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全膜法化学水处理系统操作维护手册
发布时间：2011/4/5  阅读次数：9335  字体大小: 【小】 【中】【大】
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2.4.3.6 浓水循环系统
l                           Canpure ™ EDI系统一般需要浓水循环，循环量为纯水流量的15%-30%。给水硬度<0.1ppm时不需要浓水循环，但是必要时应向浓水给水添加氯化钠溶液。
l                           浓水室的进入口压力应小于淡水室的入口压力0.3-0.5Kg/cm。浓水室出口压力应低于纯水出水压力0.5-0.7Kg/cm。
l                           在运行过程中，浓水循环可以增加浓水室的导电性，同时有助于提高浓水的流速以避免结垢。
l                           Canpure ™ EDI模块的浓水流量不能过低。过低的浓水流量会使浓水室容易结垢，也可能造成模块内部组成受热变形而漏水。
l                           为避免浓水中离子过度积累，需要将部分浓水排放。排放量为纯水流量10-20%，排放掉的浓水由EDI给水补充。
l                           浓水电导率应控制在200到350mS/cm之间。
2.4.3.7 系统加盐系统
进水电导率低时，Canpure ™ EDI模块的电流较小，这样会影响产品水水质。这时可以选择加盐装置，来提高浓水电导率。
l                           加盐装置一般包括计量泵、盐箱和低液位开关。
l                           计量泵最好由PLC控制自动运行，当浓水循环泵启动并且浓水电导率低于设定值时计量泵开始工作。
l                           加盐的规格如下：
                     氯化钠                                                                 >99.00%
                     钙和镁 (以Ca计)                                             <0.05%
                     铁                                                                                                         <0.1ppm
                     重金属 (以Pb计算)                                                     <0.1ppm
                     注意: 商品氯化钠中某些杂质可能引起模块结垢。
l                           加盐量：以控制浓水电导率在200到350mS/cm之间，同时保证纯水电阻率为准。
2.4.3.8 离子性质与运行参数的关系
       EDI从水中去除离子的能力与离子的特性有关。与传统混床一样，树脂对某种离子的吸收能力与离子的大小、水合度、离子的电荷数以及树脂类型有关。            
1、离子大小
       下表是在25°C的溶液中离子的有效尺寸,其中包括了水合分子。离子的有效尺寸越大，离子扩散速率越低，越难以被EDI除去。另外，离子有效尺寸越大，电荷越分散，越不易被树脂吸收。

Ionic Radius, A
Cations
Anions
<3.0
K+, NH4+
Cl-, NO3-
3.5
A
OH-, F-
4.0-4.5
Na+
SO42-, CO32-
6.0
Li+, Ca2+, Fe2+
  
8.0-9.0
H+, Mg2+, Fe3+
  
2、离子电荷
离子所带电荷越多，使之通过离子交换膜需要供给的电压越大，另外，这些离子有较高的水合度，而较大并较重的离子扩散速度也较慢。
3、离子相对树脂的选择系数
下面的表格显示了离子相对树脂的选择性。这是离子被树脂吸收强度的一种量度，较强的选择性使之不易从混床或EDI泄漏出来。
离子交换树脂对离子的选择性系数表
Cation
Selective
Coefficient
Anion
Selective
Coefficient
Li+
0.8
HSiO3-
  
H+
1.0
F-
0.1
Mg2+
1.2
HCO3-
0.5
Na+
1.6
OH-
0.6
Ca2+
1.8
Cl-
1.0
NH4+
2.0
NO3-
3.3
K+
2.3
I-
7.3
4、弱带电物质
在常见的pH值和一般的运行条件下，二氧化硅（SiO2），硼（H3BO3）和二氧化碳（CO2）只有少部分以带电离子的形式存在。这些物质不易被树脂吸收，而电压对它们迁移几乎没有推动力。EDI必须将之转化成带电离子才能将之除去。
改变其它参数对清除这些离子有利。增加给水的pH值，更有利于这些化合物转化为带电离子，也就增加了它们被除去的可能性。在RO之前或之后，CO2可作为气体被除去。硅酸（H2SiO3）的pK1是9.77；硼酸的pK1是9.28；碳酸的pK1是6.35，所以，在偏碱的pH值范围内才有助与除去这些离子。
2.4.3.9 温度与运行参数的关系
1、压力损失与温度的关系
压力损失与温度有关，主要是由于水粘性的改变。下面的表格显示了在不同温度下水的粘度。压力损失和水的粘度成比例关系。  
                                      
