40m3h EDI设备系统EDI技术方案.docx

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40m3hEDI设备系统EDI技术方案

40m3/hEDI设备系统EDI技术方案

一．ElectropureTMEDI工艺方案

1.1工程基本情况

1.2原水水源及水质

1.3ElectropureTMEDI进水条件

1.4系统工艺

1.5EDI性能保证

1.6EDI产水流量

1.7ElectropureTMEDI设备规范

二．ElectropureTMEDI系统控制

2.1控制方式

2.2电控配置基本要求

三．设备配置清单

附件一．ElectropureTMEDI基本介绍

4.1ElectropureTMEDI概述

4.2ElectropureTMEDI历史

4.3EDI比传统DI（离子交换技术）优越之处

4.4ElectropureTMEDI工艺的详细描述

4.5ElectropureTMEDI核心技术

4.6ElectropureTMEDI设备工艺特性和优势

一．ElectropureTMEDI工艺方案

1.1工程基本情况

1.2原水水源及水质

1.3ElectropureTMEDI进水条件

以下是ElectropureTMEDI所能够保证的最低运行要求。

精确值更多地接近设计目标，就能得到更理想的ElectropureTMEDI膜块性能。

●水源：

反渗透RO产水，电导率1～20μS/cm。

最佳电导率在2～10μS/cm。

最大电导率在50μS/cm；

●PH值：

5.0～9.5（pH7.0～8.0之间EDI有最佳电阻率性能，但硬度要低于常规值），注意到典型的低PH值进水时由于CO2的存在而导致产水质量下降；

●温度：

5～35°C.最佳质量在25°C；

●进水压力：

0.15～0.5MPa（1.5～5bar），最大压力0.7MPa（7bar）；

●出水压力：

浓水和极水出水压力要比产水出水压力低；

●硬度（以CaCO3计）：

最大1.0ppm在90%回收率时；

●有机物：

TOC最大0.5ppm，建议检测不出；

●氧化剂：

活性氯（Cl2）最大0.05ppm，建议检测不出；

臭氧（O3）最大0.02ppm，建议检测不出；

●重金属：

最大0.01ppmFe、Mn、变价性金属离子；

●活性硅：

最大0.5ppm.反渗透RO产水典型范围是50~150ppb；

●总CO2：

建议小于5ppm.高于10ppm时，产水品质很大程度上依赖于

CO2水平和PH值；

●颗粒：

建议用无颗粒的反渗透RO产水（直接进入）或者将中间水箱的

水采用1μm预先过滤。

1.4系统工艺

本工程纯水水处理系统采用“二级反渗透（RO）加电除盐（EDI）”的化学除盐

处理工艺。

1.5EDI性能保证

表2、EDI产水水质

序号

水质项目

水质指标

1

电阻率

≥15M.cm（25℃）

1.6EDI产水流量

设计流量：

40m3/h（25℃）

回收率：

≥90%（25℃），浓水可以直接回收至反渗透原水箱

1.7ElectropureTMEDI设备规范

1.7.1EDI供水泵

数量：

2台（1用1备）

型号：

？

流量：

45m3/h.台

扬程：

0.6~0.65MPa，取决于：

超纯水箱高度、微滤压差、

管道输送距离、EDI模块压力差和水温

功率：

？

KW

材质：

不锈钢

产地：

国产或其它

1.7.21μm微孔过滤器

数量：

1台

型号：

DJMF-01-45

设计出力：

45m3/h.台

滤芯：

1μm，折叠式或袋式滤芯

材质：

SS304

产地：

国产

1.7.3EDI电去离子系统

1）EDI装置

数量:

1套

设计出力：

40m3/h.套

回收率:

≥90%（25℃）

产水电导率:

≤0.1S/cm（25℃）即：

电阻率≥10M.cm（25℃）

运行压力：

0.3～0.5MPa

最大承受压力：

0.7MPa

2）EDI模块

数量:

6块/套

型号：

EXL-700

单模块设计出力：

6.67m3/h.块

模块分组：

2组/套，每组3个模块

模块品牌：

美国Electropure

3）仪表

电阻表：

1个/套，共1个

型号：

8850

品牌：

美国+GF+SIGNET或其它品牌

产水流量计：

1个/套，共1个

型号：

8550，设定最低流量停机保护值

品牌：

美国+GF+SIGNET或其它品牌

浓水电导率表：

1个/套（根据客户需要配置）

型号：

？

？

？

品牌：

？

？

？

进水电导表：

1个（根据客户需要配置）

型号：

8850

品牌：

美国+GF+SIGNET或等同

进水余氯表：

1个（根据客户需要配置）

型号：

？

？

？

品牌：

？

？

？

转子流量计：

2个/套，共2个

材质：

有机玻璃

量程：

0～9m3/h，1个/套，共1个（带低流量保护开关），浓水

0～0.4m3/h，1个/套，共1个（带低流量保护开关），极水

品牌：

斯德宝/德国或其它品牌

压力表：

6个/套，共6个

型号：

0～1.0MPa

产地：

国产

4）配套管道、阀门

数量：

1批/套

材质：

UPVC

产地：

环琪/国产

5）自动阀门

数量：

2个/套，共2个

型式：

电动蝶阀或气动蝶阀

材质：

UPVC

用途：

EDI产水和产水排放

产地：

环琪/国产或其它品牌

6）EDI直流电源

数量：

1套/套

设计输出电压：

450～500VDC

设计输出电流：

36A（6A/膜块）

工作电压：

200～400VDC

工作电流：

6～12A（1～2A/膜块）

电源分组：

2组/套，共2组，其中1组电源同时给3个模块供电

单组电源参数:

设计输出电压：

0～500VDC

设计输出电流：

0~18A/组

产地：

国产

7）工艺配置基本要求

●由于ElectropureEDI模块浓水室的特有设计，无须浓水循环、浓水不需要加盐；

●EDI装置进水管应单独设置1.0μm保安过滤器；

●EDI装置给水、浓水和极水的进出水总管上应设有足够连接清洗液进出的管道及阀门；

●EDI装置产水管应设有产水和排放自动阀门，当水质不合格或停用后能延时自动冲洗；

●EDI膜块应安装在组合架上，组合架上应配备全部管道及接头，还包括所有的支架、紧固件、夹具及其它附件。

管道、法兰、阀门均采用UPVC材质或其它性能相似的材质，部分连接可以采用耐压等级相当的软管；

●EDI组合架的设计应满足其厂址的抗震烈度要求和组件的膨胀要求；

●每块膜块的产品水管上设置取样阀。

取样阀为UPVC材质或与之相当；

●EDI装置浓水回到软化水箱，浓水完全可以直接回收利用，极水直接排放，化学清洗排水排入废水池，由于浓水和极水彻底分开，从而降低了回收浓水时存在的由于极水中有O2、Cl2、H2等气体混合后的危险，也使得浓水流量和极水流量可以单独调节和单独设置安全保护措施。

