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电渗析设计及运行问题探讨

更新时间:2011-03-04 09:41 来源:水处理技术 作者: 王伟 王国淑 顾人慧 汪开明 阅读:6003 网友评论0

摘 要: 通过对两套不同单位生产的电渗析器运行数据的分析比较, 提出了电渗析器设计及运行应 注意的几个问题。

关键词: 电渗析; 设计; 运行; 问题

某公司现有两套电渗析系统, 在运行过程中, 对 两套电渗析系统的性能及使用维护情况作了一些比 较, 提出几点建议供有关设计及运行维护人员参考。

1 应用实例一

某公司第一期工程采用国家海洋局杭州水技术 开发研究中心设计生产的电渗析器。该套电渗析器 共三个系列(开二备一) , 九个单台设备。采用立式结 构、三级三段模式、自控采用EDR 技术。设计单系 列产水12. 5m 3öh , 设计总产水量25m 3ö h。水回收率 75% , 脱盐率80% 左右, 可根据原水水质及用水量 自由调节。一般控制水回收率75% , 脱盐率85%。

该套电渗析系统自1995 年6 月投运以来, 未发 生任何影响生产的故障, 一直稳定运行至今。分析该 套电渗析系统能够稳定运行的原因有如下几个方 面:   

为防止极板、电极丝结垢, 将电渗析器极水单独 设计回路, 独立循环, 少量补充原水, 达到既防止极 板、电极丝结垢又提高回收率的目的。   

为防止浓水结垢, 该套电渗析器采用了较先进 的EDR 控制技术, 该技术的巧妙之处在于当浓、淡 水运行一段时间后, 为防止浓水室结垢, 每隔 20m in, 通过倒极达到浓、淡水室交换阻碍了浓水中 Ca2+ 、M g2+ 形成盐垢, 同时, 在浓、淡水转换过程中, 准确地计算了浓、淡水在输水管路中交换的位置, 最 大限度地收集淡水, 而将浓、淡水的混合水排放掉, 一方面防止污染成品淡水, 一方面又将电渗析器及 管路冲洗一遍。既提高了产品水回收率, 又防止了电 渗析器膜堆结垢。   

为防止浓水结垢, 该套电渗析系统还采用了浓 水加酸技术, 严格控制浓水室pH 值在6 左右, 达到 防止结垢的目的。在历次拆洗电渗析器过程中, 极少 发现电极丝及隔板上有结垢现象。   

为防止腐蚀电极接线端子, 该套电渗析器系统 采用了单台立式结构。虽然电渗析器有少量漏水, 由 于滴不到电极接线端子上, 从未发生因电极接线端 子腐蚀而需检修的情况。   

为防止瞬间进水或停机对膜堆产生冲击, 在每 次开机或停机时, 先用原水对电渗析器膜堆冲洗5 ~ 10m in, 并且采用电动阀缓慢开启或关闭的方式, 达到既冲洗膜堆防止结垢, 又防止瞬时水压变化对 膜堆产生冲击的目的。   

由于该套电渗析器采用了以上技术, 该套电渗 析器在运行过程中, 二、三级电渗析器可稳定运行一 年以上, 每年大修一次即可, 第一级电渗析器可稳定 运行4~ 6 个月, 每三个月拆洗一次即可。

2 应用实例二

该公司二期工程采用了另外一家水处理公司的 电渗析器。该套电渗析器采用卧式结构, 每小时倒极 一次。共三只单台设备(开二备一) , 每只单台设备为 三级三段。设计单台产水量30m 3öh , 设计总产水量 为60m 3öh , 水回收率70% 左右, 脱盐率80% 左右。 该套电渗析器自1999 年9 月投运至今从未达 到设计产水量, 亦不能稳定运行三个月以上。阴阳膜 已全部更换过两遍。电极板已全部更换过一遍, 仍达 不到设计指标。分析该套电渗析器不能稳定运行的 原因有如下几个方面:   

该套电渗析器设计极水、浓水为同一循环水路, 加重了电极丝结垢倾向, 导致电极丝连续运行三个 月以上, 即多处变细, 甚至烧毁。   

该套电渗析器设计上存在缺陷, 不能有效防止 浓水结垢, 而电渗析器电极、隔板结垢后, 产水量及 水质明显下降。单台产水量由刚拆洗完时的20m 3öh 经240h 连续运行, 即下降至15m 3öh , 最低时下降至 10m 3ö h。为提高产水量, 每隔两个月左右, 需将三台 电渗析器轮换拆洗, 每拆装一台需一周左右时间, 拆 洗完三台电渗析器需将近一个月的时间, 浪费了大 量工时及备件。仅2000 年统计, 拆洗该套电渗析器 耗费的资金仅备品备件一项即达80 余万元, 工时达 5184 个。   

由于电渗析器有一定量的漏水, 而采用卧式结 构, 漏水又不可避免地流过电极接线端子, 造成电极 接线端子腐蚀变细, 有时有“打火”现象, 最严重的一 只接线端子, 在使用过程中被腐蚀断。   

进水压力设计偏高, 达0. 25M Pa。事实上在运 行过程中, 不可能达到设计压力。当进水压力超过 0. 2M Pa 时, 电渗析器漏水即很严重, 膜堆产生变形 现象, 无法稳定运行。该套电渗析器设计上另一个缺 陷是, 采用气压阀门, 瞬时进水或关机, 对膜堆产生 较大冲击。   

电极电压调整困难, 不能根据原水水质及用水 量调节电压。在运行一年后即更换了九只可控硅(晶 闸管)。   

三级三段装在一起且下端极板进水, 当一级一 段隔板结垢阻塞后, 必须将其上方的二、三级极板、 阴阳膜及隔板全部拆下, 方能拆洗, 不利于维护保 养。   

该套电渗析器设计采用酸洗的办法, 消除电渗 析膜堆内部结垢及电极丝结垢, 效果很不理想并且 对电极丝有较大危害。

3 小 结

综上所述, 根据该公司使用及维护电渗析器的 情况总结, 在设计电渗析器时必须考虑以下几点:   

必须优先考虑电极丝防结垢、防腐蚀及防止浓 水结垢问题, 否则电渗析器无法稳定运行。   

必须考虑电渗析器进水压力, 一般不宜超过 0. 18M Pa, 极限压力0. 20M Pa。   

必须考虑电渗析器漏水腐蚀电极接线端子问 题, 建议采用立式结构。   

必须考虑电渗析器检修拆洗是否方便, 否则难 以进行维护保养。   

必须考虑浓水、原水进水压力, 不能瞬时开关阀 门, 建议采用电动阀门缓慢开启的方式, 防止对电渗 析器膜堆产生冲击导至变形而不能稳定运行。   

在电渗析器维护保养时, 应考虑阴阳膜的更换 周期, 用尽可能少的维修费用, 保证电渗析器长期稳 定运行。根据该公司一期电渗析器的使用情况, 每三 年更换一遍阴阳膜, 即可稳定运行, 而每年更换1ö3 数量的阴阳膜, 保证了产水水质及水量。

总之, 电渗析器的设计, 必须考虑企业生产中的 稳定。如果设计的样品机达到了设计指标, 而在实际 使用过程中由于极板及隔板结垢或其他原因, 无法 保证电渗析器稳定运行5 年以上, 应认为是不成功 的设计。

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