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【水知识一千问第197篇】影响EDI系统运行的主要因素

EDI系统为一项新型的水处理技术,其系统特性和技术维护一直是人们予以研究的要点,下面大河人家工程师对影响EDI系统运行的主要因素进行分析。

一.进水电导率的影响

在其他条件不变的前提下,原水电导率上升超过一定范围后,膜块的工作区间往下移动,乃至再生区消失,工作区穿透,膜块内的填充树脂大部分呈饱和失效状态。同时水中的离子浓度增加,在电压恒定不变的情况下,电流增加,从而电离水的过程减弱,相应的水电离出的H+,OH-减少,直接导致树脂的再生变差。这样,在进水水质变差的情况下,膜块会由弱电离子开始慢慢穿透。

二.进水流量的影响

EDI系统产水能力恒定条件下,进水水质越差,膜块的单位处理负担就越重,进水流量应当调节的越小。在膜块的启动阶段,应当注意瞬间流量过大时,会造成膜的穿孔。

由于膜块中的电子流主要通过填充树脂传递,所以浓水电流在一定程度上,成了影响膜块中电子流迁移的关键。减少浓水的流量可以提高系统的电流,并且在一定程度上提高水质。但是浓水流量也并非越小越好,当浓水流量过小时会导致膜两侧浓度差更大,而形成浓差扩散,影响水质。另一方面,由于弱电离子Si及其离子态化合物的溶解度很小,所以容易在低流量的浓水中形成饱和,从而影响弱电离子的去除,浓水流量一般为进水的5%-10%为宜。电极水的作用主要是给电极降温和带走电极表面产生的气体。一般电极水的流量是进水的1%左右。当电极水过小时,不能及时带走电极表面的气体,会影响整个膜块的运行。

三.进水pH值,温度及压力的影响

进水的pH值表示了进水中H+的含量,一般进水控制在5-9.5之间。通常情况下pH值偏低是由于CO2的溶解所引起的。CO2也是导致水质恶化的因素之一,所以在进EDI膜块系统之前,一般可以安装一个脱碳装置,使得水中的CO2控制在5mg/L以下。水中pH值和CO2存在一定溶解关系,理论上当pH>10时,去除效率最佳,高pH值有助于去除弱电离子,但必须在进EDI膜块系统前除去Ca2+,Mg2+等离子。

温度对系统压力,产水电阻有直接影响,通常EDI系统的进水温度应当控制在5-35°之间,最佳温度是在25°左右。温度的降低会使水的活性降低,宏观上表现为水的黏性增加,系统压力上升。

通常情况下产品水的压力>浓水压力>电极水压,这样才能有效防止浓水扩散污染产品水的现象。压力的变化还是判断EDI系统膜块是否被污染的有效手段。当浓水进出口压力差变大时,常伴随的浓水管路有堵,此时就需要清洁管路,进行化学清洗或其它手段来降低压差。因此在EDI系统膜块进口,应保证进水的污染指数在合格范围。

四.污染物的影响

对EDI影响较大的污染物包括硬度(钙、镁)、有机物、固体悬浮物、变价金属离子(铁、锰)、氧化剂(氯,臭氧)和二氧化碳(CO2)以及细菌,应在EDI的预处理过程除掉这些污染物提高EDI性能。

氯和臭氧会氧化离子交换树脂和离子交换膜,引起EDI组件功能减低。氧化还会使TOC含量明显增加,污染离子交换树脂和膜,降低离子迁移速度。另外,氧化作用使得树脂破裂,通过组件的压力损失将增加。

铁和其它的变价金属离子可对树脂氧化起催化作用,永久地降低树脂和膜的性能。

硬度能在反渗透和EDI单元中引起结垢,结垢一般在浓水室膜的表面发生,该处pH值较高。此时,浓水入水和出水间的压力差增加,电流量降低,使入水硬度降到最小将会延长清洗周期并且提高EDI系统水的利用率。

悬浮物和胶体会引起膜和树脂的污染和堵塞,树脂间隙的堵塞导致EDI组件的压力损失增加。

有机物被吸引到树脂和膜的表面导致污染,使得被污染的膜和树脂迁移离子的效率降低,膜堆电阻将增加。

二氧化碳有两种效果,首先,CO32-和Ca2+、Mg2+形成碳酸盐类结垢,这种垢的形成与给水的离子浓度和pH有关。其次,由于CO2的电荷与pH值有关,而其被RO和EDI的去除都依赖于其电荷,因此它的去除效率是变化的。即使较低的CO都能显著地降低产品水的电阻率。

细菌导致藻类生长和粘垢形成,使膜块的压力损失增大,水质下降。

作者:大河人家
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