1 前言

目前在發電廠水處理工藝中有三種方式: 

第一(yi)種方(fang)式(shi)(shi)為傳統的(de)(de)(de)除鹽方(fang)式(shi)(shi),水中(zhong)的(de)(de)(de)鹽全部依(yi)靠(kao)離子交換(huan)的(de)(de)(de)方(fang)式(shi)(shi)除去,需要大量酸堿溶液對(dui)(dui)離子交換(huan)樹脂再生,因此運行費用增(zeng)加(jia),并且再生后的(de)(de)(de)排水對(dui)(dui)環境也(ye)有(you)一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)污(wu)染。

第二種(zhong)(zhong)方(fang)式(shi)(shi)為改良(liang)的除鹽(yan)(yan)方(fang)式(shi)(shi),水(shui)中(zhong)的大部(bu)分鹽(yan)(yan)類用反滲透方(fang)式(shi)(shi)除去,但混床中(zhong)交換(huan)樹脂的再生(sheng)仍需(xu)要酸堿。因此(ci)此(ci)種(zhong)(zhong)方(fang)式(shi)(shi)只是改良(liang)后的除鹽(yan)(yan)方(fang)式(shi)(shi),運行費用稍(shao)有降低,對環境也有污染(ran)。

第三種方(fang)式為綠色(se)的(de)除(chu)鹽方(fang)式,徹底去除(chu)了在超純水(shui)制(zhi)備中酸堿的(de)使用,實現了全過程(cheng)的(de)綠色(se)化。

以(yi)下將(jiang)介紹綠色除鹽方式(shi)中的EDI裝(zhuang)置(zhi)的基本原理、優缺點及(ji)與混(hun)床的比較。

2 EDI的基本工作原理

EDI(Electro-de-ionization)是(shi)一種將離(li)子交換(huan)技(ji)術(shu)、離(li)子交換(huan)膜技(ji)術(shu)和(he)離(li)子電遷(qian)移技(ji)術(shu)(電滲(shen)(shen)析(xi)技(ji)術(shu))相結合的(de)純(chun)水(shui)制(zhi)造(zao)技(ji)術(shu)。該技(ji)術(shu)利用離(li)子交換(huan)能深(shen)度脫鹽來(lai)克服(fu)電滲(shen)(shen)析(xi)極化(hua)(hua)而(er)脫鹽不徹底,又利用電滲(shen)(shen)析(xi)極化(hua)(hua)而(er)發(fa)生水(shui)電離(li)產生Ｈ和(he)ＯＨ離(li)子實(shi)現樹脂自再生來(lai)克服(fu)樹脂失(shi)效后通過化(hua)(hua)學藥劑再生的(de)缺(que)陷,是(shi)20世紀80年代以來(lai)逐(zhu)漸(jian)興起的(de)新(xin)技(ji)術(shu)。經(jing)(jing)過十幾年的(de)發(fa)展,EDI技(ji)術(shu)已(yi)經(jing)(jing)在北(bei)美及歐洲占據(ju)了(le)相當部分的(de)超(chao)純(chun)水(shui)市場(chang)。

EDI裝置(zhi)包括(kuo)陰/陽(yang)(yang)(yang)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)膜(mo)(mo)、離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)、直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)源等(deng)設備。其(qi)中陰離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)膜(mo)(mo)只允(yun)許(xu)(xu)(xu)陰離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)透過(guo),不允(yun)許(xu)(xu)(xu)陽(yang)(yang)(yang)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)通(tong)(tong)過(guo),而陽(yang)(yang)(yang)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)膜(mo)(mo)只允(yun)許(xu)(xu)(xu)陽(yang)(yang)(yang)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)透過(guo),不允(yun)許(xu)(xu)(xu)陰離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)通(tong)(tong)過(guo)。離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)充夾在(zai)(zai)陰陽(yang)(yang)(yang)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)膜(mo)(mo)之間形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)單個處理單元,并(bing)構成(cheng)(cheng)淡(dan)水室(shi)。單元與單元之間用(yong)網狀物隔開(kai),形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)濃水室(shi)。在(zai)(zai)單元組兩端的(de)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)源陰陽(yang)(yang)(yang)電(dian)(dian)極形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)電(dian)(dian)場(chang)。來水水流(liu)(liu)(liu)流(liu)(liu)(liu)經淡(dan)水室(shi),水中的(de)陰陽(yang)(yang)(yang)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)電(dian)(dian)場(chang)作(zuo)用(yong)下通(tong)(tong)過(guo)陰陽(yang)(yang)(yang)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)膜(mo)(mo)被(bei)清(qing)除,進入濃水室(shi)。在(zai)(zai)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)膜(mo)(mo)之間充填的(de)離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)大大地提高了離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)被(bei)清(qing)除的(de)速度。同時,水分(fen)子(zi)(zi)(zi)(zi)在(zai)(zai)電(dian)(dian)場(chang)作(zuo)用(yong)下產生氫離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)和氫氧根離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi),這些離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)對離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)進行連續再(zai)生,以(yi)(yi)使離(li)(li)(li)(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)保持(chi)最佳狀態。EDI裝置(zhi)將給水分(fen)成(cheng)(cheng)三股獨(du)立的(de)水流(liu)(liu)(liu):純(chun)水、濃水、和極水。純(chun)水(90%-95%)為最終得到(dao)水,濃水(5%-10%)可以(yi)(yi)再(zai)循環處理,極水(1%)排放掉。圖(tu)2表示了EDI的(de)凈水基本(ben)過(guo)程(cheng)。

