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EDI系統調試

文章出處:迪奧水處理廠家責任編輯:迪奧水處理作者:水處理設備君

在當今的水處理領域中,EDI作爲一項全新的精除鹽技術,其主要特點是,該久草在观看工藝結構和工作原理充分有效的融合了離子交換和電滲析的工作特性。下面迪奧水處理廠家小編重點來說說EDI系統的調試過程。

1.EDI技術

1.1.離子交換除鹽過程:

所謂離子交換就是水中的離子和離子交換樹脂上的功能基團所進行的等電荷反應。它利用陰、陽離子交換樹脂上的活性基團對水中陰、陽離子的不同選擇性吸附特性,在水與離子交換樹脂接觸的過程中,陰離子交換樹脂中的氫氧根離子(OH-)同溶解在水中的陰離子(例如CI-等)交換,陽離子交換樹脂中的氫離子(H+)同溶解在水中的陽離子(例如Na+等)交換。從而使溶解在水中的陰、陽離子被去除,達到純化的目的。

EDI系統調試

1.2.電滲析脫鹽過程:

電滲析技術利用多組交替排列的陰、陽離子交換膜,這種膜具有很高的離子選擇透過性,陽膜排斥水中陰離子而選擇透過陽離子,陰膜排斥水中的陽離子而選擇透過陽離子。在外直流電場的作用下,淡水室中的離子做定向遷移,陽離子穿過陽膜向負極方向運行,並被陰膜阻攔于濃水室中。陰離子穿過陰膜而向正極方向運動,並被陽膜阻攔于濃水室中,所以水進入淡水室後,其離子濃度會逐漸降低,從而達到脫鹽的目的。

EDI系統調試(实用篇)

1.3.EDI的工作原理及脫鹽過程:

EDI的核心實際上就相當于在電滲析的淡水室填裝了陰、陽離子交換樹脂,示意圖如下:

EDI系統調試(实用篇)

與普通電滲析相比,EDI的這種結構上的變化,使淡水室的脫鹽過程發生了質的變化,而且其工作原理並非只是將電滲析和離子交換除鹽技術簡單的疊加,主要特點是確保了它在運行過程中能同時進行著三個主要過程:

ü在直流電場作用下,水中電解質通過離子交換膜發生選擇性遷移;

ü陰陽離子交換樹脂對水中電解質進行著離子交換,並構成“離子通道”;

ü離子交換樹脂界面水發生極化所産生的H+和OH-對交換樹脂進行著電化學再生。

EDI對離子的脫除順序與離子交換樹脂對離子的吸附順序相同,如上圖所示。同時我們可以這樣認爲,在EDI組件中的離子交換樹脂,沿淡水流向按其工作狀態可以分爲三個層面,第一層爲飽和樹脂層,第二層爲混合樹脂層,第三層爲保護樹脂層。飽和樹脂層主要起吸附和遷移大部電解質的作用,混合樹脂層則承擔著去除象弱電解質等較難清除的離子的任務,而保護樹脂層樹脂則處于較高的活化狀態,它起著最終純化水的作用。

2.EDI裝置調試前操作管理

EDI系統在投運前,正確的系統操作管理是保證系統長期高性能穩定運轉的關鍵,它包括系統投運前進水水質的檢測以及調整,使其能納入標准範圍,這不僅在設計時應該給予充分的考慮,而且必須落實在安裝調試、操作培訓以及日後運行管理中間。必須保存運行記錄並進行數據的標准化,以便及時掌握系統實際性能,必要時立即采取糾正措施。當提出系統性能保證要求時,也需要提供完整和准確的記錄。

2.1.系統管路檢查和沖洗和消毒

2.1.1.系統管路檢查內容:

ü各個系統間的連接應完成;

ü檢查和緊固EDI組件進出水軟管接頭;

ü檢查和緊固各組件極水出水軟管接頭。

2.2.系統管路沖洗

在裝置調試前,必須用合格的RO産水對EDI進水系統管路包括所配制的設備進行認真沖洗,如:中間水箱、水泵、保安過濾器等等,以預防及消除可能潛在的二次汙染對EDI組件的損害。

清洗、沖洗步驟及方法

2.2.1.若EDI進水系統配備中間水箱,即必須首先用合格的RO産水對其進行沖洗,或者用濃度爲0.5~1.0%雙氧水溶液進行浸泡10小時以上;

2.2.2.浸泡結束,用RO産水對其進行沖洗,以徹底消除雙氧水殘留液;

2.2.3.EDI進水系統管路沖洗,首先關閉所有EDI組件濃、淡水進水閥,關閉濃水補充閥,卸下EDI裝置濃、淡水進水母管端頭上清洗專用活接堵板,開啓EDI裝置總進水閥、啓動中間水泵,用RO産水對進水系統管路進行沖洗;

