螺旋卷式电除盐器EDI说明书.docx
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螺旋卷式电除盐器EDI说明书
螺旋卷式电除盐器
（OMEXELL）
产品说明书
浙江欧美环境工程有限公司
ZHEJIANGOMEXENVIRONMENTALENGINEERINGLTD
目录
1概述------------------------------------------------------------------------1
1．1OMEXELL工作原理------------------------------------------1
1．2OMEXELL进水水质指标-----------------------------------4
1．3OMEXELL操作参数------------------------------------------4
2包装、运输、装配、安装环境及贮存条件------------------------5
2．1OMEXELL的包装与运输------------------------------------5
2．2OMEXELL成装置要求---------------------------------------6
2．3使用环境---------------------------------------------------------6
2．4贮存条件---------------------------------------------------------7
3使用指导------------------------------------------------------------------7
3．1进水水质要求---------------------------------------------------7
3．2操作电流---------------------------------------------------------9
3．3流量---------------------------------------------------------------9
3．4操作压力--------------------------------------------------------11
1概述
1.1工作原理
螺旋卷式电除盐器（以下简称OMEXELL）技术是离子交换和电渗析技术相结合的产物，因此OMEXELL的除盐机理具有很强的离子交换和电渗析的工作特征。
因此我们先对离子交换和电渗析的工作原理作一简单介绍。
离子交换除盐过程：
离子交换脱盐过程示意图
所谓离子交换就是水中的离子和离子交换树脂上的功能基团所进行的等电荷反应。
它利用阴、阳离子交换树脂上的活性基团对水中阴、阳离子的不同选择性吸附特性，在水与离子交换树脂接触的过程中，阴离子交换树脂中的氢氧根离子（OH－）同溶解在水中的阴离子（例如CI－等）交换，阳离子交换树脂中的氢离子（H＋）同溶解在水中的阳离子（例如Na＋等）交换。
从而使溶解在水中的阴、阳离子被去除，达到纯化的目的。
电渗析脱盐过程：
电渗析脱盐过程示意图
电渗析技术利用多组交替排列的阴、阳离子交换膜，这种膜具有很高的离子选择透过性，阳膜排斥水中阴离子而吸附阳离子，阴膜排斥水中的阳离子，而吸附阴离子。
在外直流电场的作用下，淡水室中的离子做定向迁移，阳离子穿过阳膜向负极方向运行，并被阴膜阻拦于浓水室中。
阴离子穿过阴膜而向正极方向运动，并被阳膜阻拦于浓水室中。
从而达到脱盐的目的。
OMEXELL的脱盐过程：
OMEXELL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，示意图如下：
OMEXELL的脱盐过程示意图
OMEXELL的这种结构上的变化，使淡水室的脱盐过程发生了质的变化，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。
OMEXELL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OMEXELL膜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象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。
结垢是浓室存在的主要问题。
Ca2+和Mg2+进入浓室后在阴膜表面富集，而淡水室阴膜极化产生的OH-透过阴膜。
造成了浓水室阴膜表面有一个高PH值层面，这一特点导致浓水室结垢趋势明显增大。
为了防止结垢生成，必须严格控制运行水的回收率和进水水质，尤其是硬度的含量。
水回收率的确定详见操作指导。
进水水质指标（详见进水水质要求部分），如果进水中的各项水质指标没有达到
要求，将可能导致膜组件的破坏。
极水将电极表面产生的气体（O2、H2、Cl2）带出系统。
为了保证气体的排放，这部分水必须以非满流状态排放并保证通风。
1.2OMEXELL进水水质指标
项目
单位
OMEXELL-210
OMEXELL-210UPW
TEA（含CO2）
㎎/L
≤25
≤8
pH
6~9
7~9
硬度
㎎/L（CaCO3）