水的粘度与温度的关系表
Temperature ,°C
Viscosity
5
1.51
15
1.14
20
1.00
25
0.89
30
0.80
35
0.72
2、水质与温度的关系
运行有一个最佳温度。当温度增加到接近35°C时，由于离子“泄漏”的增加，产品水水质将降低。当温度降低时，产水的表观水质可以得到改善。其中有电阻仪温度补偿误差的原因，也有由离子交换树脂对选择性增强的原因。但是，如果温度进一步降低，离子通过膜的扩散能力会按指数规律降低，因此使EDI的除盐能力下降，水质降低。
:   在较低的温度下，可以降低电压以节省能源。
:   在更低的温度下，为了继续有效地离解水，需要较高的电压。
3、电阻率仪表的温度补偿
电阻率／电导率测量的标准温度为25°C。在较高的温度下，因为离子的迁移加快，含有离子的水的电导率增高。对于超纯水，较高温度时，水分解出来的H+和OH-的量更多，电导率增高。
     自来水和反渗透水的电导率随温度变化率大约为2%/°C。超纯水电阻率的变化率约为5-7%/°C。因此如果工作温度不是25°C，温度补偿很重要。即使有较好的温度补偿系统，较热纯水的电阻率是很难准确测量的。下表是不同温度下纯水的电阻率
不同温度下纯水电阻率表
Temperature ，°C
Resistivity ，MΩ.cm
15
31.8
25
18.2
35
11.1
2.4.3.10 流量与运行参数的关系
1、压力损失与流量的关系。
有三种膜压力损失需考虑：
a.产品水对给水的压降
b.浓水出口对入口的压降
c.极水出口对入口的压降
每个水流的流量增加均会使该水流的压降增加。
2、极水压力损失
在每个组件流量为60 lph时，压力损失大致是20 psi。如果压力损失大于该值，极水入水处可能有异物堵塞。由于每个组件只有一个阳极/阴极对，该流量与组件的型号无关。
3、浓水压力损失
浓水流量与系统设计、运行设置和组件本身有关。浓水流量大致与组件的单元数量成正比。若运行期间浓水的压力损失增加，则需要清洗组件。
CP系列浓水在标准流量下压力损失一般为22±3psi。
4、给水-纯水的压力损失：
对每个膜组件，压力损失随流量的增加而增加，如上所述，压力损失将随水温的降低而增加。
对一个新组件，在标准流量下，压力损失一般为15±3psi。
       压力损失和流量增加接近正比。
值得注意的是以上讨论的是组件前后的压力损失，如果管道选用不当，压力的管道损失也可能是非常可观的。
2.4.3.11 纯水对浓水压差对水质和内部泄露的影响
为了保证内部泄漏不影响纯水水质，产品水出口压力应当比浓水和极水出口压力高4~10psi（0.3-0.7Kg/cm2）。依此，任何内部泄漏将会稀释浓水，而不是离子泄漏到纯水中。
产品水入口压力比浓水和极水入口压力略高。
浓水出口应当没有任何的背压。设计系统时，应当选用足够粗的管子和尽量短的流程。浓水排放的部分如果送到反渗透入口或做它用，最好先进入一个储水罐，然后再用泵打出去。
2.4.3.12 优化运行条件
       如上所述，在出水水质中，树脂的工作界限的位置是很重要的。为了得到较高电阻率和较低二氧化硅含量的产品水可以采取以下措施：
l               产品水流量应该在给定范围的下限。
l               电流应该以适中为宜。
l               浓水流量应为给定范围的上限。
l               二氧化碳的含量应该尽量减少。
l               pH值接近上限。
如果较低质量的纯水也能满足要求，为节约能量，可以提高产品水流量或降低电流。