2.2.4.若流程中EDI進水系統未配備中間水箱而由RO産水對其直接供水方式,則可以預先投運RO裝置,再用其合格産水沖洗上述管路系統。(以上沖洗時間應維持在10~15分鍾)

2.3.儀表、電氣系統檢查

2.3.1.整流電源輸出到各分組空氣開關與每對輸入組件編號的確認,整流器能否正常啓動等等;

2.3.2.儀表、電氣系統檢查各儀表與信號取樣點之間的聯接是否正確、可靠,具體包括:産水電阻率表、濃水電導率表、各壓力開關及流量開關是否能正確輸出報警信號;

2.3.3.確認PLC程序編制已完成。

2.4.濃水循環泵、加鹽泵檢查

2.4.1.檢查確認濃水循環泵的正反轉;

2.4.2.加確認鹽計量泵正常工作。

2.5.EDI進水水質要求

爲了使EDI裝置能維持長期穩定的運行狀態以及持續生産高純水,必須滿足四個條件。它們包括:

ü穩定合格的進水水質;

ü合適的運行電流;

ü合理的流量以及必要的濃淡水操作壓力差。

上面的任一條件不滿足,裝置將難以穩定的生産高純水。雖然所有的水質參數都很重要,但需要特別重視的是:TEA、CO2、硬度以及矽含量。

2.5.1.總可交換陰離子(TEA)

以目前技術水平,EDI膜組件允許處理的水中陰、陽離子最大含量均爲25mg/l(按CaCO3計)。雖然進水中的陰陽離子是平衡的,但大多數進水中或多或少含有CO2,CO2在膜組件內和水電解産生的OH-結合可以轉變成HCO3-或CO32-。

因此可交換總陰離子(TEA)總是高于可交換總陽離子(TEC)。所以如果進水中TEA小于25mg/l(CaCO3計),則水中的TEC含量必定小于25mg/l(按CaCO3計),因此控制了進水的TEA含量也就基本滿足了膜組件對進水中可交換乃至可遷移離子濃度的要求。

由于不同的離子有不同的電導率,因此很難准確根據進水的電導率對進水中所含離子的總量進行計算。爲了確定進水離子的組成,需要對進水進行詳細的水質分析。

如果進水中TEA含量高于25mg/l(按CaCO3計),則不能直接作爲膜組件裝置的進水,否則得不到高純水。

2.5.2.CO2

如果在裝置的設計和操作過程中對進水CO2沒有給予充分的考慮,往往會造成裝置産水水質下降。進水中的CO2進入EDI膜組件後,與水電解産生的OH-結合會産生如下變化:

CO2 + OH- = HCO3-

HCO3- + OH- = CO32- + H2O

因此在進行TEA計算時CO2必須被包括在內。

水中的CO2含量一般按mg/l计算,将CO2转换成CaCO3并且考虑动态平衡,5mg/l CO2 ≌ 10mg/lTEA (CaCO3计)。

過高的CO2可以通過調整RO進水PH值或對RO産水脫氣予以去除

2.5.3.硬度

控制進水硬度,是爲了防止在EDI組件內産生結垢。

淡水室陰膜極化産生的OH-,在EDI濃水室中向陽極方向的定向流動使濃室的陰膜表面維持一個高的PH值層面,致使淡水室透過陽膜的Ca2+和Mg2+在此處極易生成沈澱。陰極表面由于水電解産生的OH-,也使陰極區存在PH值較高的現象。

EDI裝置進水硬度限制爲<2.0mg/l(CaCO3計),並且也不允許進水水質的瞬時超標,以避免晶核的形成。

當進水硬度<0.5mg/l時,水的回收率可以達到95%,而且在進水硬度穩定的情況下,裝置可以長期穩定運行。

當進水硬度﹥0.5mg/l時,應該相應降低裝置的回收率並且在濃水循環系統加入適量HCL,以降低濃水PH。

3.1加鹽裝置

通常EDI進水的電導率都比較低(1-20µs/cm),因此濃水循環水的電導率也相應較低。濃水循環電導率過低將使膜組件的運行電阻增大,致使膜組件運行電流無法達到設計要求,或者只能通過提高運行電壓來實現設計電流值,這樣會直接導致運行消耗功率增大,另外過高的電壓降也會影響EDI産水水質。所以在運行期間,必需要向濃水系統連續加鹽以維持濃水循環系統的電導率。

濃水系統加鹽溶液裝置由計量泵和鹽溶液計量箱組成,而要維持穩定的濃水電導率,必須具備控制以下條件:

3.1.1.按固定的濃度配置鹽溶液;

3.1.2.通過調整泵沖程和頻率來控制鹽溶液加入量;

3.1.3.固定裝置回收率。

3.2.裝置啓動

3.2.1.裝置各閥門開度的確認

裝置進水前必須開啓各組件濃、淡水進出水閥,並加以確認;

