EDI设计及工程运用

1、EDI设计及工程运用上海立源水处理技术有限责任公司EDI原理和基础EDI技术介绍技术介绍什么是EDI？ 电除盐法（Electrode ionization）又被称作填充床电渗析，简称EDI。它利用电渗析过程中的极化现象对离子交换填充床进行电化学再生，集中了电渗析和离子交换法的优点，克服了两者的弊端。 EDI技术是离子交换和电渗析技术相结合的产物，因此EDI的除盐机理具有很强的离子交换和电渗析的工作特征。 EDI技术介绍技术介绍EDI的脱盐过程： EDI的核心实际上就是在电渗析的淡水室填装了阴、阳离子交换树脂，见示意图。EDI技术介绍技术介绍EDI的脱盐过程： EDI的这种结构上的变化，使淡水室

2、的脱盐过程发生了质的变化，EDI的这种结构特点确保了它在运行过程中能同时进行着三个主要过程：1、在直流电场作用下，水中电解质通过离子交换膜发生选择性迁移； 2、阴阳离子交换树脂对水中电解质进行着离子交换，并构成“离子通道”；3、离子交换树脂界面水发生极化所产生的H和OH对交换树脂进行着电化学再生。 PS：电解质在树脂中的迁移速率比在水中高：电解质在树脂中的迁移速率比在水中高2到到3个数量级个数量级EDI技术介绍技术介绍EDI的脱盐过程： EDI对离子的脱除顺序与离子交换树脂对离子的吸附顺序相同，如上图所示。同时我们可以这样认为，在EDI组件中的离子交换树脂，沿淡水流向按其工作状态可以分为三个层

3、面，第一层为饱和树脂层，第二层为混合树脂层，第三层为保护树脂层。饱和树脂层主要起吸附和迁移大部电解质的作用，混合树脂层则承担着去除弱电解质等较难清除的离子的任务，而保护树脂层树脂则处于较高的活化状态，它起着最终纯化水的作用。 EDI技术介绍技术介绍产水（淡水）： 流经淡水室的水流，出水即产品水 浓水： 流经浓水室的水流极水： 流经极水室的水流。极水分阳极水和阴极水，阳极水含有氯气和氧气；阴极水含有氢气。EDI技术介绍技术介绍EDI技术相对离子交换技术的优点：v无需酸碱再生，环保安全v膜堆式设计，占地面积小v无酸碱储存和运输费用v不间断连续运行，不需要因再生而停机v操作简单，安全v运行费用和维护

4、成本低廉v产水水质高且稳定EDI技术介绍技术介绍EDI组件的形式：v板框式（IONPURE、E-Cell）v螺旋卷式 （DOW）常见常见EDI生产厂家生产厂家常见常见EDI生产厂家生产厂家常见常见EDI生产厂家生产厂家常见常见EDI生产厂家生产厂家常见常见EDI生产厂家生产厂家常见常见EDI生产厂家生产厂家EDI工艺设计EDIEDI技术的运用领域：技术的运用领域：v电厂化学水处理v电子、半导体、精密机械行业超纯水v制药工业工艺用水v精细化工、精尖学科用水v其他行业所需的高纯水制备不同领域的产水要求：不同领域的产水要求：v制药用水（蒸馏机进水）：电阻率2M.cmv中压锅炉补给水：电阻率0.2M.

5、cm；SiO2 100ppbv高压及临界锅炉补给水：电阻率5M.cm；SiO2 20ppbv化工、钢铁工艺用水：电阻率0.13M.cm；SiO2 20ppbv电子级超纯水：电阻率1015M.cmv芯片级电子超纯水：电阻率18M.cmPS：电阻率是电导率的倒数 电阻率（M.cm）=1/电导率（s/cm） 理论上绝对纯水的电阻率为18.24 M.cm（25 ）工业纯水工艺演变：EDI和混床工艺的比较：EDI和混床工艺的比较：EDI和混床工艺的比较：EDI和混床工艺的比较：EDI和混床工艺的比较：项 目指 标备 注TEA（含CO2）25ppm(CaCO3)PH值6.0 9.0硬度浓水LSI -2.0

