電滲析設計及運行問題探討
摘 要: 通過對兩套不同單位生產(chǎn)的電滲析器運行數(shù)據(jù)的分析比較, 提出了電滲析器設計及運行應 注意的幾個問題。
關鍵詞: 電滲析; 設計; 運行; 問題
某公司現(xiàn)有兩套電滲析系統(tǒng), 在運行過程中, 對 兩套電滲析系統(tǒng)的性能及使用維護情況作了一些比 較, 提出幾點建議供有關設計及運行維護人員參考。
1 應用實例一
某公司第一期工程采用國家海洋局杭州水技術 開發(fā)研究中心設計生產(chǎn)的電滲析器。該套電滲析器 共三個系列(開二備一) , 九個單臺設備。采用立式結 構、三級三段模式、自控采用EDR 技術。設計單系 列產(chǎn)水12. 5m 3öh , 設計總產(chǎn)水量25m 3ö h。水回收率 75% , 脫鹽率80% 左右, 可根據(jù)原水水質及用水量 自由調節(jié)。一般控制水回收率75% , 脫鹽率85%。
該套電滲析系統(tǒng)自1995 年6 月投運以來, 未發(fā) 生任何影響生產(chǎn)的故障, 一直穩(wěn)定運行至今。分析該 套電滲析系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行的原因有如下幾個方 面:
為防止極板、電極絲結垢, 將電滲析器極水單獨 設計回路, 獨立循環(huán), 少量補充原水, 達到既防止極 板、電極絲結垢又提高回收率的目的。
為防止?jié)馑Y垢, 該套電滲析器采用了較先進 的EDR 控制技術, 該技術的巧妙之處在于當濃、淡 水運行一段時間后, 為防止?jié)馑医Y垢, 每隔 20m in, 通過倒極達到濃、淡水室交換阻礙了濃水中 Ca2+ 、M g2+ 形成鹽垢, 同時, 在濃、淡水轉換過程中, 準確地計算了濃、淡水在輸水管路中交換的位置, 最 大限度地收集淡水, 而將濃、淡水的混合水排放掉, 一方面防止污染成品淡水, 一方面又將電滲析器及 管路沖洗一遍。既提高了產(chǎn)品水回收率, 又防止了電 滲析器膜堆結垢。
為防止?jié)馑Y垢, 該套電滲析系統(tǒng)還采用了濃 水加酸技術, 嚴格控制濃水室pH 值在6 左右, 達到 防止結垢的目的。在歷次拆洗電滲析器過程中, 極少 發(fā)現(xiàn)電極絲及隔板上有結垢現(xiàn)象。
為防止腐蝕電極接線端子, 該套電滲析器系統(tǒng) 采用了單臺立式結構。雖然電滲析器有少量漏水, 由 于滴不到電極接線端子上, 從未發(fā)生因電極接線端 子腐蝕而需檢修的情況。
為防止瞬間進水或停機對膜堆產(chǎn)生沖擊, 在每 次開機或停機時, 先用原水對電滲析器膜堆沖洗5 ～ 10m in, 并且采用電動閥緩慢開啟或關閉的方式, 達到既沖洗膜堆防止結垢, 又防止瞬時水壓變化對 膜堆產(chǎn)生沖擊的目的。
由于該套電滲析器采用了以上技術, 該套電滲 析器在運行過程中, 二、三級電滲析器可穩(wěn)定運行一 年以上, 每年大修一次即可, 第一級電滲析器可穩(wěn)定 運行4～ 6 個月, 每三個月拆洗一次即可。
2 應用實例二
該公司二期工程采用了另外一家水處理公司的 電滲析器。該套電滲析器采用臥式結構, 每小時倒極 一次。共三只單臺設備(開二備一) , 每只單臺設備為 三級三段。設計單臺產(chǎn)水量30m 3öh , 設計總產(chǎn)水量 為60m 3öh , 水回收率70% 左右, 脫鹽率80% 左右。 該套電滲析器自1999 年9 月投運至今從未達 到設計產(chǎn)水量, 亦不能穩(wěn)定運行三個月以上。陰陽膜 已全部更換過兩遍。電極板已全部更換過一遍, 仍達 不到設計指標。分析該套電滲析器不能穩(wěn)定運行的 原因有如下幾個方面:
該套電滲析器設計極水、濃水為同一循環(huán)水路, 加重了電極絲結垢傾向, 導致電極絲連續(xù)運行三個 月以上, 即多處變細, 甚至燒毀。
該套電滲析器設計上存在缺陷, 不能有效防止 濃水結垢, 而電滲析器電極、隔板結垢后, 產(chǎn)水量及 水質明顯下降。單臺產(chǎn)水量由剛拆洗完時的20m 3öh 經(jīng)240h 連續(xù)運行, 即下降至15m 3öh , 最低時下降至 10m 3ö h。為提高產(chǎn)水量, 每隔兩個月左右, 需將三臺 電滲析器輪換拆洗, 每拆裝一臺需一周左右時間, 拆 洗完三臺電滲析器需將近一個月的時間, 浪費了大 量工時及備件。僅2000 年統(tǒng)計, 拆洗該套電滲析器 耗費的資金僅備品備件一項即達80 余萬元, 工時達 5184 個。
由于電滲析器有一定量的漏水, 而采用臥式結 構, 漏水又不可避免地流過電極接線端子, 造成電極 接線端子腐蝕變細, 有時有“打火”現(xiàn)象, 最嚴重的一 只接線端子, 在使用過程中被腐蝕斷。
進水壓力設計偏高, 達0. 25M Pa。事實上在運 行過程中, 不可能達到設計壓力。當進水壓力超過 0. 2M Pa 時, 電滲析器漏水即很嚴重, 膜堆產(chǎn)生變形 現(xiàn)象, 無法穩(wěn)定運行。該套電滲析器設計上另一個缺 陷是, 采用氣壓閥門, 瞬時進水或關機, 對膜堆產(chǎn)生 較大沖擊。
電極電壓調整困難, 不能根據(jù)原水水質及用水 量調節(jié)電壓。在運行一年后即更換了九只可控硅(晶 閘管)。
三級三段裝在一起且下端極板進水, 當一級一 段隔板結垢阻塞后, 必須將其上方的二、三級極板、 陰陽膜及隔板全部拆下, 方能拆洗, 不利于維護保 養(yǎng)。
該套電滲析器設計采用酸洗的辦法, 消除電滲 析膜堆內部結垢及電極絲結垢, 效果很不理想并且 對電極絲有較大危害。
3 小 結
綜上所述, 根據(jù)該公司使用及維護電滲析器的 情況總結, 在設計電滲析器時必須考慮以下幾點:
必須優(yōu)先考慮電極絲防結垢、防腐蝕及防止?jié)?水結垢問題, 否則電滲析器無法穩(wěn)定運行。
必須考慮電滲析器進水壓力, 一般不宜超過 0. 18M Pa, 極限壓力0. 20M Pa。
必須考慮電滲析器漏水腐蝕電極接線端子問 題, 建議采用立式結構。
必須考慮電滲析器檢修拆洗是否方便, 否則難 以進行維護保養(yǎng)。
必須考慮濃水、原水進水壓力, 不能瞬時開關閥 門, 建議采用電動閥門緩慢開啟的方式, 防止對電滲 析器膜堆產(chǎn)生沖擊導至變形而不能穩(wěn)定運行。
在電滲析器維護保養(yǎng)時, 應考慮陰陽膜的更換 周期, 用盡可能少的維修費用, 保證電滲析器長期穩(wěn) 定運行。根據(jù)該公司一期電滲析器的使用情況, 每三 年更換一遍陰陽膜, 即可穩(wěn)定運行, 而每年更換1ö3 數(shù)量的陰陽膜, 保證了產(chǎn)水水質及水量。
總之, 電滲析器的設計, 必須考慮企業(yè)生產(chǎn)中的 穩(wěn)定。如果設計的樣品機達到了設計指標, 而在實際 使用過程中由于極板及隔板結垢或其他原因, 無法 保證電滲析器穩(wěn)定運行5 年以上, 應認為是不成功 的設計。
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