EDI模塊的優(yōu)�(shì),EDI模塊工作原理,EDI�(jìn)水要�
�(fā)布時(shí)間:2016-12-26 07:05:08�(lái)源:純水�(shè)�瀏覽次數(shù)�11543
EDI系統(tǒng)消除了酸和腐蝕物,由于再生混床過(guò)程涉及酸堿等化學(xué)品的�(yùn)輸、存�(chǔ)、處�,每�(gè)�(huán)節(jié)都非常危�(xiǎn),產(chǎn)水水�(zhì)、運(yùn)行周期影響因素很�,處理很麻煩,相較之�,EDI比復(fù)雜的混床操作則要�(jiǎn)�、連續(xù)。需要更少的勞動(dòng)�。EDI系統(tǒng)還減少了附屬�(shè)�,比如酸堿計(jì)量裝置、酸堿儲(chǔ)存罐、PH中和裝置和相�(guān)連的�(shè)備等。它的工藝過(guò)程產(chǎn)生很少的排放�,產(chǎn)生的排放物都是許可的,實(shí)際上EDI系統(tǒng)中大多數(shù)排放水可以回收到水處理系�(tǒng)的入口回收利用,提高系統(tǒng)�(chǎn)水率。很多情況下,應(yīng)用EDI將會(huì)操作更少,資本更�?;齑蚕�?shù)脂、勞�、化�(xué)物、廢�。而EDI 的消耗是電能,膜堆有�(shí)候需要清洗和替換。在相同�(chǎn)水量的情況下,EDI消耗的勞動(dòng)力和廢水的排放量比混床要顯著的少。根�(jù)�(jìn)水水�(zhì)和出水的品質(zhì),每�(chǎn)�1000加侖的水每小�(shí)EDI消耗的電量�0.5-3.0KW,比起用混和離子交換,操作消耗更�。EDI系統(tǒng)操作的軟件設(shè)�(jì)花費(fèi)也要比混床系�(tǒng)�。RO通常做為EDI系統(tǒng)的�(jìn)��
EDI怎么樣工作?
EDI模塊(膜堆)是EDI工作的核�。一�(gè)�(jiǎn)單的EDI膜堆主要由兩�(gè)電性相反的電極和多�(gè)模塊單元�(duì)組成,一�(gè)膜單元對(duì)由一�(gè)填滿�(yáng)離子和陰離子交換�(shù)脂的淡水室(D-室)、一�(gè)�(yáng)膜、一�(gè)陰膜、一�(gè)濃水室(C-室)組成。EDI膜堆包含多�(gè)膜單元對(duì)。在每�(gè)膜堆的內(nèi)部有兩�(gè)帶有600V電壓的電�,這是通過(guò)每�(gè)膜堆必需的電壓。正極帶正電�,負(fù)極帶�(fù)電壓,電流在正極和負(fù)極之間通過(guò)30�(gè)膜單�。任一�(gè)淡水室都包含著陽(yáng)�(shù)脂和陰樹(shù)�。一�(gè)�(yáng)膜朝著陰極的方向把淡水室和濃水室分開(kāi),在另外一邊,陰膜也把淡水市和濃水室分�(kāi)。EDI用的膜和RO用的膜很不相�,RO用的膜允許小顆粒的分子污染物和離子以及水通過(guò),而EDI膜象離子交換�(shù)脂一樣是用聚苯乙烯材料制作的,只允許帶適�(dāng)電荷的離子通過(guò),水基本上不能通過(guò)。樹(shù)脂通過(guò)水的分離持續(xù)的再�。在電場(chǎng)�,給水中的水分子被分離成H+和OH- ,被異性電荷相�,H+通過(guò)�(yáng)�(yáng)�(shù)脂移向陰極的方向,OH-通過(guò)陰樹(shù)脂移向陽(yáng)極的方向。這種H+和OH-的遷移再生了�(shù)�,陽(yáng)膜允許H+通過(guò)�(jìn)入濃水室,陰膜允� OH-通過(guò)也�(jìn)入濃水室,H+和OH-�(jié)合生成生�(chǎn)的水。濃水室中自己水的流�(dòng)將帶走水中的陰陽(yáng)離子。膜阻止帶相反電荷的離子的�(jìn)入淡水室在水流通過(guò)淡水室的�(guò)程中,離子被�(shù)脂去�,所以膜的有效側(cè)(淡水室)就�(huì)�(chǎn)生純��
在EDI��90%�95%的水流過(guò)淡水室,水流并行的通過(guò)多�(gè)膜堆,每�(gè)膜堆都并�(lián)很多�(gè)淡水室,水流一次性的通過(guò)淡水�,流出來(lái)的就是高純水。另外的5%-10%被送到濃水�,其�3%-8%流出EDI后作為補(bǔ)充水�2%用來(lái)沖洗電極。濃水的再循�(huán)增加了水的電�(dǎo)率而要增加EDI系統(tǒng)通過(guò)的電�。EDI廢水的PH主要由給水的品質(zhì)決定。通常都是品質(zhì)很好的水,PH接近中�。排放的濃水可以通過(guò)返回到�(jìn)水口�(jìn)行回收,極水包含低濃度的氫氣、氧氣和氯氣要送到一�(gè)通風(fēng)的地方�(jìn)行排放。在�(guò)去的三年�(nèi),EDI系統(tǒng)已經(jīng)被許多的水處理的�(lǐng)域所接受,今天幾乎一半的新建的電廠和半導(dǎo)體水處理系統(tǒng)�75%制藥水系�(tǒng)包括EDI。研究已�(jīng)鋪平了EDI膜的�(fā)展道�,在將來(lái)的歲月里,將要為電能的節(jié)約和水品�(zhì)的提高,特別是硅和硼的減少而努�。在將來(lái)的幾年內(nèi),可以預(yù)�(cè)更高�(zhì)量的水質(zhì)可以被制�,而且將對(duì)�(jìn)水的水質(zhì)要求要降�,特別是硅和硬度的要求�
�1:EDI的維�(hù)需�
EDI在一�(gè)�(shè)�(jì)良好的系�(tǒng)中需要很少的維護(hù)。使用的儀表每1-2年需要一次校�(zhǔn)。強(qiáng)烈推薦每周要把壓�、流�、電流數(shù)�(jù)做幾次記�,以便以后用�(lái)研究污物和濃縮比例的�(wèn)�。當(dāng)�(yù)處理工作不正?;蛘哳A(yù)系統(tǒng)�(shè)�(jì)的不好時(shí)�,濃縮比例和污染�(huì)存在。當(dāng)�(fā)�(xiàn)污染的時(shí)�,在很多情況下清洗可以恢�(fù)膜的性能。制藥系�(tǒng)將根�(jù)�(yù)處理系統(tǒng)的清洗來(lái)決定EDI系統(tǒng)的清�,其清洗的過(guò)程和所用的化學(xué)物和RO系統(tǒng)很相��
EDI的膜堆的壽命�5-10年甚至更�(zhǎng),膜堆確切的壽命主要取決于水�、預(yù)處理系統(tǒng)和維�(hù)水平、根本上還是取決于其所使用的陰離子的強(qiáng)度的�(wěn)定性,在一�(gè)�(biāo)�(zhǔn)的設(shè)�(jì)�,簡(jiǎn)單的膜的�(wèn)題可以通過(guò)隔離而解決,這只需要幾分鐘,甚至不需要停�(yùn)系統(tǒng)�
�2:怎樣�(shè)�(jì)一�(gè)EDI系統(tǒng)�
連同EDI膜堆在一起,一�(gè)完整的EDI系統(tǒng)�(yīng)包括整流�、控制系�(tǒng)、裝置、管�、閥門(mén)和再循環(huán)�。所有這些安裝在一�(gè)底座上。這些部件和我�?cè)赗O系統(tǒng)中的那些部件很相�,但整流器除外,它通過(guò)把一�(gè)三相的交流電�(zhuǎn)變成直流電來(lái)為EDI系統(tǒng)提供能量。EDI的生�(chǎn)廠家為每�(gè)膜提供了一�(gè)�(biāo)�(zhǔn)流�。就象RO的設(shè)�(jì)和建造一樣,原始�(shè)備制造商根據(jù)特定的應(yīng)用設(shè)�(jì)了柔性的膜組。在通常的系�(tǒng)中包括RO和EDI??梢愿鶕?jù)增加和減少膜的數(shù)量來(lái)改變�(chǎn)水量。很多單一膜組的系�(tǒng)�(shè)�(jì)每分�5-10加侖的流量。通過(guò)增加多�(gè)膜組可以增加更多的流�。EDI是一�(gè)精處理技�(shù)。應(yīng)用純凈的RO�(chǎn)品水或者滲透水作為給水而�(jìn)一步純�。預(yù)處理�(shè)�(jì)要求出水水質(zhì)�(yán)格達(dá)到EDI�(jìn)水水�(zhì)的要�。下表是EDI系統(tǒng)典型的�(jìn)水水�(zhì)要求�
根據(jù)原水水質(zhì)的不�,可以采用不同的流程�(lái)�(dá)到�(jìn)水水�(zhì)的要求。城市水處理的典型流程是 多介�(zhì)�(guò)濾器→活性炭處理→單�(jí)RO→EDI。在高硬度的水處理中,軟化被加入到處理的流程中:多介�(zhì)�(guò)濾器→活性炭處理→軟化設(shè)備→單級(jí)RO→EDI�
在系�(tǒng)的設(shè)�(jì)�,CO2也是一�(gè)�(guān)鍵因�。分子的CO2可以通過(guò)RO膜給傳統(tǒng)后續(xù)�(shè)�(jì)混床或者EDI中的陰離子交換樹(shù)脂加重陰離子的交換負(fù)�(dān)。當(dāng)�(jìn)入EDI系統(tǒng)的時(shí)�,根�(jù)在系�(tǒng)中PH分布情況,CO2將以CO3 2-和HCO 3-形式被去�。如果要�(dá)到相同質(zhì)量的水質(zhì),應(yīng)該增加額外電流來(lái)克服這些額外的CO2。低PH將增加�(jìn)水中的CO2,(in some cases)在一些情況下,我們通過(guò)加苛性堿�(lái)增加PH,把CO2�(zhuǎn)化成碳酸鹽和重碳酸鹽有效的增加RO膜的去除�。多介質(zhì)�(guò)濾器→活性炭處理→加苛性堿→單�(jí)RO→EDI。在一些情況下,加酸用�(lái)防止RO膜結(jié)�,這種情況就需要脫碳器和脫氣裝置來(lái)去除CO2 或者用阻垢劑來(lái)代替加酸。多介質(zhì)�(guò)濾器→活性炭處理→加酸→單級(jí)RO→脫氣裝置→EDI。多介質(zhì)�(guò)濾器→活性炭處理→加阻垢劑→(加苛性堿)→單級(jí)RO→EDI。如果EDI系統(tǒng)�(lái)水水�(zhì)電阻可以�(dá)�16M或者可以提供更好水�(zhì)的保�,那么為了制取相�(dāng)純的水(電阻大于18兆歐姆),精制系�(tǒng)可以采用不可更新的混�。用于精制的混床系統(tǒng)的負(fù)載非常小,�??梢赃\(yùn)�1-2年,然后重新更換新的再生好的�(shù)�,這樣也可以避免化�(xué)處理。預(yù)處理系統(tǒng)→RO→EDI→一次性混�?;齑蚕到y(tǒng)一般需要兩�,而EDI系統(tǒng)不需要冗�,它可以連續(xù)再生,模塊化�(shè)�(jì)、內(nèi)建冗余。然而在半導(dǎo)體和其他重要的電�,即使在�(shè)備不�(yùn)行的�(shí)�,它可能每分鐘也要花�(fèi)用戶成千上萬(wàn)美元。(在這種情況下)既然這樣,用戶更愿意接受有RO的EDI的冗��
為了保證EDI裝置的正常工�,EDI裝置的�(jìn)水水�(zhì)必須控制在規(guī)定的范圍之內(nèi),淡水、濃�、極水的流量及壓力也�(yīng)滿足一定的要求,同�(shí)操作電流也不宜過(guò)大或�(guò)�,如果其中一�(gè)條件�(dá)不到要求,則系統(tǒng)�(wú)法制取出高品�(zhì)的純��
一、EDI�(duì)�(jìn)水的要求
由于EDI裝置是在離子遷移、離子交換和�(shù)脂的電再生三種狀�(tài)下工作的,離子遷移所消耗的電流通常不到總電流的30%,其他大部分的電流則消耗于水的電離,因而它的電能和除鹽的效率較�。正是由于EDI裝置遷移雜質(zhì)離子的能力有�,所以EDI技�(shù)只能用于處理低含鹽量的水,如總含鹽量�50mg/L以下的水�。目�,EDI裝置的�(jìn)水一般為二級(jí)反滲透裝置的�(chǎn)水�
�(jìn)水水�(zhì)�(duì)EDI模塊的成功運(yùn)行是至關(guān)重要�,�(jìn)水雜�(zhì)的含是影響模塊的壽命、運(yùn)行性能、清洗頻率及維護(hù)�(fèi)用等主要的因素之一�
1、電�(dǎo)�
EDI模塊的產(chǎn)水水�(zhì)取決于模塊將離子從淡水室遷移至濃水室的能力,如果�(jìn)水中的確離子含量�(guò)�,則�(chǎn)水水�(zhì)變差。維持合適的�(jìn)水電�(dǎo)�,可以使EDI裝置的產(chǎn)水水�(zhì)�(dá)到理想值,而且還可以提高二氧化硅及二氧化碳等弱酸性物�(zhì)去除��
2、TEA(總可交換陰離子)及TEC(總可交換的�(yáng)離子�
�(duì)于EDI模塊,電�(dǎo)率還不能�(zhǔn)確反映�(jìn)水中雜質(zhì)的含量,�?yàn)橛行╇s�(zhì)并不是以離子狀�(tài)存在�,例如硅酸化合物和碳�,主要經(jīng)分子狀�(tài)存在。所�,通常用總可交換陰離子TEA或總可交換陽(yáng)離子TEC等指�(biāo)表示�(jìn)水雜�(zhì)含量。TEA中除包括水中離子�(tài)雜質(zhì)�,還�(yīng)包括二氧公碳等分子態(tài)雜質(zhì)�
�(yán)格來(lái)�(shuō),含鹽時(shí)是水中各種離子總和的�(shí)化指�(biāo),不�(yīng)包括分子。但�,二氧公�、硅酸與OH型樹(shù)脂接觸時(shí),轉(zhuǎn)化成碳酸氫根離子或碳酸根離子而發(fā)生交換反�(yīng),消耗陰�(shù)脂的交換容量,故�(xí)慣上將其列入含鹽�(shí)�。而一些有�(jī)物不是發(fā)生離子交換反�(yīng)而是�(fā)生吸�,故不記入含鹽時(shí)�
如果�(jìn)水中的TEA及TEC�(guò)高,就無(wú)法制備出合格的純��
3、pH�
�(jìn)水PH值本身對(duì)EDI�(chǎn)水的影響不大,它主要體現(xiàn)在對(duì)弱電解質(zhì)電離平衡的影響上�
與離子交換器和電滲析器類(lèi)�,弱電解�(zhì)的電離度越高,與�(shù)脂發(fā)生交換反�(yīng)的能力越�(qiáng),在電場(chǎng)中遷移的份額越多,故EDI模塊脫鹽率越高。另外,在以反滲透的淡水作為EDI模塊�(jìn)水水源時(shí),EDI模塊�(jìn)水的PH值取決于二氧化碳的含量,PH值低,說(shuō)明二氧化碳含量高。EDI模塊�(yùn)行時(shí),若�(jìn)� PH值較低,意味著二氧化碳較�,也表明水中二氧化碳等弱酸性物�(zhì)的電離度不高,結(jié)果是有較多二氧化碳留在淡水室,產(chǎn)品水電導(dǎo)率較�;若�(jìn)水PH值過(guò)�,則又會(huì)�(chǎn)生另一人問(wèn)題,即EDI模塊易結(jié)垀�
4、硬�
硬度是EDI模塊�(jìn)水中的主要結(jié)垢物�(zhì)。如上所�,EDI模塊�70%的電能消耗在水的電離�。所以,在EDI模塊的運(yùn)行過(guò)程中,會(huì)不斷地產(chǎn)生大量的氫離子和氫氧根離子。EDI膜塊濃水室的陰膜表面易結(jié)�,因?yàn)樵撎嶱H值高,結(jié)垢物�(zhì)的濃度也�。為了保證脫鹽率,必須維持足夠大的工作電�,故不能用降低電流的方法降低水的電離�,降低PH�。因此,防止EDI模塊�(jié)垢主要方法就是嚴(yán)格控制�(jìn)水結(jié)垢物�(zhì)含量�
5、氧化劑
如果�(jìn)水中氯氣和臭氧等氧化劑的含量�(guò)�,則可導(dǎo)致離子交換樹(shù)脂和離子交換的快速降�,離子交換能力和選擇性透過(guò)能力衰退,除鹽效果惡化模塊使用壽命縮�。樹(shù)脂和膜的氧化�(chǎn)物為水分子有�(jī)物,溶入水中�,一方面使產(chǎn)品水TOC增加,另一方面污染陰樹(shù)脂和陰膜�
被氧化降解的�(shù)脂機(jī)械強(qiáng)度下�,容易破�,產(chǎn)生碎片堵塞樹(shù)脂間隙,增加了水流的阻力�
6、鐵、錳
主要危害有:中毒;催�
7、顆粒雜�(zhì)
包括膠體和懸浮物。它們會(huì)污堵隔室水流通道、樹(shù)脂空�、樹(shù)脂和膜的孔道,導(dǎo)致模塊的壓降升高、離子遷移速度下降。一�,以SDI表示�(jìn)水中顆粒雜質(zhì)含量�
8、有�(jī)�
可以被吸附到�(shù)脂及膜表�,降低其活性。被污染的樹(shù)脂和膜傳遞離子的效率降低,膜堆電阻增��
9、二氧化�
隨著PH值變化呈不同形態(tài)分布,它們影響可分為兩�(gè)方面:一是碳酸根與鈣離子、鎂離子�(fā)生反�(yīng)形成碳酸鹽垢,其生成量與離子濃度、溫度和PH值有�(guān)。二是呈分子�(tài)的二氧化碳容易透過(guò)反滲透膜,也不易被EDI模塊除去。另�,二氧化碳的存在 還會(huì)顯著影響EDI�(duì)另一弱電解質(zhì)——二氧化硅的脫除