1.7.3EDI清洗系统（分组清洗）

说明：

1）建议设计独立清洗系统，以减少交叉污染；

2）建议对EDI设备设计分组清洗系统。

1.7.3.1EDI清洗水泵

数量：

1台

型号：

？

流量：

20m3/h（考虑每次清洗3个模块）

扬程：

0.20MPa

功率：

？

KW

材质：

不锈钢

产地：

国产或其它

1.7.3.21μm微孔过滤器

数量：

1台

型号：

DJ-MF-01-20

设计出力：

20m3/h.台

滤芯：

1μm，折叠式或袋式滤芯

材质：

SS304

产地：

国产

1.7.3.3清洗水箱

数量：

1台

容积：

1.0m3

材质：

PE

产地：

国产

二．ElectropureTMEDI系统控制

2.1控制方式

EDI的操作为自动方式。

EDI装置设有就地直流电源柜，控制部分可以通过集中PLC实现控制，在就地设有低流量保护、电压电流过载保护、水质安全保护、就地仪表安装和显示等。

1）EDI的保护功能

●产水、浓水、极水均设有低流量保护开关，保护EDI不在缺水的状态下工作，当任何一股水流低于设定的最小流量时，立即断开EDI的供电并报警。

如果EDI在缺水的状态下工作，将会有造成EDI膜块烧毁的可能性，是无法恢复的损坏。

●EDI的产水设置了电阻率表，同时，在产水管上设了产水自动阀和产水排水自动阀，当EDI启动或运行过程中产水电阻率不合格时，自动对地排放。

2）EDI的运行控制

本系统EDI设置为1套，装置出力为40m3/h，系统采用PLC来完成控制。

EDI装置的投运或备用主要是通过控制EDI供水泵及直流电源的起动或停止来实现，EDI的整个装置的启停是通过超纯水箱的液位变化来决定的。

在本系统EDI后超纯水箱的液位通过三点来控制EDI装置的运行。

●当EDI后的超纯水箱水位处于低液位时，EDI运行，此时的EDI系统出力为40m3/h；

●当EDI后的超纯水箱水位继续上升，达到高液位时，EDI停止.

●当EDI后的超纯水箱水位从高液位下降至中液位时，启动EDI，此时的EDI系统出力为40m3/h；

3）上位机及其控制

●上位机放置于中央控制室，本系统可以做到无人值守，可以在水处理站的控制室进行监控；

●上位机上可以显示EDI系统的工作状态，采用可编程序控制器（PLC）对EDI整体工艺系统设备实现连锁程序控制；

●在上位机上可以实现在线仪表的显示、工作状况显示、故障显示、历史数据记录等；

●可以实现自动、半自动、就地手动及控制室键盘微机操作。

2.2电控配置基本要求

1）EDI装置浓水进出水或出水管须设置流量控制阀和低流量开关，当其流量低于设定的低流量时报警，并切断装置电源，以防止膜块过热而产生永久性损坏。

2）EDI装置产水管须设置流量控制阀和低流量开关，当其流量低于设定的低流量时报警，并切断装置电源，以防止膜块过热而产生永久性损坏。

3）EDI装置极水进水管须设置流量控制阀和低流量开关，当其流量低于设定的低流量时报警，并切断装置电源，以防止膜块过热而产生永久性损坏。

4）EDI装置仪表配置点及数量等要满足本系统的安全、稳定、可靠运行需要。

5）EDI产水配置电阻率表。

6）EDI装置都配有就地控制盘，且配有气动或电动控制元器件。

就地控制盘上可以显示有关工艺参数。

7）直流电源装置的配置符合ElectropureEDI膜块的要求，电源的纹波系数要小于5%。

8）设置产水、浓水、极水流量不足或断流自动保护膜块的措施。

9）EDI装置采用程序控制，在就地和控制室内实现。

EDI装置的运行根据反渗透水箱和后面的纯水箱的水位，自动控制启、停。

三．设备配置清单

表3、单套40m3/hEDI设备配置一览表

序号

分类

型号

数量

备注

1

EDI模块

EXL-700

6个

Electropure/USA

2

EDI仪表

1）产水电阻率表

1套

+GF+/SIGNET/USA

2）进水电导率表（供选择）

1套

+GF+/SIGNET/USA

3）进水余氯表（供选择）

1套

E+H/德国

4）浓水电导率表（供选择）

1套

+GF+/SIGNET/USA

5）产水流量仪表

1套

+GF+/SIGNET/USA

6）浓水转子流量计/带低流量开关；

1个

斯德宝/德国

7）极水转子流量计/带低流量开关；

1个

斯德宝/德国

8）压力表；

6个

国产

3

EDI管阀件

UPVC，含：

所有设备内的连接管道、手动阀门、自动阀门等

1套

国产

4

EDI电源

电源分组：

2组,1组电源同时给3个EDI模块供电

单组电源:

设计电压：

450～500VDC/组

设计电流：

1组为18A/组

1套

国产

5

控制单元

设备内部控制、设备同外部连锁的接口端子及控制柜

1套

国产

6

设备支架

碳钢涂环氧防腐

1台

国产

附件一

ElectropureTMEDI基本介绍

1.1ElectropureTMEDI概述

伊乐科环保科技（上海）有限公司是在2006年由美国SnowPure公司投资在中国建立的子公司，主要开展SnowPure公司生产的ElectropureTMEDI产品在中国地区的市场、销售和技术服务。

