EDI设计安装调试资料.docx

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EDI设计安装调试资料

EDI技术简介

EDI即Electrodeionization的缩写，它是一种将电渗析技术和离子交换技术结合在一起的脱盐新工艺。

1986年商用EDI出现于制药行业

二十世纪九十年代大型商用EDI开始在化学和半导体行业被使用

新一代EDI设备诞生于1997年

进入2000年以来，在北美及欧洲EDI已占据了超纯水设备相当部分的市场

自2001年,EDI在国内得到越来越广泛的认可和应用。

水处理工业的革命

连续电除盐装置

•和传统离子交换相比，EDI所具有的优点：

Ø无需酸碱储备、稀释和运输装置

Ø无再生污水及污水处理设施

Ø节省反冲和清洗用水，高产率生产超纯水

ØEDI再生时不需要停机

Ø提供稳定的水质

Ø耗能低

Ø操作管理方便，劳动强度小

Ø安装简单，运行、维护费用低廉

Ø浓水可做软化水，提高了水的利用率

EDI组件结构

Ø淡水室

Ø浓水室

Ø极水室

Ø绝缘板

Ø电源及水路连接

EDI淡水室工作过程描述：

在EDI淡水室发生的电化学过程：

•离子的交换

•离子在电场作用下定向迁移

•水分解成OH-和H+离子

•OH-和H+离子再生树脂

EDI浓水室工作过程描述：

阳离子透过阳膜进入浓水室，由于膜的选择透过性，阳离子不能透过阴离子交换膜，而被阻留在浓水室

阴离子透过阴膜进入浓水室，由于膜的选择透过性，阴离子不能透过阳离子交换膜，而被阻留在浓水室

浓水侧的阳离子交换膜PH很低，浓水侧的阴离子交换膜PH很高。

过高的PH极易产生结垢。

EDI中弱电解质的去除：

EDI极水室化学过程

负极

2H2O+2e=2OH-+H2

生成氢气

PH高

易结垢

EDI工作过程总结

•杂质离子在淡水室中通过离子交换除去

•杂质离子及H+及OH-在电场作用下迁移至浓水室

•杂质离子在浓水室得到收集

•极水产生了氢气、氯气和氧气，需排放

•大量电流通过，产生热量，需控制最低流量。

给水条件

以下是保证EDI正常运行的最低条件，为了使系统运行结果更佳，设计时应适当提高标准。

给水：

RO纯水，电导率为1-40μS/cm（以25度时NaCl溶液计）。

一般应经过单级反渗透+软化或者双级反渗透处理。

TEA（总可交换阴离子，以CaCO3计）：

<25ppm.

pH：

6.0～9.0（最佳电阻率性能对应的pH范围为7.0～9.0）。

温度：

5-35°C（41-95°F）。

进水压力：

最大为4bar（60psi）。

出水压力：

浓水和极水的出口压力必须低于产品水的出口压力。

硬度（以CaCO3计）：

进水硬度<0.1ppm，回收率是95%；进水硬度0.1-0.5ppm，回收率是90%；进水硬度0.5-0.75ppm，回收率是80-85%；当入水硬度为0.75-1ppm时，需要得到厂家认可。

有机物：

最大为0.5ppmTOC，建议值为零。

氧化剂：

最大为0.05ppm（Cl2），0.02ppm（O3）。

变价金属：

Fe最大为0.01ppm，Mn最大为0.01ppm。

二氧化硅：

小于0.5ppm。

二氧化碳的总量：

二氧化碳含量将明显影响产品水电阻率。

如果CO2大于10ppm，EDI系统不能制备高纯度的产水。

可以通过调节反渗透进水pH值或使用脱气装置来降低CO2量。

EDI的工艺条件

典型的EDI系统工艺流程图：

EDI的工艺条件

EDI正常运行的必要条件

Ø预处理正常

Ø温度在限制范围之内

Ø入水符合最低入水标准

Ø极水流量高于最小值

Ø浓水流量高于最小值

Ø浓水排放流量高于最小值

Ø纯水流量高于最小值

工艺系统设计

Ü满足上述入水条件,一般用RO产水或水质相当的水.

Ü为防止EDI被堵塞，需在EDI前加1um过滤器。

Ü尽可能采用浓水循环方式，以增大浓水室流速，以降低结垢倾向。

当入水水质较好时，可不采用浓水循环，如电导率较低，可采用在浓水、极水侧加盐方式，以减小膜块内电阻。

浓水加盐应控制在200-300us/cm之间。

当采用浓水加盐时应注意：

1.在加药箱中设置低液位报警开关.