6、CaCO3 计SiO2 0.5 ppmTOC 0.5 ppm 余氯 0.05 ppmFe、Mn、H2S 0.01 ppmCO23ppm油脂未检出EDI进水指标：进水指标对EDI的影响：1、硬度：浓水侧结垢，和碳酸浓度密切相关2、弱电解质：碳酸和硅比强电解质更难去除3、有机物：污染树脂，清洗不能恢复4、重金属：污染树脂，清洗不能恢复EDI技术的局限性：v对进水硬度要求高，需要软化或双级反渗透；v对弱电解质脱除能力不足，往往需要利用双级反渗透脱除碱度，以提高对硅等更弱的电解质的脱除率；v树脂容易受到有机物污染，元件寿命短；v一旦树脂性能下降，更换元件代价太高DOW-EDI系统的设计系统的设计DOW

7、-EDI组件进水水质要求 DOW-EDI系统的设计系统的设计DOW-EDI组件操作参数 DOW-EDI系统的设计系统的设计DOW-EDI装置回收率和进水硬度的关系 进水硬度EDI向浓水循环补加NaCl后的（以CaCO3计算）回收率电导率（S/cm）0.00.595%150-6000.51.090%150-6001.01.585%150-6001.52.080%150-600DOW-EDI系统的设计系统的设计EDI装置运行流程示意图DOW-EDI系统的设计系统的设计EDI装置运行程控步序表状态序号12345679步序启动1启动2启动3运行预停1预停2预停3停机EDI给水泵EDI浓水泵加盐计量泵整

8、流器电源时间1-2min10-20S20-30S5-10S5-10S1-2min流速运 行停机运行步骤2、程序转换时所需考虑的缓冲时间应在实际编程时进行考虑。泵阀状况表1、整流器电源应该等浓水电导率达到150us/cm以上再打开。备注DOW-EDI系统的设计系统的设计EDI装置设备的选型1、EDI给水泵选型流量：EDI产水流量/EDI回收率扬程：0.30.7MPa2、EDI组件数量根据装置产水量确定。EDI210型建议每只组件设计产水量不超过2m3/h，EDI316型建议每只组件设计产水量不超过2.5m3/h每套装置组件数量超过4只，建议选用双数只组件3、EDI浓水泵选型流量：EDI210型按

9、0.7m3/h组件数量计，EDI316型按1.0组件数量计扬程：0.20.25MPa4、EDI加盐装置选型加盐计量泵：按在浓水中加入150ppmNaCl计算，NaCl浓度按20%计加盐计量箱：在浓水中连续加入100ppmNaCl时，24小时的储量5、整流器选型电流：按每个回路8A计；电压：单组件回路按250VDC计，双组件回路按350VDC计DOW-EDI系统的设计系统的设计EDI前级系统设计1、单级反渗透当原水TDS小于300ppm时，EDI前处理可采用一级反渗透系统反渗透进水pH宜控制在8.08.5之间，可通过在反渗透进水中加NaOH实现采用加碱调节反渗透进水pH时，同时要注意反渗透浓水的

10、LSI值，防止反渗透浓水侧结垢2、二级反渗透当原水TDS大于300ppm时，EDI前处理应该采用二级反渗透系统第二级反渗透进水pH宜控制在8.59.0之间，可通过在二级反渗透进水中加NaOH实现采用加碱调节反渗透进水pH时，同时要注意反渗透浓水的LSI值，防止反渗透浓水侧结垢3、脱氧膜在电子级纯水系统中往往需要采用脱氧膜除去水中的溶解氧脱氧膜在除氧的同时，大约能脱除水中45%的溶解CO2，因此将脱氧膜系统设置在RO系统和EDI系统之间，能有效提高EDI装置的产水品质DOW-EDI系统的设计系统的设计装置设计图例装置设计图例 3个t=62.52个2个t=102个t=302个t=45t=40L=4

11、505个7个L=35065个L=4106个L=350t=25t=15t=32.53SAUTO RESET3SAUTO RESETt=20L=350SK31015T6TSK210t=3050TEXELLTMKC-200Lt=203SAUTO RESET3SAUTO RESETDOW-EDI系统的设计系统的设计工程现场的工程现场的EDI装置装置 青岛恒源诸城外贸DOW-EDI装置的运行装置的运行EDI装置启动前的检查内容1、EDI前处理系统运行正常，EDI进水符合设计要求；2、排水系统已经准备完毕；3、PLC程序已经输入；4、电路系统检查已完成，机泵运行正常；5、管路系统连接完成并清洗干净。DOW

