EDI技術(shù)在火力發(fā)電廠鍋爐補(bǔ)給水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

引言熱力系統(tǒng)中水的品質(zhì)是影響電廠設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要因素，因此，選擇適宜的化學(xué)水處理工藝顯得尤為關(guān)鍵，既要求能保證熱力系統(tǒng)所需的水質(zhì)指標(biāo)，又要求高校低耗環(huán)保的運(yùn)行。而EDI技術(shù)因其具有牢靠的出水水質(zhì)、簡(jiǎn)捷便利的操作方式等特點(diǎn)，被越來越多的應(yīng)用到電廠水處理行業(yè)中。那么什么是EDI？EDI〔electrodeionization〕是一種將電滲析和離子交換相互結(jié)合在一起的除鹽工藝，又稱連續(xù)電除鹽技術(shù)，是國際上20世90年月漸漸興起的型純水及超純水處理技術(shù)，由于它能夠連續(xù)不連續(xù)的去除離子，所以又稱為去離子〔ContinuousDeionization,CDI〕,我國稱這種技術(shù)為填充床電滲析。因在電滲析的淡水室中填充了陰、陽離子交換樹脂，更大程度的提高了電滲析的的脫鹽深度，有利于電滲析極化而發(fā)生水電離產(chǎn)生的H+和OH－離子，實(shí)現(xiàn)樹脂的再生來抑制樹脂失效后通過化學(xué)藥劑再生的缺陷，使用中可獲得更良好的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。因而EDI技術(shù)是一種完善的除鹽工藝，是水處理技術(shù)的又一次革命，也是將來水處理技術(shù)中深度脫鹽的趨勢(shì)。第一章概述第一節(jié) 火電廠水處理一、水在火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程中的作用火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化過程。它是利用燃料〔煤、石油或自然氣等〕所隱蔽的化學(xué)能，通過燃燒變成熱能傳給鍋爐中的水，使水轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂写_定壓力和溫度的蒸汽后送入汽輪機(jī)；在汽輪機(jī)中，蒸汽膨脹做功，將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能變?yōu)殡娔芩椭岭娋W(wǎng)。所以，在火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程中，水擔(dān)負(fù)著傳遞能量的重要作用。另外，水在發(fā)電廠的生產(chǎn)過程中，也擔(dān)負(fù)著冷卻介質(zhì)的作用，用來冷卻汽輪機(jī)排出的蒸汽、冷卻轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備的軸瓦等。二、水質(zhì)對(duì)熱力系統(tǒng)的影響長期的實(shí)踐使人們生疏到，熱力系統(tǒng)中水的品質(zhì)，是影響發(fā)電廠熱力設(shè)備〔鍋爐、汽輪機(jī)等〕安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要因素之一。沒有經(jīng)過凈化處理的自然水含有很多雜質(zhì)，這種水如進(jìn)入汽水循環(huán)系統(tǒng)，將會(huì)造成各種危害。為了保證熱力系統(tǒng)中有良好的水質(zhì)，必需對(duì)水進(jìn)展適當(dāng)?shù)倪M(jìn)化處理和嚴(yán)格的監(jiān)視汽水質(zhì)量?；痣姀S中由于汽水品質(zhì)不良而引起的危害簡(jiǎn)述如下：〔1〕熱力設(shè)備的結(jié)垢〔2〕熱力設(shè)備的腐蝕〔3〕過熱器和汽輪機(jī)的積鹽三、電廠鍋爐補(bǔ)給水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求由于水對(duì)電廠熱力系統(tǒng)有重要的影響，而且為了保證電廠鍋爐安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，所以，要求鍋爐補(bǔ)給水的質(zhì)量不低于相應(yīng)鍋爐補(bǔ)給水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，其中主要指標(biāo)有硬度 <5μmol/L，電導(dǎo)率<0.2μS/cm(25℃),SiO