2.4.4         EDI的水处理全系统设计

给水预处理对EDI极其重要，对EDI的重要性和对反渗透的重要性一样，组件的寿命、性能及维修量都取决于给水中的杂质含量。参考EDI给水的具体要求。
如果给EDI提供较好的预处理水，组件的清洗频率将会降低。
2.4.4.1 EDI给水处理
应根据原水水质和3.2  节中EDI对给水的要求设计EDI给水设施。
1、反渗透系统
反渗透可以除掉大部分溶解盐类。正常情况下单级或双级反渗透可以有效的除去高达99%的离子和有机物。
反渗透设备的预处理以及反渗透设备本身的设计参考有关反渗透技术资料设计。
反渗透将给水分成反渗透纯水和浓水，只有反渗透纯水才能进入EDI。
反渗透刚开机几分钟内水质很差，这一部分水不能进入EDI。因此反渗透应设置开机自动排放装置。(即使电导率小于40mS/cm,其他指示也可能不符合EDI入水要求)
2、软化器
为防止在反渗透和EDI结垢，需要从给水中除去硬度（Ca2+、Mg2+）。软化还可以去除铁和其它过渡金属，保护反渗透膜和EDI组件。
当反渗透纯水的硬度大于0.5ppm (CaCO3)时可以考虑在反渗透前或反渗透后增加软化装置。建议软化装置安装在一级反渗透之前。如果软化装置安装在一级反渗透之后，可以减小软化装置，也会节省再生盐的用量。但是，软化有时会对反渗透纯水带来较为严重的污染，其中常见的为有机物污染和铁污染。为了避免这些污染，必须在使用前对软化树脂进行清洗，同时再生时使用的盐的铁锰含量必须低于5ppm（固体）。在软化罐使用前可以用以下方法清洗软化树脂：
Ø                       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。
3、脱气装置
为了得到高电阻率的纯水，气体应该从给水中被去除。其中CO2的去除尤其重要。当EDI给水TEA高于25ppm时，可以考虑使用脱气的方法脱除给水中的CO2。另外，当CO2含量较低时EDI组件的除硅效果会更好。脱气装置可用脱气膜或脱碳塔。该装置最好放置在反渗透之后，也可以放在反渗透之前。应将CO2清除至5ppm以下，并保证TEA小于25ppm。
4 沉淀物过滤器
为防止 EDI被堵塞，需在EDI前安装精密过滤器。
2.4.4.2   EDI系统流程
附录8是一个较为典型的EDI系统流程图。对于多组件系统，该设计原理同样适用，只是将组件并联供水供电，其余部分的构思相同。
2.4.4.3   EDI系统保护和控制
为了保护EDI组件，使之有较长的使用寿命，一些系统保护是必需的。最关键的保护是当水流量过低时，要断电停机，否则，会对EDI组件造成致命的损坏。以下是EDI正常运行的必要条件：
l               极水流量超过最小值 。
l               浓水的流量超过最小值 。      
l               预处理正常。                                    
l               反渗透运行正常。                                                                  
l               EDI的入水TEA及其他指标低于允许最大值。                                          
l               温度在限制范围之内。                                                    
2.4.4.4 EDI系统组成
1、电源
直流电源应在运行电压范围内可调，并可以提供再生需要的电压/电流。直流电源的功率应满足EDI最大电流 (6A) 的要求。
直流电源的纹波率不能超过5%。过高的纹波率会使EDI组件在瞬间承受高于表观有效电流/电压，造成对组件的破坏。
当多个EDI组件共用一个直流电源时，每个EDI电压/电流应实现独立可调,并配有电压表和电流表。
应当配备低流报警装置。为保护EDI组件，当流经EDI组件的水流量低于某一点时，应关闭电源。
2、EDI 组件
可以将EDI并联运行，取得更大流量。
EDI浓水一部分循环（当给水硬度低、电导率高时，可以不循环），另外一部分可以返回到反渗透给水中，也可回收作为它用或直接排至下水道。
EDI纯水入水压力应比EDI浓水压力高，这样可以防止浓水在EDI组件内泄漏。
使用调节阀和转子式流量计来控制和指示纯水、浓水和极水的流量。
应将浓水和极水出口压力降到最小。
EDI纯水、浓水和极水的入口和出口均应接地。
3、控制中心
Ø               提供包括自动和手动运行在内的系统控制。
Ø               可以直接控制电源，使其达到最佳状态。
Ø               如果EDI给水流量过低，应当关闭电源。
Ø               在反渗透纯水的电导率上升到高于一定值时，EDI停机，发出警报，并将反渗透纯水排放。
Ø               当EDI给水压力过高时，泻流电磁阀启动，将水排放，报警。
Ø               电极废水中包含Cl2、H2和O2气体，需被安全地排放出去
4、仪表
压力表：测定EDI纯水、浓水、极水入水压力和EDI纯水、浓水、出水压力。
流量计：测量纯水出水、浓水入水、极水入水及浓水排放水的流量。
电导率仪：测量EDI给水和浓水入水电导率
电阻率仪：测量EDI纯水电阻率
流量开关：流入EDI组件的纯水、浓水、极水流量过低，流量开关会促使系统关闭。