12、-EDI装置的运行装置的运行EDI装置启动的基本步骤1、启动EDI给水泵，装置灌满纯水2、设置淡水流量3、启动浓水循环泵4、设置浓水排放流量以及极水流量,调节淡水补充水阀门5、设置淡水、浓水进口压力6、设置淡水、浓水出口压力7、启动加盐计量泵8、等浓水电导率达到150us/cm以上，启动整流器9、调节加盐计量泵的加入量，使浓水电导率稳定在150600 us/cm之间 EDI装置需设置和调整的参数1、产水流量；（设计通量）2、浓水循环流量；（每只组件0.31.0 m3/h ）3、极水排放量；（每只组件5070L/h ）4、浓水排放量；（产水量/回收率-产水量-极水排放量）5、进水压力；（7bar

13、）6、进水侧淡浓水压差；（ 0.40.7bar）7、出水侧淡浓水压差；（0.40.7bar）8、加盐计量泵注入量；（保持浓水电导率稳定）9、操作电流；（26A）DOW-EDI装置的运行装置的运行EDI装置需设置的连锁和报警点设置点浓水流量过低设定值0.3m3/h/支膜组件连锁内容激活报警信号；EDI装置转为待启动状态低于低流量设定值5秒钟，激活报警和连锁。装置进入工作状态时，流量应持续高于最低设定值5秒钟，整流器具备启动条件。设置点排放流量过低 （极水和浓排水）设置值浓排水65L/h/支膜组件，极水40L/h/支膜组件，连锁内容激活报警信号；EDI装置转为待启动状态低于低流量设定值5秒钟，激活

14、报警和连锁。装置进入工作状态时，流量应持续高于最低设定值5秒钟，整流器具备启动条件。设置点最低浓水电导值设定值150S/cm激活报警检查并调整浓水排放流量和盐溶液加入量。再生期间，浓水电导率将会高出设置点，短时间高浓度浓水对膜元件不会构成破坏，但持续时间太长将容易引起结垢。连锁延时在激活报警之前，高电导率条件必须维持30秒钟。EDI装置连锁装置连锁1、连锁延时2、连锁延时连锁内容3、DOW-EDI装置的运行装置的运行OMEXELLTMEDI装置的运行装置的运行EDI装置需设置的连锁和报警点（续）设置点产水流量过低设定值1.5 m3/h激活报警信号EDI装置转为待启动状态低于低流量设定值5秒钟，

15、激活报警，60秒激活连锁。装置进入工作状态时，流量应持续高于最低设定值30秒钟，整流器具备启动条件。设置点浓水泵未能启动设定值没有电机启动运行的信号连锁内容激活报警连锁期间操作者应该立即查找存在的问题。设置点EDI装置产水出口压力过高设定值正常产水出口压力+0.03MPa连锁内容激活报警连锁延时设置点EDI装置浓水泵进口压力过高设定值正常浓水出口压力+0.03MPa连锁内容激活报警连锁延时设置点盐计量箱液位过低设定值距离容器底部最小距离为7cm激活报警，关停计量泵。操作者给计量器中添加盐溶液。连锁期间EDI装置处于工作状态4、连锁内容连锁延时5、6、7、8、连锁内容EDI装置的运行程序1、ED

16、I装置置于手动控制模式；2、设置和调整好所有的流量、压力、电流和连锁值；3、将EDI装置置于自动控制模式。M为了使EDIEDI装置持续生产高纯水，必须满足四个条件。它们包括：合格的进水水质，足够运行的电流，合适的流量以及浓淡水压力差。上面的任一条件不满足，装置将难以稳定的生产高纯水。 。DOW-EDI装置的运行装置的运行运行数据的纪录1、下面参数至少每二小时纪录一次淡水进口压力（MPa）浓水进口压力（MPa）淡水出口压力（MPa）浓水出口压力（MPa）浓水排放流量（m3/h）浓水循环流量（m3/h）浓水电导率（s/cm）极水排放流量（m3/h）淡水流量（m3/h）装置电流（A）整流器电压（V）

17、产水电阻（M.cm）进水电导率（s/cm）产水温度（C）DOW-EDI装置的运行装置的运行运行数据的纪录2、下面参数建议每周测定一次进水硬度（mg/l）进水CO2（mg/l）进水硅含量（mg/l） DOW-EDI装置的运行装置的运行DOW-EDI的维护和故障分析的维护和故障分析系统的日常维护每天巡检离心泵，检查电机温度；同时检查水泵的密封定期校准压力表和流量表定期检查自动阀门，是否有漏水、漏气现象每天检查EDI装置管道和组件是否有泄漏现象定期检查EDI的接线情况，防止接线松动按要求纪录运行参数，根据产水水量、压力和产水水质判断故障并进行处理MEDI装置工作时采用了高压整流器，因此装置必须严格接