≤2
≤0.5
CO2
㎎/L
≤5
≤3
SiO2
㎎/L
≤0.5
≤0.2
TOC
㎎/L
≤0.5
≤0.3
Cl2
㎎/L
≤0.05
≤0.05
Fe、Mn、H2S
㎎/L
≤0.01
≤0.01
SDI15
≤1.5
≤1.0
油或油脂
㎎/L
未检出
未检出
浊度
NTU
≤1.0
≤1.0
氧化剂
㎎/L
未检出
未检出
1.3OMEXELL操作参数
项目OMEXELL-210OMEXELL-210UPW
产水流量1.5～2.3m3/h1.5～2.3m3/h
产水电阻率≥5M.cm≥15M.cm
水利用率80～95%*80～95%*
工作温度5～40℃5～40℃
工作压力0.25～0.4Mpa0.25～0.4MPa
工作压差≤0.2Mpa≤0.2MPa
浓水流量0.5～0.7m3/h0.5～0.7m3/h
浓水压力小于淡水0.06Mpa小于淡水0.06Mpa
浓水电导率250～600us/cm250～600us/cm
最大工作电流（Ac）6A4A
最大工作电压（Dc）300V300V
注：
水回收率是由进水硬度决定的。
在进水硬度高的条件下，必须降低水的回收率，从而有效控制浓水的结垢趋势。
进水硬度与水回收率的关系见下表：
进水硬度
（以CaCO3计算）
OMEXELL膜组件
回收率
向浓水循环补加NaCl*后的
电导率（µS/cm）
0.0~0.5
95%
250--600
0.5~1.0
90%
250--600
1.0~1.5
85%
250--600
1.5~2.0
80%
250--600
*为了提高电流强度、改善产水质量，有时需要向浓水循环系统中添加盐溶液。
但为了避免设备长期运行出现结垢和污染问题，对NaCl品质做如下要求：
NaCl（干重）含量＞99.80%
Ca和Mg（按Ca计）＜0.05%
Cu＜0.5mg/l
铁（按自由Fe计）＜5.0mg/l
其它重金属（按Pb计）＜2.0mg/l
2OMEXELL的包装、运输、装配、安装环境及贮存条件
2.1包装与运输
每个OMEXELL膜组件均有专用箱独立包装，毛重50Kg。
运输过程中应将其平放在运输载体上，最大允许叠放层数为4层；同时，整个运输过程环境温度应保持在5-45℃。
2.2OMEXELL成装置要求
用OMEXELL膜组件组装成EDI装置，必须遵循如下原则：
2.2.1装置的工艺系统最低配置应能满足控制OMEXELL膜组件运行参数的要求，即可有效的控制浓、淡水、极水流量和浓、淡水压力差；
2.2.2装置仪表的最低配置应能准确反映装置运行中的下列参数：
a）淡水进水压力（bar）
b）浓水进口压力（bar）
c）淡水出口压力（bar）
d）浓水出口压力（bar）
e）浓水排放流量（m3/h）
f）浓水循环流量（m3/h）
g）淡水流量（m3/h）
h）极水流量（L/h）
i）产水电阻（Mohm.cm）
j）浓水电导率（μs/cm）
k）进水电导率（μs/cm）
2.2.3向OMEXELL膜组件供给直流电源的整流器，必须是安全、可靠的，在所
需电流范围内可任意调节，一旦设定后，其输出的电流允许波动范围未±5%。
2.2.4为确保组件安全，装置必须满足如下最低安全保护措施：
a）产水、浓水、排放水设低流量开关；
b）产水出口压力设高压开关。
特别注意要确保OMEXELL组件在断水情况下，不能处于通电状态，否则将会造成组件的毁坏。
2.3使用环境
由OMEXELL膜组件组装而成的EDI装置应该安装在厂房内，并符合下表要求。
参数
范围
环境最高温度
45℃
环境最低温度
5℃
湿度
最大90%
污染物
无
震动
无
2.4贮存条件
OMEXELL膜组件应该放于室内，不应该曝晒于日光下。
OMEXELL膜组件不允许结冰并且温度也不允许高于40°C
OMEXELL膜组件不允许脱水。
如果贮存少于三天，设备必须保持满水状态。
如需较长时间贮存，应将组件内滞留的水排干，并确保膜组件保持湿态。
在此条件下OMEXELL膜组件可以贮存约半年。
如需更长时间贮存，应将设备内滞留的水排干，然后用清洗装置向膜组件灌入10%的NaCl溶液，并关闭所有进、出水阀门。
3使用指导
要使OMEXELL膜组件组装的EDI装置要达到持续生产高品质水，必须同时满足四个条件。
它们包括：
合格的进水水质，足够运行的电流，合适的流速以及浓淡水压力差。
3.1进水水质要求
进水的水质要求在概述部分已经详细给出。
虽然所有的水质参数都很重要，但需要特别重视的是：
TEA、CO2、硬度以及硅含量。
3.1.1总可交换阴离子（TEA）
OMEXELL膜组件允许处理的水中阴、阳离子最大含量均为25mg/l（CaCO3计）。
虽然进水中的阴阳离子是平衡的，但大多数进水中或多或少含有CO2。
CO2在OMEXELL组件内和水电解，产生的OH-相结合可以转变成HCO3-或CO32-，因此可交换总阴离子（TEA）总是高于可交换总阳离子（TEC）。
因此控制了进水的TEA含量也就满足了膜组件对进水中可交换离子浓度的要求。
由于不同的离子有不同的电导率，因此很难准确根据进水的电导率对进水中所含离子的总量进行计算。
为了确定进水离子的组成，需要对进水进行详细的水质分析。
如果进水中TEA含量高于25mg/l（按CaCO3计），不能直接作为OMEXELL膜组件装置的进水，否则得不到高品质水。
为了达到进水水质要求，上一级水处理设备必须进行调整，以提高其产水的质量。
