电去离子技术在水处理中的应用研究

杨 峰 寻红敏 张 晨

华电水务工程有限公司 北京 丰台100070

1 绪论

由于水处理技术的快速发展,电去离子(EDI)技术的应用越来越广泛,从最初的电子、医药领域不断的向其他工业发展,这几年来也广泛用于电厂锅炉补给水处理技术。电去离子(EDI)是继微滤、超滤、纳滤、反渗透等膜处理技术后,作为替代常规混合离子交换器,作为二级除盐的更高一级的膜处理技术,它具有出水水质好、效率高、占地少、清洁环保、节能等优点。随着电去离子模块成本的不断降低,它将有着广泛的发展前景,也符合资源节约型、环境友好型社会发展的需要。

2 EDI装置的特点

EDI系统是一种可连续再生运行的水处理装置,无需使用化学方法进行再生反应。因此,EDI系统在运行的过程中不会出现传统净水工艺应用中的废水排放,其主要特点如下:(1)节省了再生用水及再生污水处理设施,节能环保。(2)产品水水质稳定且回收率高(可高达95%以上)。(3)连续运行,实现全自动控制。(4)占地面积小。(5)所需能源少,节约运行及维护成本。(6)设备单元模块化,可灵活的组合各种流量的净水设施。(7)设备初投资略大于离子交换设备。

3 影响EDI装置运行的因素

3.1 进水电导率对脱盐效果产生的影响 在EDI系统持续运行过程中,当原水电导率上升且其他各运行条件没有发生任何变化的前提下,脱盐效果出现逐渐降低的现象。在EDI系统净水能力稳定不变的前提下,进水水质质量越差,EDI系统单位处理水的负担就会加重,这种条件下进水的流量就需要逐渐调小。

3.2 电压和电流的影响 电压是促使离子发生迁移现象的主要作用力。电压大小的确定受到模块设计因素的影响比较大。同时电压也是利用电解水进行再生树脂的重点。在EDI系统各个环节正常运行的状态下,如果电压太低,就会降低水处理之后水质的质量;如果电压太高,就会使得电解水中的氢离子和过氧离子出现过剩的现象,这样不仅会使电流出现升高的现象,而且还会加剧离子极化以及扩散的速度,从而降低经过水处理之后的水质。

电流的大小很容易受到进水电导率和离子迁移的影响。离子迁移不仅包括处理水中原来的钠离子和氯离子等,同时还包括经过电解之后所产生的氢离子和氢氧离子,而氢离子和氢氧离子与电压有直接关系。因此,电流随着电压的升高而升高,但是二者的变化规律并不是呈线性的。

3.3 进水的p H 值、温度及压力的影响 通常情况下EDI系统中进水的p H 值保持在5～9.5 的范围(p H 值是指进水中氢离子浓度指数)。因为二氧化碳属于弱电离物质,所以该物质也是促使水质发生恶化的主要因素之一,在进水之前可以在EDI系统安装一个脱碳的净化装置,以便起到更好的净化效果。

4 EDI装置与混床离子交换设备比较

4.1 产品水水质比较EDI系统是一种高技术含量的净水装置,可以起到很好的净水效果,使用改系统所净化出来的水质电阻率通常为15 MΩc m,有时候可以达到18 MQ·c m 的超纯水效果。

4.2 投资费用比较EDI系统和传统的净水装置相比在投资费用上面会高出大约20%。

4.3 运行成本比较EDI系统在运行过程中每吨水的净化费用大约

2.1 元左右,传统的水处理装置运行成本大约保持在每吨水2.6 5元左右。EDI系统在投入运行之后,其比传统净水装置多投入的费用在经过运行几年之后就可以收回。

4.4 对环境影响比较EDI系统在运行的过程中由于加入了离子交换树脂,其化学清洗环节作业周期比较长,用药量比较少,不会对周围环境产生任何污染。

5 戚墅堰热电厂水处理系统

5.1 补给水系统 该厂的整个补给水系统包括预处理系统、两级RO预除盐系统、EDI除盐系统,使用的都是现代最先进的膜技术水处理工艺。

5.2 设计参数 该电厂原水经过混合反沉淀池+空气擦洗滤池、超滤等预处理后,达到RO进水要求,RO系统脱盐率为97﹪,原水温15～25℃,最低水温5℃。

5.3 运行管理维护要求比较EDI系统具有很高的集成性特点,在运行过程中,对维护管理技术水平的要求非常高。

6 结论

EDI系统是一种集成度极高、技术含量较高的现代化净水系统,具有非常广阔的发展与应用前景。EDI系统会逐渐发展成为电厂主要的净水系统。

7 组件的故障处理

故障可能原因解决办法膜块堵塞清洗膜块产水流量低阀门关闭确认所有需要开启的阀门都正常开启流量开关检查流量开关是否设定正确进水压力低判断原因,加以解决电源极性接反立即切断供电,核实接线电压太低或太高把直流电压调到规定范围膜块没有电流或电流低 检查电路连接是否正确产品水水质差温度补偿不准确校验电导率或电阻率表及其温度补偿离子交换膜结垢或污染 清洗膜块进水水质超出允许值检查进水水质,CO2是水质差的常见影响因素给水流量不正常把流量调到规定范围膜块压差高膜块堵塞判别污染类别,按照相对应的流程清洗流量过高调节流量到规定范围膜块压差低流量过低调节流量到规定范围膜块堵塞清洗膜块浓/极水流量低阀门关闭检查浓水出口阀流量开关检查流量开关的位置和接线

8 结语

综上所述,水处理中电去离子技术的应用有着极大的优势,并得到广泛的运用,但从整体上看,仍然与其他工艺一样也有一些不足之处需要我们不断的研究、探索和实践,进一步改进对该技术的设计,从而提升对该技术的开发及利用。