E-Cell-EDI-技术介绍

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1、E-Cell-EDI-E-Cell-EDI-技术介绍技术介绍内容E-Cell EDI 技术介绍EDI工作原理为什么EDI 优于传统混床E-CellTM 其他优点E-CellTM 产品规格E-CellTM运行,清洗,故障分析1.1E-Cell EDI 技术介绍2.0EDI 在纯水领域中的特性. E-Cell EDI 技术介绍减少了减少了95%的化学药剂的使用的化学药剂的使用连续运行连续运行无有害废水排放无有害废水排放2.1E-Cell EDI 技术介绍这这是一场水处理技术的革命是一场水处理技术的革命. 水处理技术的发展历程水处理技术的发展历程2.4预 处 理1st Generation2nd G

2、eneration3rd Generation阴阳离子交换混合离子交换预 处 理 反 渗 透混合离子交换预 处 理 反 渗 透E-Cell EDI 技术介绍2.6在广泛的应用领域得到证实: 电力 / 公用事业 生物化学 / 医药 半导体 / 微电子 表面处理 (如汽车行业) 生活消费品和化妆品 常规工业E-Cell EDI 技术介绍典型EDI工艺流程图 3.2EDI 工作原理2.0EDI 工作原理3.1 E-Cell 模块进水产水产水进水已失效的树脂层未消耗的树脂层过渡转化区EDI 工作原理3.1若干单元EDI 工作原理3.1阳离子树脂阳离子树脂阴离子树脂阴离子树脂Na+Cl-H+OH-H2O

3、+淡水室-离子交换树脂EDI 工作原理3.1阳离子树脂阳离子树脂阴离子树脂阴离子树脂阳离子膜阴离子膜OH-OH-Cl-Na+H+H+OH-H+-+淡水室-离子迁移过程EDI 工作原理3.1树脂树脂树脂树脂OH-H2OH+Na+Cl-OH-H+淡水室 水分子的分解和再生EDI 工作原理3.1阳离子不能穿阳离子不能穿过阴离子交换膜过阴离子交换膜 阴离子不能穿阴离子不能穿过阳离子交换膜过阳离子交换膜浓水室阴离子交换膜阳离子交换膜淡水室淡水室淡水室淡水室Cl-OH-Na+H+EDI 工作原理3.1阴离子交换膜阳离子交换膜淡水室淡水室淡水室淡水室Cl-OH-Na+H+Cl-Na+-高高pH低低pH浓水室

4、EDI 工作原理3.1氢氧根离子的影响H+ 和 OH- 离子的数量是其它（被污染的）离子的2 到 9 倍浓水侧的阳离子交换膜 pH值很低 (H+ 离子多)浓水侧的阴离子交换膜 pH值很高 (OH-离子多)极端的pH值容易导致结垢!浓水室流速加大可以减少结垢EDI 工作原理3.1阴极侧化学反应_阴极2H2O + 2e- = 2OH-(aq) + H2(g) 产生氢气 7.0 mL(STP)/安培/分钟 高pH 有可能结垢EDI 工作原理3.1阳极侧化学反应+阳极 产生氧气 3.5 mL (STP)/安培/分钟 微量氯气产生 电极排放口1-2 ppm (NaCl含量400 uS/cm) 低pH2H

5、2O = 4H+(aq) + O2(g) + 4e- (2Cl-(aq) = Cl2 (g) + 2e-) EDI 工作原理3.1极水室极水室两个极水室的极水由浓水回路补充。极水室从靠近的离子交换膜得到离子。极水带走离子和电解反应生成气体(H2 ,O2)。阳极极化水和阴极极化水在极水室出口混合.阳极极化水(高pH)和阴极极化水(低pH)混合后中和EDI 工作原理3.1浓水电导率离子从淡水室迁移到浓水室更高的系统回收率 更高的浓水循环回路电导率更高的浓水循环回路电导率在相应的电压条件下, 能够运输更多的电流减少浓水室结垢的趋势浓水循环回路电导率: 50-600 uS/cm通常情况下,单靠EDI进