3.1.2CO2
如果在装置的设计和操作过程中对进水CO2没有给予充分的考虑，往往会造成装置产水水质下降。
进水中的CO2进入OMEXELL膜组件后，与水电解产生的OH-结合会产生如下变化：
CO2+OH-=HCO3-
HCO3-+OH-=CO32-+H2O
因此在进行TEA计算时CO2必须被包括在内。
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/lCO2≌10mg/lTEA（CaCO3计）。
过高的CO2可以通过调整RO进水PH值或对RO产水脱气予以去除。
3.1.3硬度
进水硬度限制为＜2.0mg/l（CaCO3计），是为了防止在OMEXELL膜组件内产生结垢。
淡水室阴膜极化产生的OH-，在OMEXELL膜组件浓水室中向阳极方向的定向移动使浓室的阳膜表面维持一个高的PH值层面，致使淡水室透过阳膜的Ca2+和Mg2+在此处极易生成沉淀。
阴极表面由于水电解产生的OH-，也使阴极区存在PH值较高的现象。
并且也不允许进水水质的瞬时超标，以避免晶核的形成。
当进水硬度＜0.5mg/l时，水的回收率可以达到95%，而且在进水硬度稳定的情况下，装置可以长期稳定运行。
当进水硬度＞0.5mg/l时，水的回收率应该相应降低。
对于OMEXELL膜组件进水硬度高于2mg/l的操作，本公司的承诺无效。
同时对于无论是短时间的还是连续性的超过允许水回收率的操作，本公司的承诺同样无效。
3.2操作电流
为了使OMEXELL膜组件生产高品质水，必须确保有足够的电流通过膜组件。
一般可按以下参数调试；并根据实际调试结果，最终确定操作电流。
进水TEA（CaCO3计）
每个膜组件所需电流（A）
≤3mg/l
2
≤8mg/l
2.5
≤15mg/l
3.5
≤20mg/l
4.5
≤25mg/l
5.5
3.3流量
3.3.1淡水流量
范围是1.50～2.30m3/h/每个膜组件。
淡水室保证一定的流速，有利于减薄膜及树脂表面的扩散层厚度，减少局部水流分布的不均匀性。
如果OMEXELL膜组件运行流量超过2.30m3/h，淡水室所产生的压力降将使系统难以进行压力平衡。
同时在过高流速情况下，不合格水也容易穿过膜组件内保护层树脂，造成产品水质不稳定。
3.3.2浓水流量
范围在0.5～0.7m3/h/每个组件。
淡水中所有被去除的离子最终都汇集到浓水中来，虽然我们给出了流速的一个范围，但是流速本身很难设定，仅仅是用来监测的。
浓水的进出口压力必须低于相应的淡水压力。
因此应对浓水的进出口压力进行设定，而不设定流速。
监控浓水的流速目的是观察OMEXELL膜组件的运行情况。
在运行过程中，浓水的电导率因淡水中的离子迁移到浓水中而得以升高，浓水又是被循环使用，因此浓水的电导率不断地被提高，整个OMEXELL膜组件的电阻得以降低。
通过OMEXELL膜组件的循环浓水尽可能采用高的流速。
高的流速可以降低浓室结垢的机会。
浓水的最小流量为0.30m3/h。
低于这个流量，浓室中水的流速将不足以控制结垢。
同时也存在着膜组件因极室过热而引起组件变形损坏的问题。
为了防止浓水中离子的浓度超过溶解度而发生结垢，需要将浓水中有一小部分排掉，即浓水的排放水。
排放掉的这部分水将由进水通过浓水补充阀来补充。
浓水的排放量由水的回收率决定，而水的回收率又由产水量和进水硬度来决定。
浓水的电导率应该保持在250～600µS/cm之间，以保证OMEXELL膜组件有足够的电流通过。
当装置进水电导率较低时，即使是采用浓水循环方式也很难达到浓水的最低电导率要求。
这就需要向浓水循环系统添加盐以提高电导率。
具体操作详见概述部分。
注意：
决不能为了提高浓水循环系统的电导率而盲目提高水的回收率。
为了控制水的回收率，浓水排放的流量必须进行设定。
如果浓水排放流量过低，会导致浓室中发生结垢。
3.3.3浓水和极水排放流量
淡水中被去除的离子是通过浓水和极水被排放的。
如果离子不被排放，它们会迅速在浓室中累积并以结垢的形式在膜表面沉积出来。
为了避免这种破坏，浓水和极水必须被适量排放。
极水排放流量范围在50～70L/h/每个膜组件。
浓水排放流量可以通过下面公式计算。
淡水流量
浓水排放流量=——————－淡水流量－极水流量
水回收率
一般排放浓水的水质比RO进水水质要好，因此可以将这部分水回到RO的进口，这样系统总的水回收率可以提高。
由于极水中含有O2、Cl2，因此极水排放时应该注意通风。
3.4操作压力
OMEXELL膜组件的另一个重要参数是运行压力。
虽然膜是有一定的抗渗透性，然而当膜两侧的压力不平衡时渗漏现象就会发生。
只要浓水进入了淡室，就会引起产水质量迅速下降。
为了避免这种现象发生，必须保持淡室压力永远高于浓室压力。
浓水的进、出口压力都应较对应的淡水压力低0.4-0.7Bar。
当压差低于0.4Bar时，压差不足以保证浓水不渗入淡室。
当压差高于0.7Bar时，也不能改善系统性能。
浓水进口应设置阀门控制进口压差。
关小阀门可以降低浓水的进口压力，因此可增大了浓淡室的进口压差。
淡室的出口也应设置背压阀以控制了淡水出口压力，调节阀门开度可以调节浓淡室的出口压差。
OMEXELL膜组件的最大淡水进水压力是4Bar。
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