<0.02mg/L2滿足電廠對(duì)鍋爐補(bǔ)給水水質(zhì)的要求。四、現(xiàn)代火電廠水處理技術(shù)近年來，全膜法作為水處理的一種前言技術(shù)，可以將工業(yè)廢水和生活污水處理后到達(dá)歐洲飲用水標(biāo)準(zhǔn)。將微濾、超濾、反滲透和電去離子〔EDI〕4膜水處理技術(shù)，其中預(yù)處理系統(tǒng)承受了超濾裝置。預(yù)處理系統(tǒng)超濾系統(tǒng)是反滲透單元的前處理設(shè)備，超濾裝置可去除水中大局部的懸浮物、膠體、病毒、細(xì)菌、有機(jī)物及濁度。超濾產(chǎn)水進(jìn)入超濾產(chǎn)水水箱后，由反滲透低壓泵送到保安過濾器，對(duì)反滲透進(jìn)水再次過濾，然后向反滲透進(jìn)水中參與復(fù)原劑和阻垢劑，以去除游離氯和降低反滲透膜堵塞幾率。反滲透系統(tǒng)反滲透技術(shù)是一種先進(jìn)的節(jié)能的膜分別技術(shù)，其原理是高于溶液滲透壓的作用下，依據(jù)離子、細(xì)菌等雜志不能透過半透膜而將這些物質(zhì)和水分別開來。由于反滲透膜的膜孔徑格外小〔僅為1nm左右〕，因此能有效地去除水中的溶解鹽、膠體、微生物、有機(jī)物等〔去除率高達(dá)97﹪～98﹪〕。該技術(shù)具有出水水質(zhì)好、能耗低、無污染、工藝簡(jiǎn)潔、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，但是反滲透產(chǎn)水還不能滿足中高壓鍋爐的用水要求，還需進(jìn)一步除鹽。五、火力發(fā)電廠化學(xué)水處理的進(jìn)展概況隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速進(jìn)展和科學(xué)技術(shù)的不斷提高，火力發(fā)電廠水處理技術(shù)也越來越先進(jìn)，特別是改革開放以來，具有國際先進(jìn)水平的全膜脫鹽技術(shù)在我國逐步推廣使用?？v觀我國電廠化學(xué)水處理技術(shù)的進(jìn)展史如下：2050607080交換水處理技術(shù)。90年月承受了超濾+反滲透+混床或陰、陽離子交換等技術(shù)。進(jìn)入21+EDI電除離子技術(shù)大力推廣和使用，為火力發(fā)電廠供給了高質(zhì)量的生產(chǎn)用水。

其次節(jié) EDI技術(shù)的進(jìn)展EDI凈水技術(shù)是隨著工業(yè)生產(chǎn)對(duì)純水質(zhì)量要求的不斷提高和環(huán)保法規(guī)對(duì)化學(xué)物品排放把握要求的日趨嚴(yán)格而逐步進(jìn)展起來的。目1986EDI膜堆技術(shù)工業(yè)化以來，全世界已安裝了數(shù)千套EDI系統(tǒng)，尤其在制藥、半導(dǎo)體、電力和外表清洗等工業(yè)中得到了大力的進(jìn)展，同時(shí)在廢水處理、飲料及微生物等領(lǐng)域也得到廣泛使用。一、EDI技術(shù)在國外的進(jìn)展1950年，Kunin首先提出了在淡化室填充離子交換樹脂的電滲析器概念，論述了離子交換膜與樹脂的結(jié)合將帶來的優(yōu)越性。在1955年，WalterEDIEDI凈水設(shè)備處理放射性廢水，并爭(zhēng)論了離子遷移機(jī)理，此后爭(zhēng)論工作連續(xù)不斷。而在1957EDI設(shè)備已經(jīng)獲得了專利權(quán)，但此后多年它在水處理70年月，爭(zhēng)論思路著重于將填充樹脂視為降低電滲析器膜堆電阻、避開結(jié)垢、提高極限電流密度的重要EDI爭(zhēng)論連續(xù)得到進(jìn)展，爭(zhēng)論的關(guān)鍵集中于EDI的裝置設(shè)計(jì)，不斷有更的裝置推出。然而，由于缺乏理論指導(dǎo)，裝置設(shè)計(jì)任憑性較大，加之預(yù)處理手段也格外不完善，所以，設(shè)備的牢靠性和穩(wěn)定性都很差。樹脂1987年美國Millipore公司(密理博公司,全球頂尖生命科學(xué)和生物工藝領(lǐng)域的策略性供給商)才領(lǐng)先推出商品名為IonpureCDI的第一臺(tái)電去離子凈水器，這一專1988年進(jìn)展了第一次現(xiàn)場(chǎng)安裝，首次決于其在裝置設(shè)計(jì)，特別是淡化室隔板設(shè)計(jì)上的突破。208090年月之后，爭(zhēng)論者漸漸EDI更適合于低含鹽量溶液的深度脫鹽，而在(美國過濾集團(tuán)，設(shè)計(jì)并制造了一系列市政用水及廢水處理設(shè)備)公司收購后，此U.S,Filter公司旗下連續(xù)進(jìn)展壯大，而自從該技術(shù)的商業(yè)可行性得到證明后，已經(jīng)有很多公司供給了相像的產(chǎn)品。因此RO/EDI”集成設(shè)計(jì)紛紛消滅，EDI產(chǎn)水電阻率快速提高到15~18MΩ·cmRO/EDI”集成膜過程成為技術(shù)水平最高的一代超純水生產(chǎn)技術(shù)。近十年，尤其是最近幾年來EDI技術(shù)取得了很大的進(jìn)展?，F(xiàn)在國外如美國E-CELL等公司已成功地商業(yè)化生產(chǎn)EDI設(shè)備，出水質(zhì)量可與傳統(tǒng)混床技術(shù)出水質(zhì)量相媲美，在國際上兩者售價(jià)已不相上下；EDI與反滲透〔RO〕一樣設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)模塊，可以大批量生產(chǎn)和大規(guī)模組合，水量能夠滿足工業(yè)用水的要求。二、EDI技術(shù)在國內(nèi)的進(jìn)展2070年月對(duì)這種技術(shù)曾做過一些爭(zhēng)論，也取得了一些科研成果，但是由于種種緣由，我國填充床電滲析技術(shù)的爭(zhēng)論停滯了10多年，以致于商品化的填充床電滲析器遲遲不能面世。2090EDI技術(shù)在水的軟化、樹脂的電再生等方面的技術(shù)和專利報(bào)道，但是純水水質(zhì)達(dá)不到電子級(jí)高純水的標(biāo)準(zhǔn)。再近兩三年來，國內(nèi)EDI裝置制造技術(shù)有了實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，衛(wèi)生裝備爭(zhēng)論所及國家海洋局杭州水處理技術(shù)爭(zhēng)論開發(fā)中心研制出了20233202312月通過了有關(guān)技術(shù)鑒定，在產(chǎn)水水質(zhì)、水耗、電耗等方面到達(dá)了美國和加拿大同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，同時(shí)配置了規(guī)?；a(chǎn)所需要的設(shè)備和模具，具備了產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)條件，但是我國目前使用的EDI產(chǎn)品主要是國外進(jìn)口。三、EDI技術(shù)應(yīng)用前景由于EDI技術(shù)的優(yōu)越性，該技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)展很快。目前，國際上已有多家公司生產(chǎn)銷售EDI系統(tǒng)，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，而且此技術(shù)已在國際上形成穩(wěn)定市場(chǎng)，并在不斷拓展壯大。隨著環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng)和環(huán)保要求的提高，與需要化學(xué)再生而產(chǎn)生大量廢水污染的傳統(tǒng)EDI技術(shù)將備受青睞，并且隨著膜技術(shù)的不斷進(jìn)展，EDI3~585﹪的工業(yè)水處理系統(tǒng)將承受EDI技術(shù)。我國目前雖沒有大規(guī)模應(yīng)用EDI技術(shù)，其爭(zhēng)論滯后，但國內(nèi)水處理技術(shù)市場(chǎng)很大，并且將會(huì)迅EDI技術(shù)是目前水處理行業(yè)正在興起的技術(shù)，它經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的特性備受行業(yè)矚目，將會(huì)成為水處理設(shè)備的主流產(chǎn)品，并在工業(yè)水處理領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。其次章 EDI技術(shù)第一節(jié) EDI技術(shù)的工作原理EDIED陽離子交換樹脂而成，它集電滲析預(yù)脫鹽和陰、陽離子交換全除鹽于一體，進(jìn)一步使水溶液得到凈化，制備出高純水。1、EDIEDI是一種物理除鹽工藝，，一套EDI由多個(gè)除鹽單元組成，一個(gè)EDI單元由離子交換樹脂、離子選擇性膜以及直流電場(chǎng)組成，其主要分為以下幾個(gè)局部：淡水室：將離子交換樹脂填充在陰、陽離子交換膜之間形成淡水單元；濃水室：用網(wǎng)狀物將每個(gè)EDI極水室；絕緣板和壓緊板；電源及水路連接。2、EDI圖1 EDI工作原理EDIDCE為3:2的陰、陽離子交換樹脂，并混合均勻，組合成一個(gè)小混床；兩給水室間裝有陰膜和陽膜組成濃水室C，在濃水室兩外側(cè)分別安裝陰極和陽極組成電極室E，陰膜外側(cè)裝正極，陽膜外側(cè)裝陰極組EDIEDID室內(nèi)水溶液中陰、陽離子分別通過陰、陽膜進(jìn)入膜兩側(cè)C3、EDI離子交換過程當(dāng)原水進(jìn)入給水室D時(shí)，如上圖1，離子交換樹脂遇水就會(huì)將其自身某一種具有活性的離子和水中某電離子相互交換，即發(fā)生置換反響，HCa2++2RH→R