6、水补充和浓水循环不能达到此要求,因此可以采取的措施为加盐EDI 工作原理3.1 离子交换过程按照动力学和热动力学,去除水中污染性离子 离子沿离子交换树脂表面向两端的电极迁移,其穿过离子交换膜进入浓水室浓水室中的离子被离子交换膜阻隔于浓水室中,不能再返回淡水室迁移到浓水室的H+ 和 OH- 重新结合形成H2OEDI 工艺过程综述EDI 工作原理3.1 淡水室中水分子电离生成持续的H+ 和 OH- 离子流,从而产生持续的再生过程. 由于极化水中含有微量的氯气和氢气, 极化排放水将与浓水排放水分开,单独排放。 EDI 工艺过程综述EDI 工作原理若干单元EDI 工作原理EDI 膜块分解图 阴极 阴离

7、子膜浓水流道栅 阳离子膜淡水流道栅EDI 工作原理3.0回收率回收率回收率 = 产水流量产水流量 进水流量进水流量进水流量进水流量 = 产水流量产水流量 + 极水排放量极水排放量 +浓水排放量浓水排放量回收率回收率 = 产水流量产水流量 产水流量产水流量 + 极水排放量极水排放量 +浓水排放量浓水排放量E-Cell 系统中的流量计系统中的流量计: 产水流量计,极水排放流量计,浓水排放流量计, 浓水 进水流量计EDI 工作原理3.0系统回收率E-Cell 系统的回收率主要由进水硬度决定 高进水硬度 需要更小的系统回收率低回收率减少了结垢的机会降低系统回收率, 也即减少浓水循环回路的硬度通过调节浓

8、水排放量,以调整系统的回收率EDI 工作原理3.0系统回收率进水硬度 系统回收率 MK-2 EDI系统浓水(ppm as CaCO3)循环回路电导率 (mS/cm) 0.0 0.1095%- -0.10 1.0090%+ 400 500 当进水硬度为0.10 1.0 (ppm as CaCO3), 需要定期清洗. 如果进水硬度0.50 (ppm as CaCO3),请咨询 E-Cell 公司.主要影响: 减少浓水室中Ca2+ & Mg2携带电流的机会降低的Ca2+ & Mg2+流动通量降低结垢的速率次要影响: 增加浓水室的离子强度增加对垢类的溶解降低垢类形成机会加盐对垢类形成的影响EDI 工作

9、原理为什么EDI 优于传统混床5.0为什么EDI 优于传统混床5.1传统混床技术要求如下传统混床技术要求如下:酸,碱等化学品间歇性树脂再生有害废水排放为什么EDI 优于传统混床EDI 提供了环保型的选择方案:1. 无需用化学药剂再生2. 连续运行, 操作简便3. 减少设备占用空间4. 无有害废水排放 5.2b为什么EDI 优于传统混床不需要运输和储藏危险的化学品操作更安全1. 无需用化学药剂再生无需用化学药剂再生5.3为什么EDI 优于传统混床2. 连续运行，操作简便连续运行，操作简便5.5消除了间歇运行弊端，保证水质的连续稳定不需要操作人员的 人工干预无需复杂的操作步骤MOhm.cmTime

10、18.2混床的间歇运行过程混床的间歇运行过程为什么EDI 优于传统混床5.62. 连续运行，操作简便连续运行，操作简便消除了间歇运行弊端，保证水质的连续稳定不需要操作人员的 人工干预无需复杂的操作步骤EDI的连续运行过程的连续运行过程EDI 持续16 到 18 Mohm.cm 的水质MOhm.cmTime18.2为什么EDI 优于传统混床5.73. 3. 减少设备占用空间减少设备占用空间不需要很高的厂房占地面积小系统所需预留空间最小 运输和安装重量轻RO-EDI 阴 阳 床RO - 混床为什么EDI 优于传统混床不再需要废水中和池 浓水排放可以循环利用 更符合环保要求 支持 ISO 14000

11、 的要求4. 4. 无有害废水排放无有害废水排放5.8 E-CellTM 其它 优点优点6.0E-CellTM 其它 优点优点1.模块化设计 更高的压力等级和大的产水量 (1.6 to 3.4 m3/hr/块) 多达31项的模块检测并颁发质量证书 模块化的设计,使EDI系统产水量大到450 m3/hr ,就象搭积木一样方便 可以按重工业要求进行装配 6.2E-CellTM 其它 优点优点2. 灵活的标准化系统任何产水量要求，甚至出力 450 m3/hr 以上的系统都可以方便配置系统可以按用户的特殊要求来设计和装配 (仪表, 水泵, 控制方式等) 6.33. 更优的产水品质(蒸汽/电力)可以保证