ü預先開啓裝置産水排放閥、濃水排放閥和極水排放閥並加以確認;

將濃水泵旁路閥開度預設450;

3.2.2.启中间水泵、装置进水 开启中间(供水)水泵,然后缓慢开启淡水进水阀、浓水补充阀及浓水进水阀,组件充水排气;

3.3.3. 启动浓水泵 待组件浓水室及管路系统充满进水后,开启浓水循环泵,随后可按照下列步骤调整装置各流量及压力参数:

調整淡水進水閥、産水出口閥,使産水流量達到設計所要求,或者按照以下參數設定裝置産水量:

1.5~2.0m3/h(單支組件産水量)×裝置配備組件數量=裝置總産水量

調節産水出口閥,將産水出口壓力調至0.6~0.7Bar;

逐步調整濃水進水閥、補充閥、濃水泵旁路閥,設置濃水進口壓力<淡水進口壓力0.6Bar,濃水出口壓力<淡水出口壓力0.6Bar;

濃水進出口壓力被確定後,隨之就産生了濃水循環流量;

在確認總産水流量的前提下,調節濃水排放閥和極水排放閥,使裝置的濃水和極水排放量及回收率滿足設計要求,回收率計算如下:

産水流量

水回收率 = —————————————————

産水流量 +(浓水+极水排放量)

單支組件濃水和極水排放量參數設置:(OMEXELL-210)

浓水排放0.07~0.1m3/h 极水排放0.05~0.07m3/h

沖洗組件裝置按上述要求調整後通水,在不開啓整流電源的狀況下運行20~30分鍾,其目的在于:

a.EDI組件在投用前組件受密封保護,並處于半脫水狀態。沖洗的目的在于使膜及樹脂能充分回水,同時也沖洗掉膜及樹脂中釋放出的有機物,有利于下一步組件的電再生。所以組件沖洗期間其裝置産水絕對不能回流,必須作排放處理。

b.在此期間觀察裝置各項運行參數穩定情況,如:濃淡水壓力、各個流量等,若發生變化必須及時調整。

c.觀察組件密封處及管路系統的耐壓、密封情況,以便及時消缺。

3.2.5.启整流电源、调供运行电流 开启整流器电源,缓慢调节功率旋钮,将输出电流控制在额定值(或高于额定值20~30%,但要在整流器输出功率允许范围内)。分别观察电压表、产水电阻率表及浓水电导率表数值的变化情况(浓水不加盐)。在正常情况下,运行参数的变化应符合以下趋势:

a.産水電阻率逐漸上升;

b.在濃水系統不加鹽即不開啓計量泵的前提下,濃水電導率逐漸上升;

c.在運行電流不變的前提下,運行電壓逐漸下降。

注意:整流器啓動前,必須確認裝置的淡水、濃水已處于正常運行狀態,如果在裝置斷水的情況下整流器啓動,EDI膜組件將遭受不可逆損毀。

3.2.6.浓水系统加盐 随着组件电再生程度的加深,装置的产水电阻率应继续不断地上升,但由于浓水中离子浓度的下降,浓水电导率也相应会呈下降趋势,所以运行电压也就随之上升,此时应开启浓水加盐计量泵,调整计量泵冲程和频率来控制盐溶液加入量,将浓水电导率维持在250~400µs/cm范围;

3.2.7.待装置産水流量和电阻率性能满足技术指标并稳定后,可开启产水阀,而后再关闭产水排放阀。

3.3.裝置初始性能穩定的觀察和控制

在初始運行期間,裝置的各項運行參數如:壓力、流量、濃水電導率及電流、電壓等可能會有一定的變化,必須經常觀察,並及時按要求進行調整。

3.3.1.装置整体性能检测和记录 可参照《EDI装置记录表》所有栏目内容对各项数据进行检测并填写,在调试期间每隔1小时记录一次,以及时了解运行参数变化趋势。

3.3.2.单支组件性能检测和记录 可参照《EDI组件性能表》所有栏目内容对各项数据进行检测并填写,在调试期间每隔2~4小时记录一次,以了解单支组件参数变化趋势和各组件之间的性能差异。

單支組件性能檢測方法:

a.産水電阻率

用軟管將被測組件産水取樣閥口與裝置電阻率表探測頭流通池進水口相連接;

開啓被測組件産水取樣閥,使産水流經電阻率表探測頭流通池;

然後觀察電阻率表顯示讀數,穩定後即可記錄。

b.組件分電流

確認與每支組件輸入電源線路相對應的空氣開關;

將萬用表設置于直流電流檔(一般爲20A檔);

把測試棒正極連接到空氣開關輸入接線端,再把測試棒負極連接到空氣開關輸出接線端,斷開空氣開關,此時即可觀察萬用表所顯示被測組件的電流讀數,穩定後即可記錄;