Ca+2H+,Mg2++2RH→R2

Mg+2H+,Na++RH→RNa+H+2OHCl-+ROH→RCl+OH-,

+OH-,4 4SO2-+2ROH→RSO+OH-,

+OH-,4 2 4 3 3HSiO

-+ROH→RHSiO

+OH-3 3此時(shí)，淡水室中的陰陽離子吸附到樹脂顆粒上，構(gòu)成離子遷移通道，從而去除水中可溶解的離子，但是交換樹脂本身不溶于水，并且其交換反響是可逆的，樹脂可以再生復(fù)原連續(xù)使用。電滲析過程〔選擇性遷移過程〕陰陽離子交換樹脂膜交替排列于正負(fù)電極之間，并用隔板將其隔開，組成淡化和濃縮兩個(gè)系統(tǒng)。因在純水中，離子交換樹脂的導(dǎo)2～3從溶液到膜面的離子遷移都是通過樹脂來完成的，從而在直流電場(chǎng)的作用下，吸附于樹脂顆粒上的離子經(jīng)由樹脂顆粒構(gòu)成的離子傳輸通道遷移到膜外表，并透過離子選擇性膜進(jìn)入濃水室，陽離子交換膜只允許陽離子進(jìn)入并透過，陰離子交換膜只允許陰離子進(jìn)入并透過，使淡水室中的鹽水淡化，濃水室中的鹽類不斷增加，使鹽水濃縮，實(shí)現(xiàn)脫鹽的目的。電滲析元件由于直流電場(chǎng)的作用，在陰、陽電極外表發(fā)生電H2