EDI裝(zhuang)置屬于精處(chu)理(li)水(shui)(shui)系統(tong),一般多與反滲(shen)(shen)透(ＲＯ)配合使(shi)用(yong),組成預(yu)處(chu)理(li)、反滲(shen)(shen)透、EDI裝(zhuang)置的(de)(de)超純水(shui)(shui)處(chu)理(li)系統(tong),取代(dai)了傳(chuan)統(tong)水(shui)(shui)處(chu)理(li)工藝的(de)(de)混合離子交(jiao)換設備。EDI裝(zhuang)置進(jin)水(shui)(shui)要求為(wei)電阻率(lv)為(wei)0.025-0.5ＭΩ·ｃｍ,反滲(shen)(shen)透裝(zhuang)置完全可以滿足(zu)要求。EDI裝(zhuang)置可生產電阻率(lv)高達15ＭΩ·ｃｍ以上(shang)的(de)(de)超純水(shui)(shui)。

3 EDI裝置的特點

EDI裝置不需(xu)要化(hua)學(xue)再生,可連續運行(xing),進而不需(xu)要傳統水處(chu)理工藝的(de)混合離(li)子(zi)交換設備再生所需(xu)的(de)酸堿液(ye),以及(ji)再生所排(pai)放(fang)的(de)廢(fei)水。其(qi)主要特(te)點如下:

EDI的凈水基本過程
·連續運行,產品水水質穩定
·容易實現全自動控制
·無須用酸堿再生
·不會因再生而停機
·節省了再生用水及再生污水處理設施
·產水率高(可達95%)
·無須酸堿儲備和酸堿稀釋運送設施
·占地面積小
·使用安全可靠,避免工人接觸酸堿
·降低運行及維護成本
·設備單元模塊化,可靈活的組合各種流量的凈水設施
·安裝簡單、費用低廉
·設備初投資大

4 EDI裝置與混床離子交換設備比較

EDI裝(zhuang)置(zhi)與混(hun)床離子交換設備(bei)屬于水(shui)(shui)(shui)處理(li)系統中的(de)精(jing)處理(li)設備(bei),下(xia)面將兩種設備(bei)在(zai)(zai)產水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)、投資量及運(yun)行成本方面進(jin)行比較(jiao),來說明EDI裝(zhuang)置(zhi)在(zai)(zai)水(shui)(shui)(shui)處理(li)中應用的(de)優(you)越性。

(1)產品水水質比較

EDI裝置是一(yi)個連續凈水(shui)過(guo)(guo)程,因此其產(chan)品(pin)水(shui)水(shui)質穩定,電阻率一(yi)般為15ＭΩ·ｃｍ,最高可達(da)18ＭΩ·ｃｍ,達(da)到超(chao)純水(shui)的指標。混床離(li)子交換設施的凈水(shui)過(guo)(guo)程是間斷式的,在剛剛被再生后,其產(chan)品(pin)水(shui)水(shui)質較(jiao)(jiao)高,而在下次再生之前,其產(chan)品(pin)水(shui)水(shui)質較(jiao)(jiao)差。