18、地，同时严禁非专业人员检修电气故障。系统的故障分析现现 象象可能存在的原因可能存在的原因修正措施修正措施EDI膜组件被污染查出污染原因，采取相应的清洗方法流量太大根据操作指导中的要求调整流量膜组件的压力降较小流量太小根据操作指导中的要求调整流量EDI膜组件被污染查出污染原因，采取相应的清洗方法阀门开度设置不正确检查并且保证所有应该打开的阀处于开启状态、并调整阀门开度流量仪出问题检查流量仪，保证正确运行进水压力太低确定并且解决这一问题进水水质超出了允许范围检查进水水质，CO2浓度过高是影响产水水质的常见原因电极接线不正确立即将系统卸载，更正线路。个别膜组件浓淡水接口错位关闭错接膜组件进出口阀，更

19、正接管。一个或多个的膜组件没有通电检查整流器的分组输出电流，接线电阻。总电流太低检查浓水的电导值是否太低，检查组件是否发生结垢，此外还需检查整流器。一个或多个的膜组件电流太低或太大检查膜组件接线是否将分组串联接线错为并联接线。浓水的压力较产水高重新设置浓水压力，使其低于淡水压力之间0.040.07MPa。详见操作指导水的回收率低检查浓水排放流量，可能太高。进水电导率下降向浓水中添加盐以提高其水的电导率加盐系统确认计量容器中有盐溶液，确认计量泵的动力电源正常，确认计量泵处于正常工作状态。EDI膜组件的压力降太大产水流量太小产水水质较差浓水电导率过低DOW-EDI的维护和故障分析的维护和故障分析O

20、MEXELLTMEDI的维护和故障分析的维护和故障分析系统的故障分析（续）浓水泵确认浓水泵已启动且空气已排净膜组件被污染检查污染原因，采取相应的清洗方法。阀门检查浓水泵旁路阀门的设置浓水排放流量过低阀门检查浓水排放阀门的设置排除接线错误可能；将泵置于手动状态重新启动，正常后转换为自动控制；淡水未送来；淡水阀门开度设置不正确；产水出口阀门未开启；流量开关值设置不正确接线存在问题。浓水排放阀门开度设置不正确；流量开关值设置不正确；浓水泵空气未排净；浓水阀门设置不正确；流量开关值设置不正确；浓水旁路阀开度过大。整流器没有处于自动状态整流器没有接通电源整流器内部空气内部的风扇没有转动；风扇外面的过滤网

21、或者格栅的孔洞被堵死。整流器间歇式出现故障整流器内部温度过高浓水流量过低在自动状态下系统不能运行浓水泵不启动淡水流量太低浓水排放流量过低浓水循环流量过低整流器无输出EDI组件的再生 在组件长时间停运、运行电流设置不当、进水水质不合格等情况下，EDI组件内的树脂可能失效，造成出水水质变差。这时候需要采用大电流再生来恢复树脂的除盐性能，保证EDI产水合格。 再生时应将再生运行电流提高到比正常运行电流大2A左右； 调节极水排放量至每只组件100150L/h； 其他参数和正常运行时一致； 在以上条件下运行812小时即完成EDI组件的再生。DOW-EDI的维护和故障分析的维护和故障分析EDI装置长时间停

22、机的维护v 将EDI膜组件中的水排放干净，使膜组件中不存在死水。v 关闭所有的EDI装置的进出口阀门，以保证膜组件内部的潮湿度。v 长时间关闭后重新投入运行，EDI膜组件可能需要再生，再生时间约为812小时。M在准备装置长时间停机过程中，整流器输出电源必须关闭。并且整流器输入电源也应处于关闭状态 。DOW-EDI的维护和故障分析的维护和故障分析DOW-EDI装置的化学清洗装置的化学清洗一般情况下，每半年应对EDI膜组件进行一次清洗，这因为，一些程度较小、时间较短的偏离操作条件的操作会引起轻微的结垢，但随着时间的增加而会连续积累。一旦达到较严重的程度再进行清洗，通常很难被去除。 需要进行清洗的原因：v由于硬度引起EDI膜组件浓室的结垢。vEDI膜组件内离子交换树脂或者膜受到无机物的污染。vEDI膜组件内离子交换树脂或者膜受到有机物的污染。v生物对EDI膜组件以及系统管道的污染。v以上各种污染的综合情况。清洗系统流程图DOW-EDI装置的化学清洗装置的化学清洗清洗药剂的选择1）酸性配方2%