2.4.5         安装注意事项

2.4.5.1安全
请在安装前读懂本手册的安全部分。EDI设备是一个水电并存系统，因此安全问题尤其重要。
注意：H2的爆炸极限是4%（v/v）,因此气体必须被稀释排放。一般的安全的界线是1%。另外极水包含危险气体，应将之排出室外。
2.4.5.2 组件安装
Ø                 组件安装请参考图2 组件装配图。Canpure ™ EDI系列组件的背后铝压紧板上设有两个固定螺孔，用于将EDI组件定位在机架上。由于EDI组件本身重量较大，该处螺丝只起定位作用。
注意：EDI系统在运输移位时必须将组件拆下。
Ø               搬动组件时不能让水管道或电连接着力。
Ø         不要将组件的前端和后端同时固定，因为这样会影响模块极板间距离的调整。
  
Canpure ™ EDI系列组件的外观尺寸表
  
型号
Canpure™-500
Canpure™-1000
Canpure™-2000
Canpure™-3600
尺寸（mm）
592×264×231
592×264×259
592×264×342
592×264×454
A（mm）
57
85
168
280
B（mm）
161
189
272
384
单元数
8
12
24
40
注：以上模块尺寸仅供参考，如有修改，恕不通知。
2.4.5.3 组件方向
       Canpure ™ EDI组件应垂直安装。
2.4.5.4 管件的连接
标准组件为纯水提供了1寸活节(部分)，为浓水和极水提供了4分活节(部分)，另一部分由用户据不同用途特殊加工。这些连接部分由PP制成。将管件与组件连接时，应用扳手卡住组件上的管件，以免其在扭力作用下被损坏。 Canpure ™ EDI组件的电源和管路连接见下页图。
2.4.5.5 接地
Ø               组件本身通过电源线接地。
Ø               应将淡水、浓水和极水的入水和出水分别接地。
Ø               如果水流接地不当可能引起电导率和电阻率仪读数不准和其它问题。
2.4.5.6 电源连接和接线
直流电源应通过适当的启动装置经一个三芯电缆与EDI组件连接。
电缆通过EDI组件上的电缆密封接头与EDI连接。将电缆密封接头从EDI压紧铝板上拧下，将电缆密封接头上的电缆压紧旋箍拧松，再将三芯电缆的一端穿入电缆密封接头，将电缆的三根线分别与EDI的三根电线通过冷压接头连接。EDI的三根电线中白色为正极，绿色为负极黑色为地线。确定冷压连接无误后，将电缆密封接头外丝缠绕聚四氟乙烯密封带，将外丝拧入EDI压紧铝板，将三个冷压接头压入铝板与电缆密封接头间的空间。将电缆密封接头上的电缆压紧旋箍拧紧。
  
2.4.5.7 螺母扭力
          螺铨扭矩对EDI模块很重要。它不仅关系到维持内部压力以保证出水水质，而且关系到防止EDI模块的内部和外部泄漏。
组件在出厂以前，两端的螺母已扭好。组件在安装后，运行之前如果发现个别螺母有松动应将所有螺母紧度再次调整到20 ft-lbs，最大不超过25 ft-lbs。
ü               必须在EDI使用之前检查螺铨扭力矩。通常在产品水水质下降时要检查螺铨扭力矩。至少每三个月检查一次螺铨扭力矩，必要时作调整。
ü               下面是一个重新设置螺铨扭力矩用的插图。依图均匀地调整螺铨扭力矩，消除局部应力。每个模块共有20根螺铨，需要一个16mm的六角形扳手。
依图示数字顺序将螺栓拧紧，每次增加的扭力矩不要超过2磅尺 (0.276Kgf·m) ，直到所有的螺栓的扭力矩都设置在20磅尺 (2.76Kgf·m)。
  
  