12、产水硅的含量 5 ppb保证出水电阻率16 Mohm.cm 以上E-CellTM 其它 优点优点6.4E-系数% 脱除率3. 更优的产水品质(电子行业)产水中硼的含量可以达到 0.085 ppm 以下可以保证产水硅的含量 1 ppb产水电阻率16 18.2 Mohm.cm用 RO / E-Cell / 抛光混床 来保证 18.2 Mohm E-CellTM 其它 优点优点6.5E-系数% 脱除率E-CellTM 其它 优点优点4. 更好的运行控制模块特性能得到完全展现运行方式可优化调整以满足不同的产水要求6.6E-CellTM 其它 优点优点5. 易于安装, 操作和维护模块化设计:- 在最短的

13、停工期内即可方便地对系统进行扩容或更换模块- 安装, 操作, 重组, 改装和维护都相当简便如果系统内某一个模块因故暂时脱离工作, 进水能够在其余模块中重新分配,使系统的 总体运行效果不受影响6.7E-CellTM 其它 优点优点6. 不断的改进GE 承诺对现有产品进行精益求精的改进和创新6 质量保证体系能够完全确保产品的质量6.9E-CellTM产品规格产品规格11.0MK-2E/ST 模块模块用于电子工业和重工业用于电子工业和重工业参数参数美制单位美制单位公制单位公制单位产水流量7.5 to 20 gpm 1.6 to 4.5 m3/h回收率 90 to 95% 90 to 95%温度 40

14、 to 100oF 5 to 38oC进水压力 45 to 100 psig 3.1 to 6.8 bar进水与产水之间的压力差 20 to 35 psi 15gpm 1.4 to 2.4 bar 3.4 m3/h 模块尺寸 12” 寛 x 19” 长 x 24” 高 30cm 宽 x 49cm 长 x 61cm 高连接管材料 PP PP能耗*0.06 到 3.75 KWhr/1000gal0.02 到 1 KWhr/m3(典型值 - 1.25 KWhr/1000gal)(典型值 - 0.3 KWhr/m3)E-CellTM产品规格产品规格11.1*这个能耗包含了整流器80%有效损耗和20%是

15、热损耗.进水水质进水水质单位单位 MK-2E/ST, MK-2MiniTEAppm25电导 mS/cm65(以水中的NaCl含量)pH5 to 9硬度 ppm CaCO30.5 硅(活性) ppm0.5TOC ppm0.5总氯 ppm0.05Fe, Mn, H2S ppm0.01SDI 15 分钟1.0E-CellTM产品规格产品规格E-CellTM产品规格产品规格11.4保证保证ppb SiO2ppm as CaCO3 TEAppm CO2温度温度 C20 ppb=500207.51010 ppb=250207.5105 ppb=150155.010产水硅产水硅(SiO2)保证保证保证保证进

16、水硼含量进水硼含量 硼去除率硼去除率1 ppb2-10 ppb96%10 ppb150 ppb95%20 ppb300 ppb94%E-CellTM产品规格产品规格11.5产水硼保证产水硼保证MK-2Pharm 模块模块用于制药工业用于制药工业参数参数美制单位美制单位 公制单位公制单位产水流量7.5 到 20 gpm 1.6到 4.5 m3/h回收率 90 到 95% 90 到 95%温度 40 到 100oF 5到 38oC进水压力 45 到 100 psig 3.1 到 6.8 bar进水与产水之间的压力差 20 到 35 psi 15gpm 1.4到 2.4 bar 3.4 m3/h 外

17、形尺寸 12”宽 x 19” 长 x 24”高 30cm 宽x 49cm 长x 61cm 高连接管材料 PP PP能耗*0.06 到 3.75 KWhr/1000gal0.02 到 1 KWhr/m3(典型值 - 1.25 KWhr/1000gal)(典型值 - 0.3 KWhr/m3)E-CellTM产品规格产品规格11.1* 这个能耗包含了整流器80%的有效损耗和20%是热损耗.进水水质进水水质单位单位 MK-2PharmTEAppm16电导 mS/cm 40(以NaCl含量计)pH 5 to 9硬度 ppm CaCO30.5硅(活性)ppm0.5TOCppm0.5总氯 ppm0.05Fe