和O2從電極兩側(cè)排出的含有氣體的水叫極水，連續(xù)排掉叫極水排放。樹脂的電再生過程：離子交換樹脂使產(chǎn)水通道中的電阻降低，加強(qiáng)了離子遷移，增加了離子的去除力氣，提高產(chǎn)水水質(zhì)，所以樹脂的再生顯得尤為重H+OH-，這種分別H+OH-EDI脂進(jìn)展電化學(xué)再生，使樹脂始終處在連續(xù)工作的狀態(tài)下，顯著地提高產(chǎn)水量。離子交換樹脂的再生與除鹽過程同時(shí)完成，無需額外添加酸堿等化學(xué)藥品，減輕環(huán)境污染。上述三個(gè)過程同時(shí)發(fā)生、同時(shí)存在，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)運(yùn)行的目的。二、EDI提高電流密度EDI在運(yùn)行過程中，水溶液中的陰、陽離子是經(jīng)過陰、陽樹脂再傳遞到陰、陽離子交換膜的，其總電流密度是溶液的電流密度與離子交換樹脂的電流密度之和。因此，EDI連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行H

OH+OH-，可隨時(shí)2對(duì)陰、陽離子交換樹脂進(jìn)展電化學(xué)再生，不必停運(yùn)設(shè)備單獨(dú)進(jìn)展EDI能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，并且抑制了電滲析的極化現(xiàn)象。陰、陽離子交換EDI對(duì)水溶液中陰、陽離子的脫除挨次與離子交換樹脂的挨次一樣，也分為三個(gè)層次，底部進(jìn)水側(cè)是失效飽和層，被置換和遷移的陰、陽離子進(jìn)入濃水室；中間層是工作層，主要去除和遷移水溶液中的弱電解質(zhì)；上部樹脂是保護(hù)層，始終處于高度再生狀態(tài)，保證了產(chǎn)水的純度。其次節(jié) EDI組件構(gòu)造及其關(guān)心系統(tǒng)一、EDI構(gòu)造EDI主要有兩種類型：板式構(gòu)造在一方形或者長方形壓力容器內(nèi)，用陰、陽離子交換膜隔成三個(gè)水室，中間容積大并布滿陰、陽離子交換樹脂〔混合均勻〕；頂部壓上過濾網(wǎng)和導(dǎo)流板用于引出產(chǎn)水；陰、陽膜兩側(cè)為濃水室，并且裝有陰、陽電極；陰、陽電極兩側(cè)為極水室，分別用導(dǎo)管引出濃水和極水，其根本構(gòu)造與DEI工作原理雷同。整個(gè)制水設(shè)備由多個(gè)組件并聯(lián)組成，濃水則單獨(dú)由濃水泵連接濃水系統(tǒng)進(jìn)展?jié)馑h(huán)，依據(jù)制水回收率適當(dāng)排放濃水。極水則單獨(dú)形成系統(tǒng)，且極水要全部排掉。卷式構(gòu)造〔2〕卷式EDI是我國浙江歐美環(huán)境工程研發(fā)制作的，且于2023年在電力行業(yè)安裝使用。其構(gòu)造主要是以陰極〔不銹鋼或白金管〕為中心，陰、陽膜之間填充陰、陽離子混合樹脂，加導(dǎo)流網(wǎng)圍由白金卷制成圓筒狀，外PVC圓筒內(nèi)，下局部別進(jìn)入原水和濃水〔鹽水〕，頂局部別引出濃水和產(chǎn)水，極水從圓箱一側(cè)引出，直流電從頂部接入。圖2 卷式EDI構(gòu)造〔a〕EDI組件剖視圖；〔b〕EDI組件俯視圖二、EDI裝置的關(guān)心系統(tǒng)1、加鹽系統(tǒng)EDI料，則淡水室靠樹脂傳輸電流，濃水室靠溶液傳輸電流，而且EDI模塊進(jìn)水的含鹽量低，電導(dǎo)率一般小于40s/cm，所以濃水室內(nèi)的電導(dǎo)率比樹脂低的多，很難維持足夠大的系統(tǒng)電流，電流低則不能高質(zhì)量的產(chǎn)水，故濃水的電導(dǎo)率將影響產(chǎn)水電導(dǎo)率，其關(guān)系可從以以下圖中看出：圖3 濃水電導(dǎo)率于產(chǎn)水電導(dǎo)率的關(guān)系從圖中分析可得知，濃水電導(dǎo)率直接影響產(chǎn)水電導(dǎo)率，當(dāng)濃水電導(dǎo)率在100~200μs/cm 之間時(shí)，產(chǎn)水電導(dǎo)率相對(duì)穩(wěn)定，當(dāng)濃水電導(dǎo)率低于100μs/cm時(shí)，產(chǎn)水電導(dǎo)率持續(xù)上升，且濃水電導(dǎo)率越低，產(chǎn)水水質(zhì)越差。EDI設(shè)備在運(yùn)行1~2h后，必需向濃水系統(tǒng)中加NaCl鹽250~300μs/cm之間，提高產(chǎn)水水質(zhì)。2、清洗系統(tǒng)EDI屬于水的精處理裝置，不管預(yù)處理承受哪種方法，都不行避開地使組件內(nèi)陰、陽離子交換膜受到污染，特別是在系統(tǒng)把握不嚴(yán)格時(shí)，會(huì)使產(chǎn)水質(zhì)量下降，甚至造成組件不行恢復(fù)損壞。所以，EDIEDI(其樹脂不能更換)。EDI系統(tǒng)的清洗裝置可依據(jù)EDI裝置的容量進(jìn)展配置，也可以與反滲透的清洗裝置公用。第三節(jié)EDI的主要因素16MΩ·cm的高純水，但對(duì)進(jìn)水要求比較嚴(yán)格，而且產(chǎn)水水質(zhì)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)水溫度、極水排放、操作電流和電壓等對(duì)EDI設(shè)備的性能也有確定的影響，因此，必需加強(qiáng)系統(tǒng)把握才能保證EDI的安全運(yùn)行。一、EDI對(duì)進(jìn)水水質(zhì)的要求表1 EDI進(jìn)水指標(biāo)要求項(xiàng)目指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)TEA(mg/L)≤8TOC(mg/L)<0.3pH6~9Cl(mg/L)0.05≤0.5Fe、Mn(mg/L)<0.01CO2(mg/L)≤3SDI<1.0活性硅〔SiO2〕(mg/L)<0.2濁度<1.01、TEA把握TEAEDITOC表示，它是EDI制水系統(tǒng)的一個(gè)重要指標(biāo)。在EDI膜組件中允許進(jìn)水中陰、陽離子含量最大為25mg/L,，因進(jìn)水中陰、陽離子是平衡的，假設(shè)水中的TEA小于25mg/L時(shí)，則水中的TEC含量必定小于25mg/L。假設(shè)把握了進(jìn)水中TEA含量，就能滿足EDI組件對(duì)進(jìn)水中可交換離子濃度的要求。2、TOC(總有機(jī)碳)的影響進(jìn)水中假設(shè)有機(jī)物含量過高，會(huì)造成樹脂和選擇透過性膜的的有機(jī)污染，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行電壓上升，產(chǎn)水水質(zhì)下降。3、硬度的影響假設(shè)進(jìn)水的殘存硬度太高，會(huì)導(dǎo)致濃縮水通道的膜外表結(jié)垢，影響產(chǎn)水水質(zhì)，如圖4，當(dāng)進(jìn)水的硬度小于900μg／L時(shí)．其產(chǎn)水電阻率并無影響；當(dāng)進(jìn)水硬度大于900μg／L時(shí)，產(chǎn)水電阻率將隨進(jìn)水硬度的上升而持續(xù)下降。所以，實(shí)際運(yùn)行中需把握進(jìn)水的硬度低于0.5mg/L。2CO2