2.4.6         组件的清洗及维护

l                   在运行中，如果将较差的给水引进组件，或者电源不足，就会增加维修工作量。
l                   给水中主要引起结垢的是有机物、硬度和铁。
l                   给水硬度较高将引起离子交换膜浓水侧结垢，而使纯水水质降低。给水硬度、溶解的CO2和高pH会加速结垢。可以用适当的酸溶液清洗污垢。清洗过程请参考附录。
l                   给水中的有机物污染，会在离子交换树脂和离子交换膜表面形成薄膜，因而将严重影响离子迁移速率，因此影响纯水水质。当发生此现象时，纯水室需用适当的清洗剂清洗。有机物清洗过程请参考附录。
l                   如果EDI组件在无电或给电不足的情况下运行，混床内离子处于离子饱和状态，纯水的水质会降低。为了再生离子交换树脂，将水流通过组件，并慢慢增加电源供应电压，使被吸附的离子迁移出系统而对树脂进行再生。树脂再生时，组件应在较高电流和较低水流量的条件下运行。
l                   警告：如果电源没有过流保护，注意不要超过电源的供电容量。
l                   必要时可以重新设置螺帽松紧度。螺帽太紧将导致膜堆的变形，太松将导致内、外部泄漏。最大的扭力为25ft×lbs，旋转螺母应参考附录。
l                   如果组件外部需要清洗，请仅使用温和的清洁剂水溶液，不可使用溶剂。为了防止触电，在清洗之前，要确定电源已断开。清洗时还要注意以下几点：
禁止使用丙酮或其他的溶剂。
当电源开启时禁用水。
擦洗时使用潮湿的布，可浸少量清洁剂。
保护安全标签。

2.4.7系统运行操作

2.4.7.1 开机准备  
1)             必须仔细阅读Canpure ™   EDI的设计与使用手册，并明确控制面板的内容。
2)             检查所有的水管道和电路连接。
3)             调校仪表。
4)             检查各流量开关动作是否正常。
5)             检查电源系统输出是否正常。
6)             准备好数据表格和运行记录本，记录起始数据和观察到的任何现象。
2.4.7.2 组件启动
1)打开EDI 系统控制电源。
2)开启EDI给水泵，将纯水入水和浓水补水调节阀缓慢旋开。
3)             观察EDI入水的电导率，超过设定值时自动排放，水质合格后入水电磁阀打开，排水电磁阀关闭。
4)             开启EDI浓水循环泵，慢慢旋开浓水和极水调节阀。
5)             对浓水、纯水和极水管道实行脉冲供水以进一步从EDI系统中排出空气。在启动时除去空气很重要，因为组件里的气体会影响流量和产品水电阻率。
6)调节使纯水压力和流量、浓水流量、极水压力和流量均达到设计范围。
7)检查纯水出口压力是否大于浓/极水的出口压力。
8)检查极水、浓水和纯水的压力损失是否正常。
9)检查浓水电导率是否正常。
10)   慢慢旋动“电压调节”钮至规定电压。启动EDI电源供电系统。
11)   观察纯水的产量及出水水质，水质超过设定值时，超标排放电磁阀自动打开。
12)     检查组件的初始电流。初始电流一般要高于正常运行电流，多个组件并联时，两个组件的初始电流应当近似。
13)     检查组件进出离子的物料平衡。如果正在再生则排出离子数多于进入的离子数，如果给电不足则相反。
14)   检查所有开关装置、流量传感器，设置是否合理且正确信号被送到控制中心。
15)   EDI运行几个小时之后，水质、电流应趋于稳定。
16)   记录电压、电流、进出水水质和产品水、浓水、极水的流量以及运行时间。
17)   运行中如果出现过载保护，当故障排除后才能按下复位开关重新工作。如果过载保护频繁出现，应停机仔细检查，并对运行参数做适当调整。
2.4.7.3 关机
1)             关闭有关阀门
2)             切断EDI给水泵、浓水循环泵的电源。
3)             关闭EDI系统控制电源（SYSTEM POWER）。
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

2.4.8         组件的故障处理

  

附录一.   SDI的定义及测量方法

一．淤泥密度指数SDI（也叫污染指数FI）的定义
       淤泥密度指数（SDI）是表征反渗透系统进水水质的重要指标之一。SDI值的计算：用压力为30PSI的给水通过孔隙为0.45um的微孔过滤器，用在某一给定的时间内（通常为15分钟）流量衰减的速率来衡量。SDI值的大小与水中胶状的以及小微粒的污物所占的比率有关。当水样通过0.45um的微孔过滤器过滤时，由于大颗粒的微粒对SDI值的影响比小的微粒和胶体小，可以假定SDI值反映的是水中胶状物的浓度。对于RO膜，SDI值应满足下面的要求：
         蜗卷式或醋酸膜————最大的SDI值=5.0
中空纤维膜——————最大的SDI值=3.0
  
★由于SDI值过高而引起的征兆：
1．   产水流量极端地下降；
2．   给水压力增加以及增大的差压；
3．   脱盐率下降。
★结果：浓水及产品通道阻塞。
★建议的预处理方法：
1．   超滤；
2．   软化；
3．   细沙过滤；
4．   活性炭过滤；
5．   微滤；
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