集成膜法水处理工艺的研究

发布时间：2022-10-05 10:06 热度：

　　摘要：集成膜法水处理除盐工艺具有连续产水、出水、质量好、易控制、占地少、不需酸碱、利于环保等优点，将原有的化学除盐水处理方式由离子交换除盐改为集成膜法水处理工艺，可大大减轻酸碱产生的各种危害。

　　关键词：集成膜法, 水处理, 装置, 应用

　　Abstract: The membrane water treatment integrated with continuous process in salt water, water production, good quality, easy to control, occupies little space, no need to acid and alkali, beneficial to the environment and other advantages, the original salt water treatment chemical pide by ion exchange except the salt to the membrane water treatment technology integration, can reduce soda acid to produce a variety of harm.

　　Key Words: integrated membrane law, water treatment, device, applications

　　中图分类号： V444.3+7 文献标识码：A 文章编号：

　　集成膜法水处理工艺是指将反渗透技术和连续电除盐技术集成联合制水的膜法水处理工艺(EDI ) ，它采用膜技术制水，将水中的杂质分级提取，分类排放，无需酸碱再生，不向水体中投加化学物质，是一种污染较小的水处理方法。

　　集成膜法水处理除盐工艺具有连续产水、出水质量好、易控制、占地少、不需酸碱、利于环保等优点，将原有的化学除盐水处理方式由离子交换除盐改为集成膜法水处理工艺，可大大减轻酸碱产生的各种危害。

　　一、EDI装置

　　EDI是一种将电渗析与离子交换有机结合的新型膜分离技术，构造类似电渗析器，所不同的是在淡水室中充填有阴阳离子交换树脂。在高纯水中，离子交换树脂的导电性能比与之相接触的水要高2~3个数量级，所以，几乎全部的从溶液到脂面的离子迁移都是通过树脂来完成的。水中的离子首先因交换作用吸附于树脂颗粒上，再在电场作用下经由树脂颗粒构成的“离子传播通道”迁移到膜表面并透过离子选择性膜进入浓水室。同时，在树脂、膜与水相接触的界面处，界面扩散中的极化使水解离为H+离子和OH-根离子。它们除部分参与负载电流外，大多数又起到对树脂的再生作用，从而使离子交换、离子迁移、电再生3个过程相伴发生、相互促进，达到连续去离子的目的。

　　该电厂的EDI装置由美国Electropure公司生产，型号为XL-500RL，单个模块产水量为1.5~3.5 m3/h，典型工作电压和电流为300 V(DC)和2A。EDI分为2组，每组14个模块，共28个模块。在正常运行情况下，单组EDI装置的设计产水量为40 m3/h，浓水排放量为4.2 m3/h，极水排放流量为0.2 m3/h，系统水回收率为95%。

　　EDI系统采用浓水直接排放方式运行，将进水一分为三：大部分水由模块下部进入淡水室中进行脱盐;小部分水作为浓水从模块的浓水室出来后排放，并回收到微滤水箱;另一极小部分水送入极水室作为电解液，电解后携带电极反应的产物和热量而排放。EDI装置的正常操作压力维持在如下水平：进水压力应该比浓水进口压力高;产水压力应该比浓水出口压力高;进水压力应该比极水进口压力高;产水压力应该比极水出口压力高。上述数据的范围为35~70kPa。

　　当模块内部树脂的交换容量耗尽时，模块就需要再生。这种情况一般发生在清洗过程、模块长期停运、模块的工作电压过低或者没有加电的时候。再生靠在短期内改变工作参数(进水离子减少、工作电压提高)将离子驱逐到模块之外。离子由淡水室迁移到浓水室，浓水室的离子浓度将显著增加。EDI模块再生时的典型操作参数设定见表1。

　　　二、浓水回用

　　在集成膜法水处理工艺中，一级反渗透的回收率为75%，二级反渗透的回收率为85%，EDI系统的回收率为90%，针对各级浓水的水质情况，分别进行回收利用。

　　一级反渗透所排放的浓水，是对原水近4倍的浓缩，水质较差，可经过多介质过滤器、活性炭过滤器以及反渗透膜的过滤，用于多介质过滤器、活性炭过滤器的反洗。以2009年用水量计算，一级反渗透浓水排放约为80000 t/a，用于各级过滤器反洗后，仍约剩余50000 t/a。

　　二级反渗透所排放的浓水，水质情况明显优于一级反渗透所排放的浓水，将其回流至原水箱，作为整个系统的进水，以防止水质过于浓缩，造成后续系统出水水质恶化。

　　EDI系统所排放的浓水，由于其水质较好，基本上可以全部回流至二级反渗透水箱，作为二级反渗透的进水;当EDI系统发生运行故障时，可以将EDI系统所排放的水质较差的浓水回流至原水箱，作为整个系统的进水重新处理。

一级反渗透浓水水质略差于循环水供暖系统，且随原水水质波动。冬季供暖期间，循环水的日均补水量在2000 m3以上，除去反洗用水后浓水的日均排放量应在150 m3以下，即冬季供暖期间，将反洗后剩余的一级浓水打入循环水系统的浓水量只占循环水补水量的十分之一以下，将浓水中各项离子会被稀释10倍以上，不会对循环水供暖系统造成结垢。因此，在冬季可将剩余的一级浓水补入循环水供暖系统，对于不供暖的夏季，则在保证反洗用水的前提下，可将多余的水打入绿化水系统，用于绿化。

　　通过对各级排放的浓水水质进行分析，并根据各系统进水水质要求，对各级排放水进行回收，使整个系统的回收率达到100%，实现零排放的目标。

　　参考文献

　　[1]王承煦,张源.风力发电[M].北京:中国电力出版社,2007.

　　[2]赵建华,连捷.风电厂选址及最佳风力发电机组选型[J].电力勘测设计, 2009(1): 67-69.

　　[3]田迅,任腊春.风电机组选型分析[J].电网与清洁能源,2008, 24(4): 36-39.

　　[4]池钊伟,王小明,黄静.风电场机型选择中的技术经济评价指标[J].上海电力, 2007(1): 36-38.