圖4 產(chǎn)水電阻率與進(jìn)水硬度的關(guān)系2EDICO的含量是22EDI5CO2

的含量小9mg／L9mg/L后，產(chǎn)水電阻率隨進(jìn)水游離CO2含量的增大而大幅下降。圖5 產(chǎn)水電阻率與進(jìn)水游離CO2濃度的關(guān)系曲線22CO的存在，EDIpH6.0EDI弱電解質(zhì)的去除效果較弱，影響產(chǎn)水水質(zhì)，故應(yīng)實(shí)行正確的措施來削減CO的含量。225、濁度、污染指數(shù)〔SDI〕的影響EDI組件產(chǎn)水通道內(nèi)填充有離子交換樹脂，過高的濁度和污染指數(shù)會(huì)使通道堵塞，造成系統(tǒng)壓差上升，產(chǎn)水量下降。二、進(jìn)水溫度的把握進(jìn)水溫度對(duì)EDI也有確定的影響，一般要求進(jìn)水溫度在15~35℃，水溫太低會(huì)增加水的粘度，降低水的導(dǎo)電性，對(duì)離子的遷移和樹脂的再生不利，應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾舆M(jìn)水溫度，有利于水在樹脂和膜外表的極化，提高產(chǎn)水質(zhì)量。三、極水排放的把握EDIO