18、, Mn, H2Sppm0.01SDI 15 分钟1.0E-CellTM产品规格产品规格模块类型模块类型电气参数电气参数MK-2E600 或 400 VDC1.5 到 4.5 ADCMK-2Mini300 或 200 VDC1.5 到 4.5 ADCMK-2Pharm600 或 400 VDC1.5 到 4.5 ADCE-CellTM产品规格产品规格进水必须符合反渗透直接产水标准进水必须符合反渗透直接产水标准:需要避免物理、化学和生物污染物理污染: PVC 碎片; 金属碎屑; 污垢; 尘土; 花粉; 焊渣; 树脂颗粒等化学污染: 氧化剂，如氯气; 多价阳离子，如铁、锰等; 环氧树脂及玻璃钢容器

19、制作过程中所用的硬化剂污染物的来源: 敞开式储罐, 脱气塔, 没有在EDI前配过滤器的软化器等进水特别注意事项E-CellTM运行运行,清洗清洗,故障分析故障分析11.0影响影响E-Cell 性能的四个参数：性能的四个参数：1. 进水水质和温度2. 电流3. 压力4. 流量E-CellTM 运行E-CellTM 运行1) 进水水质 CO2 会造成进水水质差TEA 25 ppm 以 CaCO3 计, ( Pharm系列 TEA 16 ppm )硬度超过 1.0 ppm 会导致EDI模块结垢硅含量超过 500 ppb时也会引起结垢，特别有Mg2+存在时候2) 电流每个模块的平均电流必须足够负担进水

20、中的离子含量E-Calc 设计软件要求电流单个模块的电流：1.5 4.5 Amp/模块 1.5 - 3.0 Amp/模块的电流对绝大多数进水已经足够E-CellTM运行3) 操作压力淡水室压力通常比浓水室压力大 5-10 psi (0.3-0.7 bar) 新的E-Cell 模块的压差根据E-Factor = 电流 /(流量 * TEA)1.4-2.4 bar (在3.41; 2.84 ; 1.14 m3/h流量条件下)淡进淡进淡出淡出浓进浓进浓出浓出压力E-CellTM运行4)流量如果低于模块允许的最小流量模块内温度上升，将导致模块热损坏直流电在模块中产生热量将无处散发在正常流量情况下，淡水

21、室温度变化 T 淡进- T 淡出 1.0 ppm系统回收率太高E-CellTM 系统的储藏或停机超过 3 天而没有经过正常的长期停机程序污染的种类:硬度金属氧化物有机物生物污染E-Cell清洗E-Cell清洗污染的征兆:模块压差增大产水,浓水或极化水流量减小电压增大产水水质降低 E-Cell清洗E-Cell 故障分析产水电阻率低原因分析产水电阻率低原因分析: 可以分析如下运行情况各模块的平均电流各模块的实际电流淡水室和浓水室的压力流量过低运行情况随时间变化的趋势压差上升; 模块“电阻” 增加E-Cell故障分析产水电阻率低原因分析产水电阻率低原因分析: 可以分析检测仪表:电极常数校验温度补偿探

22、头接线仪表接地取样流经探头的流量太小而导致取样很差E-Cell故障分析产水电阻率低原因分析产水电阻率低原因分析: : 可以分析进水以下参数:电导率pHCO2硅含量硬度检查反渗透设备情况对水质作实验室分析E-Cell故障分析产水电导率大于进水电导率原因产水电导率大于进水电导率原因:一个或多个模块电极反向浓水室反向进入淡水室立即停止EDI系统运行,并检测原因浓水室压力大于淡水室压力电流增加电流增加,产水水质反而下降原因产水水质反而下降原因:离子交换膜损坏, 例如:热损坏; 机械损坏.E-Cell故障分析所有的保险丝烧断的原因所有的保险丝烧断的原因: :浓水循环电导率过高膜块保险丝接连烧断一个保险丝

23、烧断的原因一个保险丝烧断的原因: :该模块比其它模块 “电阻” 略低, 用仪表检查运行电流.膜块短路,导致离子交换膜热损坏浓水室存有金属颗粒浓水循环电导率过高E-Cell故障分析低流量报警的原因低流量报警的原因:流量开关设置不正确水压力改变导致污染或结垢影响正常流量外部碎片被冲入模块流量计有问题流量开关有问题E-Cell故障分析请注意如下现象:极水中有气泡 (好现象)浓水中有气泡 (坏现象)电流升高而产水水质下降 (坏现象)淡水室进出口压差太高,大于40 psi, 2.7 bar (坏现象) 浓水室流量过低,小于340 l/h /模块(坏现象)极水流量过低,小于60 l/h /模块(坏现象)压差不变，流量下降 (坏现象)运行参数随时间改变(坏现象)E-CellTM 联系方法联系方法 问题?结束结束