一种防止膜堆结垢的连续电去离子EDI进水系统及方法与流程

本发明涉及水处理，尤其涉及一种防止膜堆结垢的连续电去离子edi进水系统及方法。

背景技术：

1、edi主要是从反渗透(ro)及其它纯化设备处理过的水中去除离子。edi是一种用于制造超纯水系统工艺。一个edi膜堆主要有交替排列的阴阳离子交换膜、浓水室、阴阳离子交换树脂、淡水室和阴/阳电极组成(见图1：edi的工作原理图)。离子交换树脂充夹在阴/阳离子交换膜之间形成单个处理单元，并构成淡水室，在第一代edi技术中，单元与单元之间用网状物隔开，形成浓水室。在第二代edi技术中，浓水室里面也放了树脂，因此不需要浓水循环和极水排放，操作更加简单。超极限电流使水电解产生的大量氢离子和氢氧根离子对离子交换树脂进行再续的再生。相较于传统的离子交换，电去离子edi膜堆中的树脂通过水的电解连续再生，工作时连续的，不需要酸碱化学再生。

2、edi膜堆将进水流分成了两股独立的水流：产水水流(一般回收率为最高水回收率达95％)；浓水水流(通常5～10％，可以循环回流到ro进水)。虽然edi膜堆的进水条件在很大的程度上减少了模块内部阻塞的机会，由于edi进水中含有较多的溶质，在浓水室中形成脱盐的沉淀，随着水处理设备运行的时间的延展，edi膜堆内部水路还是有可能产生堵塞。

3、经过edi模块连续电除盐后，90％～95％的离子从淡水室转移至浓水室，浓水室硬度上升，这可能导致某些离子超过其溶解度极限，从而形成沉淀，因此容易导致浓水室结垢。同时，在运行过程中浓室较高的ph值会促进某些离子的沉淀。温度的升高或降低可能会影响离子的溶解度，导致结垢。进水水质的变化，如硬度、硅含量、铁含量等，可能会影响edi浓水室的结垢倾向。缺乏定期的化学清洗和维护可能导致污垢和沉积物的积累。另外不适当的水路设计可能导致某些区域的水流速度降低，从而增加结垢的风险。edi浓室结垢会导致浓水入水和出水间的压力差增加，电流量降低，影响edi组件的性能。结垢会导致产水电阻率下降，影响产水水质，结垢严重时会堵塞组件浓水流道，导致组件因内部发热而毁坏，严重影响edi装置的使用寿命。edi浓室结垢还会降低edi系统水的利用率，增加清洗频率，降低树脂和膜的性能，增加系统运行成本。

4、随着edi技术的发展，edi膜堆的流路也发生了变化，edi膜堆的性能不断提高，对原水硬度的要求也逐渐软化，如不添加盐的浓水。由于edi膜堆流路的不同，工业应用的处理方法也不尽相同，但有关edi流路设计的报道相对较少，公开发表的资料或实验数据很少。在设计edi模块的流路时，需要考虑进水的硬度、温度、ph值、sio2、氧化物等因素，因为这些都会影响edi系统的运行。例如，进水硬度太高可能会导致浓缩水通道的膜表面结垢，影响产水水质。

5、连续电去离子(edi)模块约70％的电能消耗在水的电离上。所以，在edi模块的运行过程中，会不断地产生大量的氢离子和氢氧根离子。edi膜块浓水室的阴膜表面最易结垢，因为该处ph值高，结垢物质的浓度也大。为了保证脱盐率，必须维持足够大的工作电流，故不能用降低电流的方法降低水的电离，降低ph值。因此，防止edi模块结垢主要方法就是严格控制进水结垢物质含量。对edi膜堆而言，导致edi故障的主要原因是膜堆被氧化，通常由余氯造成。氧化会破坏离子交换树脂的交联，从而破坏树脂的内部结构。一旦交联被破坏，树脂就会膨胀，从而导致膜堆的压降升高。氧化造成的损害无法恢复，目前唯一的解决办法是更换膜堆内部的离子交换树脂和膜。上述两点均匀会导致edi装置使用寿命缩短。

6、因此，在综合考虑进水的预处理、离子的去除效率以及系统的长期稳定性和维护要求的基础上，设计出既高效又可靠，还能满足高纯水制备的需求edi模块的流路设计十分重要。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供一种防止膜堆结垢的连续电去离子edi进水系统及方法，本发明提供如下技术方案：

2、本发明提供了一种防止膜堆结垢的连续电去离子进水系统，所述系统包括，淡水室、浓水室、淡水室进水管、淡水室出水管，浓水室进水管和浓水室出水管，其中，

3、淡水室进水管与淡水室的入口连接，淡水室的出口与淡水室出水管连接，浓水室进水管与浓水室的入口连接，浓水室的出口与浓水室出水管连接；

4、所述淡水室出水管包括第一出水管和第二出水管，所述第一出水管与淡水接收装置连接；

5、所述第二出水管与浓水室进水管或浓水室出水管连接。

6、具体的，淡水室进水管、第一出水管，浓水室进水管和浓水室出水管上均设置有压力表。

7、具体的，当所述第二出水管与浓水室进水管连接时，所述浓水室进水管上设置有流量报警器和流量计。

8、具体的，当所述第二出水管与浓水室出水管连接时，所述浓水室出水管上设置有流量报警器和流量计。

9、具体的，所述第一出水管上设置有流量报警器、流量计、电阻率仪和电导率仪。

10、本发明还提供了一种防止膜堆结垢的连续电去离子进水方法，其特征在于，采用如上所述的系统，所述方法包括，

11、原水通过淡水室进水管进入淡水室进行处理后，从淡水室的出口排出淡水；

12、一部分淡水经过第一出水管进入淡水接收装置；

13、剩余部分淡水经过第二出水口、第二出水管进入浓水室。

14、具体的，剩余部分淡水经过第二出水管进入浓水室包括：

15、剩余部分淡水经过第二出水管、浓水室进水管、浓水室进水口进入浓水室进行处理后获取浓水，所述浓水经过浓水室出水管排出。

16、具体的，剩余部分淡水经过第二出水管进入浓水室包括：

17、剩余部分淡水经过第二出水管、浓水室出水管、浓水室出水口进入浓水室进行处理后获取浓水；

18、所述浓水经过浓水室进水管排出。

19、具体的，淡水室进水管的流量为膜堆标准产水量的105％-110％。

20、具体的，第一出水管和第二出水管中的水流量比为10:1～11:1。

21、本发明的技术效果和优点：

22、本发明旨在通过一种提高edi设备的运行寿命和使用稳定性的水路设计，用于降低浓水室浓度，从而避免浓水室结垢；减少阳极室中的氯气含量，有效避免树脂被氧化。该水路设计在不影响产水量的同时，对浓水室和极室有保护作用。浓水室进水为edi模块产水，离子含量极低，即便经edi模块工作浓缩，浓水室离子含量和硬度处于较安全的标准。同样的，阳极室氯离子水平也会降低，阳极室被氧化风险大幅降低。

23、1、该进水方式降低了浓水室离子浓度，减少浓水室结垢。降低浓水室lsi指数，减少结垢机率和清洗次数，可以有效增加edi模块使用寿命。

24、2、降低阳极室氯离子浓度，减少阳极反应生产的氯气溶解在水中导致阳极室填充的离子交换树脂氧化而致使edi不可逆损坏。

25、3、提高edi膜块的回收率，提高弱电解质的去除率。

26、因此，本发明能够有效延长了edi模块使用寿命，降低了能耗。

27、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。