HS2 2 2 2氣體，這些氣體的存在會(huì)導(dǎo)致極水室電阻增加，減小整個(gè)系統(tǒng)的電流，影響整套設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，所以要準(zhǔn)時(shí)排放極水，把握極水排放量，帶走存在的氣體，通常極水排放量為濃水排放量的1/2。四、操作電流和電壓電壓和電流是影響EDI設(shè)備水解和樹脂再生的重要因素，隨著H+OH-，促進(jìn)樹脂的再生，提高產(chǎn)水水質(zhì)，但是增加到確定程度時(shí)，離子交換和樹脂再生到達(dá)一個(gè)平衡狀態(tài)，假設(shè)連續(xù)增加電流和電壓，將造成電廠的運(yùn)行費(fèi)用提高，所以把握好電廠的電流和電壓相當(dāng)重要。第三章 EDI技術(shù)與傳統(tǒng)混床技術(shù)相比第一節(jié) 傳統(tǒng)混床技術(shù)EDI以它特有的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，漸漸取代著傳統(tǒng)混合床技術(shù)，并在電廠應(yīng)用中取得良好效果。一、混合床除鹽1、原理混合離子交換器簡(jiǎn)稱混床，它是將強(qiáng)型陽樹脂和陰樹脂按確定的比例混合后，穿插排列裝在同一交換器中，能夠同時(shí)與水中的陰、陽離子進(jìn)展離子交換反響的設(shè)備，此處的樹脂必需是強(qiáng)型的，弱酸樹脂和弱堿樹脂組成的混合床出水水質(zhì)比較差，一般不承受。運(yùn)行前，要將陰、陽樹脂混合均勻，使陰、陽離子的交換反響幾乎同時(shí)進(jìn)展，這樣經(jīng)陽離子交換所產(chǎn)生的H+和經(jīng)陰離子交換所產(chǎn)生的OH-不會(huì)積存起來，會(huì)馬上相互反響中和成H

