电厂水处理中EDI技术的应用

时间:2019-05-06 10:05:12

来源:《化学管理》

作者:马超群

    慧聪水工业网 摘要 :电厂的水处理问题一直十分重要,电去离子技术(Electrodeionization, EDI)技术在电厂中的应用,能够有效提高电厂水处理的效率,降低电厂水处理的成本。文章介绍了电厂水处理EDI 设备的关键技术,探究了EDI 水处理的具体过程,结合电厂EDI 技术对环境的影响,对电厂水处理中的EDI 技术的应用方式进行分析。

关键词:电厂; 水处理; EDI 技术

1 电厂水处理EDI主要技术分析

1.1 EDI除盐过程

EDI除盐过程主要就是利用淡水室对废水中的有关杂质离子进行处理,即在淡水室中填充阴阳离子交换树脂,原水从淡水室进入后,阴阳树脂和杂质离子进行相互交换与迁移,通过交换反应去除废水中的有害物质,一般情况下,EDI技术的基本工作过程主要包括原水和树脂相互之间发生的离子交换、通入直流电后,水中的无机盐离子在阴阳膜和电场共同作用下发生的定向迁移、电解水产生氢离子和氢氧根使树脂再生三个方面,以达到连续除去废水中离子的目的。

由于树脂、膜、水的界面在化学反应中会使溶液的浓度发生变化,使得水分解为H+和OH-,这样就会造成废水的pH值变化,在这种独特的环境中,废水中的碳酸、硅酸、等弱电解质在局部的pH值变化情况下产生电离反应,相应的的反应方程为::HR=H++R-,在这样反应进行后,通过与直流电场相互配合,产生的离子就能够有效的被去除掉,所以,在EDI设备中,强弱电解质都能够被高效的去除,对废水中的硼、CO2有96%以上的去除率,对硅元素也有90%~99%以上的去除率。

1.2 电化学再生过程

在利用渗析的极化过程中,由于在水溶液中会产生H+和OH-,使树脂在化学反应中进行电化学再生,这对水质的提升具有正面的影响,而在再生的过程中,如果不进行离子交换处理,就会造成水质变坏,这样就需要采用适宜的工作环境,才能达到提高水质的要求,采用EDI装置的离子交换树脂技术,可以有效的提高水质。具体的化学反应方程式如下,

(1)阳离子交换树脂所发生的化学反应为:

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1.3 EDI的进水条件分析

EDI 装置在电厂中得到了广泛的应用,它属于较为精细的水处理系统,在水处理的过程中,必须要求进水有较高水质,才能满足处理的要求。在一般情况下EDI 对进水水质的要求具体如表1 所示,主要采用RO 作为火电厂的废水预脱盐软化处理设备。

2.jpg

1.4 EDI的出水水质控制

随着电厂的水处理EDI 装置的不断发展,出水的水质也有了明显的提高,在26℃时,EDI 的理论纯水电阻率为18.3MΩ·cm,而且要求RO+混床产水电阻率要控制在一般为10~18MΩ·cm,也要求它的二级RO(RO+RO) 产水电阻率控制在15 ~16MΩ·cm以下,保证在正常运行时能够达到17MΩ·cm 以上,可以达到达18MΩ·cm 为最佳,并能够保证RO+EDI 的出水电阻率控制在15 ~16MΩ·cm 以上。在EDI 处理技术中,由于离子交换作用的参与,可以有效的去除水中的Ca2+或者Mg2+,这样就能够有效的降低水处理过程中的硬度。因此,在RO+EDI 的水处理过程中,不仅可以提高处理的效率,完全可满足超临界、超超临界锅炉补给水的水质要求,而且出水水质平稳,在具体的处理过程中不会出现传统的离子交换设备出现的运行- 失效- 再生周期性变化的问题。

2 电厂EDI技术对环境的影响

在火电厂中应用EDI 技术的成本比较低,它省去了酸碱消耗、再生用水、废水处理和污水排放等费用,也能够有效的对环境的污染进行控制,由于EDI 的产水率一般在81% ~95% 之间,在具体的废水处理过程中,不需要再生用水,具体的运行费用要明显的低于混床。而且,采用混床技术是依靠阳/ 阴离子交换树脂的交换作用对废水中的各种有害离子进行降解,在树脂再生的过程中会产生大量的酸碱废液,容易对环境造成污染。同时采用混床还需解决药品采购和储存问题,对火电厂提出了较高的要求。而采用EDI 技术在原理上与混床不同,它是通过电解水产生的H+和OH-,对淡水室中填充的阴阳树脂进行再生,在整个工作流程中主要消耗电能,对其他物质的消耗较少。

EDI 独特的工作流程,使它在能够一边正常工作,一边进行树脂的电再生,这样就能够节约了大量人工和物质成本,便于实现整个流程的自动化控制,使废水处理的效率得到了大幅度的提高。在火电厂处理过程中,EDI 如与RO 配合,能够提高污水的处理效率,还可基本上摆脱酸碱的使用,这样就能够彻底消除处理过程中潜在的污染隐患,颠覆了原有的老式水处理方式,使耗水量、能耗、设备占地都大幅度减少。在未来的发展中,RO+EDI 的膜法水处理工艺必将占据主导地位,成为重要的火电厂污水处理方法。

3 EDI技术在电厂水处理中的应用

随着科学技术的不断发展,EDI 技术也在不断完善成熟,逐渐在电厂的水处理中得到了广泛的应用。当前大部分电厂正在积极的探索EDI 技术在电厂中更深层次的应用,而且在电厂水处理中已有大量成功运行的实例,有利于EDI 技术的推广,EDI 正逐渐成为电厂水处理的核心装置。一般说来,在EDI 装置进水部分,原水在进入RO+EDI 系统之前,需要经过合适的预处理。通常包括过滤、吸附、软化等,以提高的水的纯度,降低水的污染指数、硬度、游离氯离子等对膜正常运行起到危害作用的离子,这样才能够使RO 膜得到有效的保护,从而提高EDI的效率。

具体的处理工艺流程如下 :原水→板式过滤器→活性炭过滤器→保安过滤器→RO →保安过滤器→EDI →除盐水箱→锅炉补给水,这样完成整个制水过程。在进行处理的过程中,进水的水质得到了明显的改善,可见,只要经过合理设计,就能有效的对火电厂的水处理进行有效的控制。EDI 工艺的产水不但能达到基本的水处理要求,而且还大大高于火电厂锅炉补给水水质要求指标,同时还降低了水处理的成本,是一种优良的锅炉补给水生产工艺。

4 结语

总之,EDI 独特的技术特点使得它在电厂中的应用前景十分广泛,将EDI 与RO 配合一起使用,使得电厂水处理的效果更加明显。由于EDI 装置对进水水质要求较高,因此,要能够根据具体的情况,加强其预处理的合理设计,提高水处理的效率。另外,EDI 的出水水质还与系统的电压密切相关,通过提高膜堆的操作电压,可得到更高质量的纯水。在处理的过程中,应保持EDI 在适当的电压下运行,电压不能太高; 二级RO(RO+RO)产水电阻率保持在18MΩ·cm 左右为最佳。

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