2.NaCl必须是分析纯或更高级别的.

二氧化碳的影响

二氧化碳含量将明显影响产品水电阻率。

如果CO2大于10ppm，EDI系统不能制备高纯度的产水。

可以通过调节反渗透进水pH值或使用脱气装置来降低CO2量。

注意:

当采用脱气方式时,气体必须经过除菌过滤.

硬度（以CaCO3）：

<1.0ppm。

当入水硬度较高时，大于0.5ppm时建议采用软化措施。

如系统流量较小时，可采用反渗透前软化工艺；如流量较大时，可采用反渗透+软化工艺。

当采用反渗透+软化工艺时，树脂的处理一定要注意。

（详见调试部分）

机械系统设计

管道选用

建议采用工程塑料连接，如：

PP、PVC、PE、PVDF，如果用不锈钢，需用塑料件进行过渡

管道尺寸

主管道尺寸不能太小，应选择合适的流速使多模块系统中各模块的流量尽量均匀建议管道流速在2m/sec以下

高位放气

在纯水、浓水管道上安装手动排气阀

在极水管道上安装高位放气，把极水中产生的H2、Cl2等排到大气中

阀门选用

阀门选用和管道一致。

给水泵选用

泵体过流部分选用SUS304或更高级别的材料；

或选用工程塑料

浓水循环泵选用

流量为：

1/3纯水产量；扬程：

30-35m，材料与给水泵选用一致

加药泵选用

选型：

1.系统流量100m3/h，回收率90%，浓水电导率为300us/cm

2.补充水量为：

100/0.9-100=113/h

3.假设补充水含盐量为零

4.所需要的饱和盐水量：

假设1ppm=2us/cm

饱和盐水大约250g/L

加盐量=0.15g/L×11×1000L/250g/L

=6.6L/H

仪器仪表选用

压力表

建议选用0-0.6MPa压力表

安装的位置：

纯水入水

纯水出水

浓水入水

浓水出水

极水入水

压力开关

建议选用0-0.6MPa压力开关

安装的位置：

给水管路

流量计

安装位置：

纯水出水

浓水入水

浓水排放

极水入水

流量开关

流量开关必须选用适当

安装位置：

极水入水

浓水排放

浓水入水

纯水产水

电导率、电阻率仪

入水电导率

浓水电导率

产水电阻率

仪表必须有继电器或4-20mA输出

整流器

1.输出电压为0-300V

2.输出电流为0-6A连续可调，纹波系数小于5%

3.可实现电流、电压模式控制

4具有短路、过载、漏电等保护功能

5具有信号反馈功能

6具有信号报警功能

控制柜

当系统流量较大时,供水泵应采用变频或软启启动.

电源为总线、分线式,方便系统断电维护.

电源线径必须符合国标要求.

控制原理：

控制系统应分自动及手动两个独立系统

当采用自动控制时应:

1.将入水阀及不合格排水阀于开状态

2.启动供水泵

3.5秒钟后启动浓水循环泵,同时启动加盐泵

4.确认产水流量、浓水流量、浓水排放流量、

极水流量（一般为5-30秒），启动整流器

5.产水合格后,切换产水和排放阀.

电器及控制

当出现故障时应:

1.当出现以下情况时应断电、停机，报警：

产水流量低于最小值

浓水流量低于最小值

浓水排放流量低于最小值

极水流量低于最小值

2.当出现以下情况时应断电、停机，报警：

浓水泵故障时

电源故障时

3.当出现以下情况时应泄流、断电、停机，报警：

给水压力过高时

当入水不合格时

4.当出现以下情况时，应报警，暂不停机：

浓水电导率低

产水电阻率低

5.当系统故障产生时，应先停电，后停水。

膜组件运输及保存

•保存温度应在5-35度之间，在北方冬季时，应采用保温措施。

系统安装

组件安装

•组件采用垂直安装方式，下部为入水，上部为产水。

•组件应采用一端固定，防止滑动。

•组件可以采用并联方式，以满足高产水量，但不宜超过4块，避免水流不平均。

管道安装

管路安装必须多点支撑，避免模块受力损伤接口

塑料碎屑、焊渣应清除完毕后再进行连接

在每个组件的纯水出入口、浓水出入口安装球阀，方便维护和更换。

流体接地

应在以下部分接地：

纯水入口

纯水出口

浓水入口

浓水出口

极水入口

极水出口

流体接地

接地接头的规格：

面积：

至少13cm2的面积与流体接触

材质：

SUS304不锈钢

接地点必须在仪表之前，避免对仪表的干扰

电器安装

必须由相应资质的人安装

电器安装

系统调试

准备工作

•如果采用了脱气、RO+软化工艺，必须做好着以下两部分的调试工作

准备工作

脱气注意事项：

如果采用脱气膜+吹气方式时，必须对空气进行0.22um除菌过滤

准备工作

当采用RO+软化+EDI的方式时，必须对树脂的进行清洗处理，方法如下：

水洗，3%HCl浸泡24小时

水洗，1%NaOH+5%NaCl浸泡24小时

水洗，3%HCl浸泡24小时

正常再生

注意：

再生时盐的铁锰含量必须低于5ppm

开机准备

•仔细阅读操作手则。

•检查系统管路，保证连接正确、完毕。

•检查电路系统，保证连接正确、完毕。

•检查仪表系统，保证连接正确、完毕

•调试给水泵及浓水泵。

•逐个调试整流单元

•校准、设置仪表

•调试自动控制系统及各流量、压力开关

•上述工作完成后，用水冲洗系统管路，准备系统开机。

注意：

上述所有过程膜组件都必须处于断电状态

系统启动

1、开EDI系统控制电源。

2、启EDI给水泵

3、察EDI入水电导率，超过设定值时，自动排放，如合格，入水电阀打开，排水电阀关闭，如不符合以上描述，需检查电导仪，并重新设置

4、慢打开浓水补水阀，待水充满浓水室后，打开浓水排气阀，当有大量水连续排除时，关闭排气阀

5、启浓水循环泵

6、纯水、浓水、极水管道实行脉冲供水以进一步从EDI系统中排出空气

7、节纯水流量、浓水流量、浓水排放流量、极水流量达到设计范围

8、EDI电源打开,使EDI尽快供电.

9、节纯水入口压力比浓水入口压力高0.3-0.5kg/cm2，纯水出口压力比浓水出口压力高0.5-0.7kg/cm2.避免浓差渗透影响产水水质.

10、节浓水电导率在300us/cm左右.

11、节电流至规定值,且设置至电流模式.

12、运行记录表,做详细记录

系统关机

1、EDI模块电源“电流调节”至“0”,然后关断

2、断EDI给水泵、浓水循环泵电源

3、闭EDI系统控制电源

停机维护

短期停机

1、须关断电源供电

2、须关断给水泵、浓水循环泵、加盐泵

3、水阀、出水阀必须关闭

4、组件不脱水干燥

短期停机

1、须关断电源供电

2、须关断给水泵、浓水循环泵、加盐泵

3、水阀、出水阀必须关闭

4、组件不脱水干燥

膜块维护

初次使用

组出厂前,螺母已扭好,运行之前如果发现个别螺母有松动,应将所有螺母再次调整到20ft-1bs,最大不超过25ft-1bs.

长期维护

定期检查螺拴扭矩,必要时作调整

系统清洗

清洗系统流程：

浓水侧结垢清洗

方法15%柠檬酸溶液

方法23%HCL溶液

淡水侧结垢清洗

方法1%NaOH+5%NaCl溶液

除菌清洗

方法1%过氧乙酸溶液

故障分析

产水水质差

1.原因：

浓水出入口压力与纯水出入口压力接近处理方法，节至标准要求2.现象：

电压较高而电流很低

原因:

正负极接反

处理方法:

切断电源,核对接线

3.现象:

产水水质差,而入水电导率显示较低

原因:

检测入水,CO2是常见影响因素

处理方法：

脱气

4.原因：

电流较低

处理方法：

调节至标准要求

5.现象：

电流不变，电压较运行初期升高

原因:

膜组件污染

处理方法:

清洗

6.原因:

仪表故障

处理方法：

检修仪表

极水流量低

1.原因：

入口压力较低

处理方法：

调节至标准要求

2.现象：

投运初期，流量过低

原因:

碎屑堵塞

处理方法:

反向冲洗

3.原因:

膜组件发生污染

处理方法：

清洗

浓水流量低

1、原因：

入口压力较低

处理方法：

调节至标准要求

2、现象：

投运初期，流量过低

原因:

碎屑堵塞

处理方法:

反向冲洗

3、原因:

膜组件发生污染

处理方法：

清洗