O,使出水水質(zhì)良好，其2反響式為：Na

1/2SO

Na

1/2SO 4Cl Cl AH+BOH+1/2Ca + 21/2Mg2HSiO3

1/2Mg HCO3HSiO32、混合床的樹脂混合床樹脂一般有以下要求：混合床中的陰、陽樹脂應(yīng)有確定的密度差，通常大于15﹪，便利樹脂再生時(shí)的分別。混床應(yīng)選用顆粒較均勻的樹脂，由于樹脂的分別效果不僅與樹脂的密度有關(guān)，還與樹脂顆粒大小有關(guān)，假設(shè)顆粒大小不均勻，則分層難度增加，而且樹脂顆粒范圍過大，會(huì)增加水流阻力。樹脂應(yīng)有較高的機(jī)械強(qiáng)度。假設(shè)單獨(dú)使用混合床除鹽，陰、陽樹脂的體積比應(yīng)為〔2～3〕﹕12～33、樹脂的再生混合床中樹脂失效以后，首先將陰陽兩種樹脂進(jìn)展分別，再分別進(jìn)展再生和清洗，最終將兩種樹脂混合均勻，投入運(yùn)行。樹脂的再生分為體內(nèi)再生、體外再生和陰樹脂外移再生，在熱力發(fā)電廠中一般不用第三種方法。體內(nèi)再生體內(nèi)再生就是樹脂在交換器內(nèi)進(jìn)展再生的方法，它又可依據(jù)進(jìn)酸、進(jìn)堿和清洗步驟的不同，又可分為兩步法和同時(shí)進(jìn)展法。顧名思義，兩步法就是酸、堿再生液不是同時(shí)，而是分先后進(jìn)入交換器。而同時(shí)進(jìn)展法是指酸液和堿液同時(shí)進(jìn)入混合床上、下部，并接著進(jìn)清洗水，對(duì)陰、陽樹脂分別進(jìn)展清洗。體外再生把失效樹脂全部轉(zhuǎn)移到專用的再生器中進(jìn)展再生，其再生過程與體內(nèi)再生法一樣。4、混合床運(yùn)行的特點(diǎn)混合床的出水水質(zhì)優(yōu)良、穩(wěn)定，連續(xù)運(yùn)行對(duì)出水水質(zhì)影響較小，在運(yùn)行末期失效前，出水電導(dǎo)率上升快，有利于運(yùn)行監(jiān)視，但混床技術(shù)也存在確定的缺點(diǎn)，樹脂交換容量的利用率低，樹脂損耗率大，為保證出水水質(zhì)，需投入較多的再生劑，因此再生劑比耗高，而且污染環(huán)境，再生操作簡(jiǎn)潔，需要的時(shí)間長。其次節(jié) EDI技術(shù)的可行性分析一、EDI2023年濟(jì)南市為滿足南郊地區(qū)集中供熱的需求，加快濟(jì)南市五年大變樣總體規(guī)劃的建設(shè)步伐，打算由濟(jì)南市南郊熱電廠建金雞嶺熱源廠，他們所選用的化學(xué)水處理工藝確定為“反滲透+電去離子〔EDI〕”的無污染排放環(huán)保型水處理工藝，具體如下：原水→原水池→原水泵→換熱器→管道混合器→多介質(zhì)過濾器→活性炭過濾器→保安過濾器→高壓泵→反滲透→中間水箱→中間水泵→電去離子EDIEDI水水質(zhì)均進(jìn)展了比較，其統(tǒng)計(jì)如下：預(yù)處理-RO-混床預(yù)處理-RO-EDI表預(yù)處理-RO-混床預(yù)處理-RO-EDI名稱數(shù)量?jī)r(jià)格名稱數(shù)量?jī)r(jià)格Φ1800214.20MB001/2017.5M311.00氣動(dòng)閥組29.20再生泵21.56樹脂捕獲器10.75計(jì)量箱Vn=1M321.06電磁閥箱46.00酸堿儲(chǔ)槽Vn=5M328.20酸堿噴射器20.80酸霧吸取器10.25儀表16.50EDI2150.00把握系統(tǒng)14.50Q=50m3/h卸酸堿泵21.10中和泵24.80中和系統(tǒng)13.50羅茨風(fēng)機(jī)25.50酸堿系統(tǒng)管閥19.00增加安裝費(fèi)4.40中和池土建防腐16.00酸堿間土建防腐6.00地溝防腐11.00投資合計(jì)125.22表3 兩種工藝流程的運(yùn)行費(fèi)用比較預(yù)處理-RO-EDI預(yù)處理-RO-EDI預(yù)處理-RO-混床項(xiàng)目噸水本錢(元)年運(yùn)行費(fèi)(萬元)噸水本錢(元)年運(yùn)行費(fèi)(萬元)備注電費(fèi)0.9667.500.8458.80電費(fèi):1.0/噸計(jì)水費(fèi)1.3594.501.4198.70水費(fèi):0.6/噸計(jì)堿費(fèi)0.000.000.3524.50堿價(jià)格:1000/噸計(jì)酸費(fèi)0.000.000.107.00酸價(jià)格:800/噸計(jì)蒸汽費(fèi)1.2084.001.2788.90蒸汽價(jià)格:60/噸計(jì)藥劑費(fèi)〔阻垢費(fèi)〕0.2114.700.2316.102mg/L樹脂更換費(fèi)0.000.000.032.20年更換率：20﹪RO0.2114.700.2114.70年更換率：20﹪EDI0.1812.800.000.00年更換率：20﹪濾芯更換費(fèi)0.032.100.032.10年更換率：20﹪折舊費(fèi)0.115.140.077.6810合計(jì)4.25295.144.54320.68〔理〕〔理〕〔理〕年運(yùn)行費(fèi)差額投資差額回收期1500000.001252200.00247800.00255400.001注：1.年運(yùn)行時(shí)間按7000小時(shí)計(jì)面積所增加的建筑投資未考慮2.混床方案中排污費(fèi)未計(jì)3.混床方案中所須廠房高度高及4.水單價(jià)已考慮了預(yù)處理費(fèi)用電導(dǎo)率硬度二氧化硅/(μg/L)項(xiàng)目/(μS/cm)/(μmol/L)水汽質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求水質(zhì)<0.2≈0<20+EDI0.07≈0<5一級(jí)離子交換除鹽加混床〔統(tǒng)計(jì)平均0.1≈0<0值〕EDI技術(shù)無論是從設(shè)備投資還是運(yùn)行費(fèi)用都比傳統(tǒng)混床技術(shù)占優(yōu)勢(shì)，EDI的一次性投資雖比混床技術(shù)多247800.00元，但是它的運(yùn)行費(fèi)用要少255400.00元，所以幾乎運(yùn)行一年多時(shí)間就可以抵消投資差額，所以，從經(jīng)濟(jì)效益角度來講，EDI從表4可以看出，雖然兩者出水的水質(zhì)均符合鍋爐的補(bǔ)給水要求，但EDI經(jīng)該電廠的運(yùn)行和實(shí)踐證明，以上分析正確，而且EDI技術(shù)可靠穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境保護(hù)有獨(dú)到的優(yōu)越性。二、EDI1、出水優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定圖6 原水與EDI產(chǎn)水電導(dǎo)率的變化6，隨著時(shí)間的增加，EDI電導(dǎo)率小于0.07μS/cm，與混床技術(shù)相比，提高了出水水質(zhì)，這是由于EDI裝置不需要停機(jī)再生，是一個(gè)連續(xù)的凈水過程，而混床技術(shù)的制水過程為連續(xù)式，剛開頭制水水質(zhì)較高，隨著失效終點(diǎn)的接近，其出口的水質(zhì)開頭漸漸變差，需要停機(jī)，實(shí)施樹脂的再生。因此，EDI2、占地面積小電廠在選址設(shè)計(jì)時(shí)，因場(chǎng)地有限，而EDI設(shè)備已成為模塊化，系統(tǒng)比較簡(jiǎn)潔，構(gòu)造緊湊，具有良好的組合靈敏性，與混床離子裝置的占地面積相比，EDI設(shè)備為它的1/3面積，可以依據(jù)具體的場(chǎng)地進(jìn)展設(shè)計(jì)和施工，節(jié)約占地。3、投資略高，運(yùn)行費(fèi)用低23EDI行費(fèi)用比較低，經(jīng)計(jì)算，工業(yè)化的EDI模塊已國產(chǎn)化，造價(jià)已低于1萬元，比混床設(shè)備的投資高20﹪左右，但是假設(shè)考慮混床離子交換技術(shù)需要有酸堿儲(chǔ)存及配套的廢水處理設(shè)施和后期維護(hù)，最終兩者的費(fèi)用僅相差10﹪左右，而且加上EDI裝置的運(yùn)行費(fèi)用低于混床，其中水的運(yùn)行本錢就低于常規(guī)混床去離子裝置中水運(yùn)行本錢的 30﹪，因此綜合考慮得知，EDI4、經(jīng)濟(jì)環(huán)保EDI技術(shù)不用酸堿夜來再生樹脂，完全避開了酸堿廢液的排放，正如人們所知道的，酸堿再生廢水分布廣泛而且污染強(qiáng)度特別大，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)峻的污染，長期后果極其嚴(yán)峻，環(huán)保部門也在制定一些把握標(biāo)準(zhǔn)，但是不能從根本上解決酸堿污水的排放，而EDI技術(shù)不需要化學(xué)再生，進(jìn)而削減了酸堿廢液的排放，改善了電廠的環(huán)境，對(duì)環(huán)境保護(hù)起到了很好的作用，因此EDI第四章 EDI技術(shù)在火力發(fā)電廠水處理中的應(yīng)用第一節(jié) EDI技術(shù)在上都電廠中的應(yīng)用上都電廠總裝機(jī)容量4×60MW，承受了全膜水處理技術(shù)，此技術(shù)在運(yùn)行結(jié)果中說明，工藝運(yùn)行牢靠，治理簡(jiǎn)便，產(chǎn)水水質(zhì)能滿足鍋爐的用水要求。一、EDI上都電廠的用水水源為內(nèi)蒙古多倫縣西山灣水庫的水，原水的291.1μS/cm；HCO-157.21mg/L；Cl-5.62mg/L；NO-0.4mg/L；SO4