(2)投資量比較

與混床(chuang)離子交(jiao)換設施相(xiang)比(bi)EDI裝(zhuang)(zhuang)置投(tou)資(zi)量(liang)要高(gao)約20%左右,但從混床(chuang)需(xu)要酸(suan)堿儲存、酸(suan)堿添加和廢水處理(li)設施及后(hou)期維(wei)護、樹脂更換來(lai)看,兩者(zhe)費(fei)用(yong)相(xiang)差(cha)在10%左右。隨著技術的提高(gao)與批量(liang)生產(chan),EDI裝(zhuang)(zhuang)置所(suo)(suo)需(xu)的投(tou)資(zi)量(liang)會大大的降低(di)。另外,EDI裝(zhuang)(zhuang)置設備小巧,所(suo)(suo)需(xu)廠(chang)房(fang)遠(yuan)遠(yuan)小于(yu)混床(chuang)。

(3)運行成本比較

EDI裝置運行費(fei)用包(bao)括(kuo)電耗、水耗、藥(yao)劑(ji)費(fei)及設(she)備折舊等費(fei)用,省去了(le)酸堿消耗、再生用水、廢水處(chu)理和污水排放等費(fei)用。

在(zai)電耗方面(mian),EDI裝置約0.5ｋＷｈ/ｔ水(shui),混床(chuang)工藝約0.35ｋＷｈ/ｔ水(shui),電耗的成本在(zai)電廠來說是(shi)比較經濟(ji)的,可以(yi)用廠用電的價格核算。

在水耗方(fang)面,EDI裝置產水率高,不用再生用水,因此在此方(fang)面運行(xing)費(fei)用低于混床。

至于(yu)藥劑費和設(she)備折舊費兩(liang)者相(xiang)差不大。

總的(de)來(lai)說,在運(yun)行(xing)費用中,EDI裝(zhuang)置噸(dun)水運(yun)行(xing)成(cheng)本在2.4元左右,常規混床噸(dun)水運(yun)行(xing)成(cheng)本在2.7元左右,高于EDI裝(zhuang)置。因(yin)此,EDI裝(zhuang)置多(duo)投資的(de)費用在幾年內(nei)完全(quan)可以回收(shou)。

5 EDI技術的應用

EDI技(ji)術在(zai)(zai)(zai)國(guo)外廣泛的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用(yong)有十幾(ji)年的(de)(de)(de)時(shi)間,大多用(yong)于(yu)制藥行業、微(wei)電(dian)(dian)子(zi)行業、發電(dian)(dian)工(gong)業和(he)(he)實驗室。在(zai)(zai)(zai)表(biao)面清洗、表(biao)面涂(tu)裝(zhuang)、電(dian)(dian)解(jie)工(gong)業和(he)(he)化(hua)工(gong)工(gong)業的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用(yong)也日趨廣泛。在(zai)(zai)(zai)我國(guo)應(ying)(ying)(ying)用(yong)時(shi)間只有2-3年,主要用(yong)于(yu)醫藥和(he)(he)微(wei)電(dian)(dian)子(zi)工(gong)業的(de)(de)(de)超純(chun)水的(de)(de)(de)處理,而在(zai)(zai)(zai)發電(dian)(dian)行業化(hua)學水處理系統中的(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)用(yong)剛剛興起。

目前(qian)在(zai)山東部分熱電廠已采用(yong)了(le)EDI技術處理鍋(guo)爐補水。此系統主要包括加藥系統、多介質(zhi)過濾器、活性炭過濾器、反滲(shen)透、EDI設備。處理水量(liang)160ｔｈ。2000年冬季(ji)(ji)采暖期(qi)(qi)投運,運行良好。目前(qian)二(er)期(qi)(qi)(150ｔｈ)工程(cheng)正在(zai)安裝,在(zai)今年的冬季(ji)(ji)采暖期(qi)(qi)兩(liang)期(qi)(qi)工程(cheng)將(jiang)全部投運。

6 結論

EDI裝(zhuang)置屬于(yu)水精處(chu)理(li)設(she)備(bei),具有(you)連續產水、水質高、易控制(zhi)、占(zhan)地少(shao)、不(bu)(bu)需(xu)酸堿(jian)、利于(yu)環保等優點,具有(you)廣泛(fan)的應(ying)用前景。隨著設(she)備(bei)改進(jin)與(yu)技術完善以及針對不(bu)(bu)同行(xing)業進(jin)行(xing)優化(hua),初投資費用會大(da)大(da)降低。可以相信在不(bu)(bu)久的將來會完全取(qu)代(dai)傳統的水處(chu)理(li)工藝中的混合離子(zi)交換設(she)備(bei)。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章