測試結束後,重新合上空氣開關,方可撤去萬用表測試棒。

说明:若装置配备2支以上组件,OMEXELL EDI装置上组件输入电源是以2支组件组合为一个单元;采取串联连接方式。因此前面所讲组件分电流实际就是一个单元内2支组件的分电流。

c.組件電壓降

將萬用表設置于直流電壓檔(>200V檔);

把萬用表測試棒正、負極分別連接到兩支組件的陰極護蓋測試小孔裏,然後觀察萬用表讀數,若顯示的是正電壓值,則表示爲萬用表測試棒負極所指組件的運行電壓;

用剛才所測得的電壓值減裝置總運行電壓,就是與之相鄰另一支組件的電壓降。

d.計算組件電阻

ü確認單支組件電壓降、電流後,可通過以下計算公式(R=U/I)便可得出組件的電阻值。

3.3.3.組件分電流平衡搭配

前面所提到的组件电阻值是一项非常重要的性能指标,它会直接影响组件输入电流的大小而影响其产水水质的高低和稳定性。各组件的电阻值总有一定差异,所以每支安装在OMEXELL 装置的组件位置是以该组件的实际电阻值,再经过平衡率计算后基本确定的,以尽量满足各组合单元的分电流平衡率(一般要求平衡率误差<±20%)。

盡管如此,在現場條件下,尤其裝置初始調試運行階段,受各種相關因素的影響,個別組件的電阻值仍有可能會發生變化,所以應該對個別偏差較大的組件作必要的位置調整,以恢複裝置各組合單元的分電流平衡要求。

確認被調整組件:

以裝置額定運行電流爲基准,通過計算分別得出裝置各組合單元平均分電流、組件電阻值以及電壓降(均爲理論值);

參照3.3.2.d.步驟,將各組合單元實際分電流、組件電壓降檢測結果以及由此計算得出的各組件實際電阻值與理論值作比對分析,若發現個別組件的實際電阻值偏差率>平均理論值的±20%,即有必要對相關組件位置進行調整。

3.3.4.調整組件位置操作步驟

ü確認電阻值偏差率較高並需要調整位置的組件;

ü被調整組件經平衡率計算後重新配對組合單元。

3.3.5.裝置整體性能複檢和記錄

調整組件位置後,裝置在各項操作參數不變的條件下繼續運行,如濃淡水流量、額定電流,特別是濃水電導率必須與組件位置調整以前基本保持一致;

待裝置狀態運行穩定後,檢測各項數據並填寫《EDI裝置記錄表》和《EDI組件性能表》;

比對前後運行數據的變化,判斷評估組件調整位置後的效果,即各組合單元的分電流平衡率能否達到要求,若個別組合單元的分電流平衡率偏差仍然超標,應再次作必要的位置調整甚至更換個別組件。

3.4.裝置停機

裝置停機的操作,必須按下列步驟進行,這樣才能確保膜組件在此階段免受不必要的傷害和有效延長使用壽命,同時也能確保系統的安全。

3.4.1.关闭整流电源 调节整流器功率旋钮,将输出电流从运行状态缓慢降至零,然后关闭整流器电源开关;

3.4.2.停加盐计量泵 关闭整流器后,可随即关闭加盐计量泵,停止向浓水循环系统加盐;

3.4.3.開啓産水排放閥,然後關閉産水出水閥;

3.4.4.停浓水循环泵观察浓水电导率表,当表面显示浓水电导率< 100µs/cm时,关浓水循环泵;

3.4.5.停中间水泵 浓水循环泵停运后,应尽快关停中间水泵,延时不超过5秒,以缩短组件膜浓、淡室两侧承受过大压差的时间。

4.裝置自動運行

裝置在日後基本是以自動模式運行的,所以如何將手動調試所得的合理有序運操作行步驟和安全報警參數完整落實並有效控制于裝置,是關系到其性能的長期穩定和系統設備的運行安全。

4.1.自動運行效果的評估、確認

裝置在投入自動模式運行後,應著重觀察下列運行狀態:

裝置的開機、制水、停機能否按設置要求步驟進行;

當濃淡水流量、壓力出現非正常參數時,能否按設置要求及時報警和停機保護;

當濃水電導率高于或低于設定值時,能否按設置要求及時啓停加鹽計量泵;

4.2.調整原有自動程序

對應上述設定項目,裝置在自動模式運行時,無論某項步驟、動作未能達到或者滿足調試工藝要求,應必須對原有自動程序加以合理調整。

5.EDI裝置調試總結

5.1.進水水質分析報告

5.2.進水調整情況

5.3.初始運行參數整理

5.3.1.裝置整體性能

5.3.2.單支組件性能

5.3.3.裝置組件位置變更記錄

西安迪奧環保科技有限公司

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