32-8.58mg/L；SiO2

30.92mg/L；全膜法水處理工藝流程為：凈水站來水→盤式過濾器→超級(jí)過濾器〔超過〕→一級(jí)反滲透〔RO〕ROROEDI鹽水箱。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，EDI2023720234下，圖7 3套EDI平均產(chǎn)水電阻率圖8 3套EDI平均產(chǎn)水硅含量從上圖中可知，經(jīng)EDI水處理裝置，產(chǎn)水電阻率平均到達(dá)16MΩ?cm，最高可達(dá)18MΩ?cm，出水水質(zhì)穩(wěn)定且顯著提高，而且出水中的硅含量也有所降低，否則硅的存在會(huì)減小電流，阻礙陰陽樹脂與水中離子的交換，影響出水水質(zhì)。二、運(yùn)行中存在的故障及其處理方法故 障

表5 EDI常見故障及其處理方法原 因 處理方法組件污染或閥門開度小 清洗組件或開大閥門進(jìn)水壓力大 泵出口閥開度小，需調(diào)大

濃水排放量大加藥泵系統(tǒng)故障

查加藥系統(tǒng)〔1〕進(jìn)水pHCO含量2高

調(diào)大進(jìn)堿量，提高pH值至8.0小濃水流量低總電流變小總電壓上升

上升組件不通電組件接線燒蝕，電阻大濃水壓力高總電流太小產(chǎn)水電阻小閥門故障濃水泵內(nèi)有空氣組件污染嚴(yán)峻旁路閥開大組件污染組件污染

RO系統(tǒng)產(chǎn)水不合格，找RO系統(tǒng)的緣由檢修處理管，放凈空氣更換閥門化學(xué)清洗組件關(guān)小旁路閥檢修組件加大總電流提高濃水電導(dǎo)率，加鹽三、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益EDI和RO配套使用，用標(biāo)準(zhǔn)模塊組合轉(zhuǎn)變出水量，承受調(diào)整電流的方式轉(zhuǎn)變出水質(zhì)量。經(jīng)過一年的運(yùn)行實(shí)踐說明，膜技術(shù)的出水水質(zhì)電阻率均在16MΩ?cm以上，硅的含量在5μg/L以下，能滿足鍋爐補(bǔ)給水的水質(zhì)要求。EDI徹底擺脫了酸堿液來再生樹脂的方法，因此一些樹脂再生的配套設(shè)施均可不用，如酸堿貯罐、泵和管道，使系統(tǒng)構(gòu)造簡(jiǎn)潔，降低運(yùn)行費(fèi)用。由于避開了酸堿液再生樹脂，削減了酸堿液的污水排放，進(jìn)而削減環(huán)境污染，對(duì)環(huán)境起到保護(hù)作用。每套EDI由30支膜組件并聯(lián)構(gòu)成，當(dāng)單支膜組件消滅故障后，可單獨(dú)停運(yùn)檢修，而不影響其它膜組件的正常運(yùn)行。其次節(jié) 山東熱電廠水處理系統(tǒng)山東某熱電廠承受RO+EDI水處理工藝，整個(gè)系統(tǒng)的產(chǎn)水量為300m3/h,是投運(yùn)時(shí)承受EDI技術(shù)中水處理量最大的系統(tǒng)，主要供給1130t/h275t/h一、補(bǔ)給水系統(tǒng)RO預(yù)除鹽系統(tǒng)、EDI精除鹽系統(tǒng)〔如以以下圖9〕，使用的是現(xiàn)代最先進(jìn)的膜技術(shù)水處理工藝。圖9 補(bǔ)給水處理系統(tǒng)流程圖預(yù)處理系