SnowPure公司总部位于美国加利福尼亚州，其EDI产品技术有超过30年的发展历史由于其特有的专利技术和卓越的产品性能，可以为用户实现：

最少的初期投资、最低的运行成本、最简单的工艺系统

最方便的操作性能、最稳定的运行状态、最安全的运行环境

ElectropureTMEDI产品主要应用于半导体、电子、医药、食品、电力、化工、冶金、造纸、汽车、石油等众多行业，产品水水质可以高达16～18.2MΩ.CM。

在全球近40个国家和地区有其产品的成功应用案例。

采用SnowPure公司的专利产品--电去离子（EDI）设备可以满足日益增长的对高纯水的需求。

EDI工艺系统代替传统的DI混合树脂床来制造去离子水。

与DI树脂不同的是，EDI在更换树脂床或使用化学试剂进行树脂再生时并不需要关闭系统。

正因为如此，EDI最大限度地减少了水的质量不稳定因素，同时简化了操作和基建成本。

1.2ElectropureTMEDI历史

SnowPure公司是全球第一个研究和发明EDI技术的企业，一直是EDI技术和产品的先驱者和领航者，其详细历史请见如下阐述：

✧1977年:

Harry・O'Hare在SRI研究机构测试EDI；

✧1979年:

建立HOH水技术公司；

✧1984年:

HOH获得了EDI专利；

✧1996年:

HOH更改名字为Electropure；

✧1999年:

XL系列EDI产品问世；

✧2002年:

ElectropureEvergreen代表处在印度建立；

✧2004年:

EDI市场扩展；

✧2004年:

XL-HTS高温模块问世；

✧2005年:

资方买断:

SnowPure公司建立；

✧2006年:

Electropure伊乐科环保科技（上海）

有限公司建立；

✧2008年:

EXL系列EDI产品问世；

1.3EDI比传统DI（离子交换技术）优越之处

●EDI不需要化学试剂用于再生

●EDI再生时不需要关闭设备

●ElectropureEDI模块在市场上每单位流量中最小、最轻；因此EDI趋于紧凑。

●产生的水质量一致

●所需能源少

●资金的使用经济—节约了运行费用

1.4ElectropureTMEDI工艺的详细描述

来自城市水源的水中含有钠、钙、镁、氯化物、硝酸盐、碳酸氢盐、二氧化硅等溶解盐。

这些盐由带负电的离子（anion）和带正电的离子（cation）组成。

99%以上的离子都可以通过恰当的反渗透（RO）处理得以去处。

城市的水源还含有微量金属、溶解气体（如CO2）和其它微弱电离的化合物，这些杂质在工业应用过程当中必须去除（如硼和硅）。

RO渗透水（EDI进水）的电导率一般在4-20µS/cm，即电阻率在50-250kΩ.cm之间。

而根据应用领域的不同，超纯水或去离子水的电阻率一般在2-18.2MΩ.cm之间变化。

ElectropureTMEDI的工作过程通过交换羟基离子或氢氧根离子去处不想要的离子，然后将这些离子输送到废水流中。

离子交换反应在组件的纯化室中进行，在那里阴离子交换树脂释放出氢氧根离子（OH-）而从溶解盐（如氯化物、Cl-）中获得阴离子。

同样，阳离子交换树脂释放出氢离子（H+）而从溶解盐中（如钠、Na+）获得阳离子。

一个直流（DC）电场通过放置在组件一端的阳极（+）和阴极（-）施加。

电压驱动这些被吸收的离子沿着树脂球表面移动，然后穿过薄膜进入浓水室。

带负电的阴离子（如OH-、Cl-）被吸引到阳极（+）。

这些离子穿过阴离子选择性薄膜，进入相邻浓水室，而不会穿过相邻的阳离子选择性薄膜并滞留在浓水室，而且得以妥善处理。

在淡水室中带正电的阳离子（如H+、Na+）被吸引到阴极（-）。

这些离子穿过阳离子选择性薄膜进入临近的浓水室，他们在那里被临近的阴离子选择性薄膜阻挡，同时得以妥善处理。

在浓水室中，仍然维持电中性。

从两个方向输送过来的离子彼此相互中和。

从电源流过来的电流跟移动离子的数目成比例。

两股水流（H+和OH-）趋势离子都被输送并且被加到所要求的电流之中。

流过两种不同类型的腔体，纯化室中的离子就会耗尽，同时被收集到邻近的浓水流之中，这就从组件中带走了被去除的离子。

在纯化室和（或）浓水室中使用离子交换树脂是ElectropureEDI技术和专利的一个关键。

在纯化室中还会发生一个重要现象，在电势梯度高的特定区域，电化学“分解”能够使水产生大量的H+和OH-离子。

这些区域中产生的H+和OH-离子在混合离子交换树脂中可以使树脂不断再生，形成不需要外加化学试剂的薄膜。

1.5ElectropureTMEDI核心技术

✧ElectropureTMEDI离子膜技术

✧ElectropureTMEDI模块流道技术

✧ElectropureTMEDI模块树脂填充技术

1.5.1ElectropureTMEDI离子膜技术

ElectropureTMEDI拥有独立完整的EDI离子膜专利技术

ElectropureTMEDI离子膜是自己生产

ElectropureTMEDI离子膜性能优良、稳定、持久

ElectropureTMEDI离子膜使用寿命长达八年以上。

1.5.2ElectropureTMEDI流道技术

性能优：

采用窄流道技术，离子从淡水室迁移到浓水室的行程短，离子迁移和去除更容易，由于离子迁移快的特性，从而可以以最短的时间和占用最少的树脂层将容易去除的离子（如：

H+、Na+、Ca2+、OH-、CL-、SO42-等）迁移，给后续的弱电解质类离子（如：

HCO3-、SiO2等）留出足够的时间和树脂层空间来将其迁移到浓水室，达到最佳的产水品质；

节能：

同时，流道窄，其自身的内电阻低，消耗电能低，在相同的进水负荷和达到相同的产水品质条件下，工作电流和电压均较低，比采用宽流道技术的模块节能30%以上；

极水室特性:

优势：

1）极水一直在酸性条件，极水室碳酸钙结垢的趋势大大减弱；

2）从极水特性分析，进水的硬度条件可以放宽。

1.5.3ElectropureTMEDI模块树脂填充技术

采用树脂包技术：

离子膜、树脂、骨架，采用特殊的技术将三者组合为整体，形成树脂口袋，然后通过特殊的树脂填充技术将树脂装填到“口袋”，形成树脂包。

优势：

1）所有模块的树脂包是完全一致的；

2）模块可以在现场实现反复拆装维修，类似积木技术；

3）管道接头损坏可以用最少的成本维修；

4）EDI内部的膜如果局部损坏，可以在现场维修；

5）模块如果有杂质堵塞，可以采用反冲洗恢复性能；

6）所有的现场维修，完全不会影响EDI的性能。

1.6ElectropureTMEDI设备工艺特性和优势

工艺特性：

●淡水进水和产品水为同一股水流；

●浓水单独进水，单独出水，单独调节；

●极水单独进水，单独排放，单独调节；

●浓水出水不做循环，不需要浓水循环泵；

●浓水出水后可以直接排放或者直接回收利用；

●浓水管的任何位置无需加盐；

●进水压力需求低，进水压力为0.15～0.5MPa，满足膜块的压力降和管道的沿程阻力即可；

●产水、极水进水、浓水排放需要设置流量计，同时，需要设置低流量的保护；

●产水设置电阻率表；

●浓水进水设置电导率表；

工艺优点：

●不需要浓水循环泵、不需要加盐系统，可以减少EDI设备的投资

●减少了辅助设备后，EDI设备整体的运行成本也会较低；

●极水单独排放，其排水量小，只有进水总量的0.5～1%，并且使极水的进/出水压力可以最低，尽量创造条件使气体的快速流出、释放或稀释；

●浓水出水可以直接回收利用，没有氧化性气体（氯气）对超滤、反渗透和EDI膜的氧化潜在危险；

●产水、浓水、极水三股水流独立进水、独立出水，可以实现独立调节，无论哪股水流发生变化，可以快速判断和诊断，起到保护膜块的作用；

●压力差（淡水进水和浓水进水之间、淡水进水和极水进水之间、产水和浓水出水之间、产水和极水之间）的调节非常容易和简单，而且压差的少许波动对于产水品质没有影响；

●整个设备简单，从而，调试和运行管理非常容易；

●由于系统简单，因此程控技术非常容易实现；

●运行电压和电流均较低，因此非常节能，吨水功耗：

0.05～0.10kwh/m3产水。

●