學清洗環節作業周期比較長,用藥量比較少,不會對周圍環境產生任何污染。

5 戚墅堰熱電廠水處理系統

5.1 補給水系統 該廠的整個補給水系統包括預處理系統、兩級RO預除鹽系統、EDI除鹽系統,使用的都是現代最先進的膜技術水處理工藝。

5.2 設計參數 該電廠原水經過混合反沉淀池+空氣擦洗濾池、超濾等預處理后,達到RO進水要求,RO系統脫鹽率為97﹪,原水溫15～25℃,最低水溫5℃。

5.3 運行管理維護要求比較EDI系統具有很高的集成性特點,在運行過程中,對維護管理技術水平的要求非常高。

6 結論

EDI系統是一種集成度極高、技術含量較高的現代化凈水系統,具有非常廣闊的發展與應用前景。EDI系統會逐漸發展成為電廠主要的凈水系統。

7 組件的故障處理

故障可能原因解決辦法膜塊堵塞清洗膜塊產水流量低閥門關閉確認所有需要開啟的閥門都正常開啟流量開關檢查流量開關是否設定正確進水壓力低判斷原因,加以解決電源極性接反立即切斷供電,核實接線電壓太低或太高把直流電壓調到規定范圍膜塊沒有電流或電流低 檢查電路連接是否正確產品水水質差溫度補償不準確校驗電導率或電阻率表及其溫度補償離子交換膜結垢或污染 清洗膜塊進水水質超出允許值檢查進水水質,CO2是水質差的常見影響因素給水流量不正常把流量調到規定范圍膜塊壓差高膜塊堵塞判別污染類別,按照相對應的流程清洗流量過高調節流量到規定范圍膜塊壓差低流量過低調節流量到規定范圍膜塊堵塞清洗膜塊濃/極水流量低閥門關閉檢查濃水出口閥流量開關檢查流量開關的位置和接線

8 結語

綜上所述,水處理中電去離子技術的應用有著極大的優勢,并得到廣泛的運用,但從整體上看,仍然與其他工藝一樣也有一些不足之處需要我們不斷的研究、探索和實踐,進一步改進對該技術的設計,從而提升對該技術的開發及利用。