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更新时间：2024-12-24
点击次数： 6.3.17 操作参数如何影响EDI膜堆的性能？
EDI膜堆的操作参数主要是操作电压与操作电流。操作电压是水中的离子从淡水室向浓水室迁移的推动力，最佳的操作电压与操作电流取决于给水电导率和水的回收率。图6.3.17-1所示为膜堆操作电压对产水电阻率的影响，操作电压越大，产水水质越好；给水离子浓度越高，产水水质随操作电压的增大而上升得越慢。
膜堆操作电流的大小基本上与水中离子迁移数量成正比，这些离子包括给水中含有的Na+、Ca2+、Cl-、 SO42-等离子，也包括由水电解产生的H+、OH-离子。膜堆操作电流越大，水解离程度越大，相应的离子迁移量也越大。图6.3.17-2表示的是膜堆操作电流对产水电阻率的影响，操作电流越大，产水水质越好。对于较高离子浓度的给水，只要操作电流足够大，膜堆的产水电阻率均将趋于一致；但对低离子浓度的给水条件，操作电流过大将会消耗过多的电能。因此，对应EDI膜堆的特定产水电阻率要求，应尽量降低膜堆的操作电流以节省电能消耗，并可达到延长膜堆使用寿命的目的。
6.3.18 如何优化EDI膜堆的运行参数？
EDI膜堆内部填充树脂的工作层位置是影响产品水水质的重要指标。为了得到最高电阻率和最低弱解离物质含量，应尽量使树脂的工作层靠近进水端，即保证大量抛光树脂的存在。为此，可以采用如下运行参数来提高树脂的再生度：① 产品水流量应该运行在额定流量范围的下限；② 电压应该运行在给定操作电压范围的上限；③ 浓水流量应该运行在额定流量范围的上限；④ 极水流量应该运行在额定流量范围的上限；⑤ 预处理工艺应尽量滤除弱解离物质含量；⑥ 给水的pH值应接近7。如果较低质量的产品水也能满足要求，为节约能量，可以采用如下措施调整膜堆操作参数：① 适当提高产品水流量；② 降低操作电压；③ 降低浓水流量以提高水利用率。
6.3.19 EDI膜堆对进水温度有什么要求？
EDI膜堆工作时对进水温度要求有一定的界限，一般为2～35℃，主要是因为EDI膜堆使用离子交换膜和隔室中填充有离子交换树脂，以及浓、淡隔室和边电极框均为塑料材质。温度过低如小于0℃ 时，树脂和膜冻结后易破碎和龟裂，浓、淡隔室和边电极框变硬易碎。温度过高，会引起树脂和膜热分解，造成树脂和膜交换性能下降；浓、淡隔室和边电极框热变形，造成树脂泄漏、膜撕裂。
6.3.20 EDI膜堆给水水质超标的主要危害有哪些？
影响EDI膜堆性能的主要污染物有硬度、TOC、二氧化碳（CO2）、氧化剂（氯、臭氧）、活性金属（铁、锰）、悬浮颗粒和胶体等。这些污染物的危害如下。
（1）硬度 硬度能够与水中的CO32-以及EDI膜堆内部水解离产生的OH-生成Ca（OH）2和CaCO3沉淀，从而导致EDI膜堆的浓水室膜面结垢。膜面结垢后，浓水室中的给水压力将显著升高，离子迁移过程阻力加大，膜堆电阻增大，电流效率降低。
（2）TOC TOC被离子交换树脂和膜表面吸附，将会阻隔树脂和膜的活性层，使离子交换和迁移过程受阻、去离子效率降低、膜堆电阻增加。
（3）二氧化碳 CO2的影响之一是CO2与水反应生成H2CO3，作为弱解离物质，H2CO3只能部分电解出H+、HCO3-、CO32-，且较难被树脂交换吸附与迁移，即使低的CO2水平（低于5mg/L）也能影响产品水的电阻率以及硅、硼的去除率；影响之二是CO32-可与Ca2+和Mg2+生成碳酸盐结垢。碳酸盐的结垢过程与给水硬度、给水温度和pH值密切相关。
（4）氧化剂 给水中的氧化剂会氧化树脂和离子交换膜，并导致树脂和膜的降解，从而降低交换容量和选择透过性能。氧化还会引起树脂裂解，造成进出水压力降上升，膜堆寿命缩短。
（5）活性金属 很低浓度的活性金属即可以催化氧化交换树脂和膜，并可被大量树脂和膜吸附使其交换能力下降，使树脂和膜的离子传导作用减弱，从而造成膜堆性能衰减。
（6）悬浮颗粒和胶体 颗粒和胶体物质可以用污染指数（FI）值表征。水中的悬浮颗粒和胶体物质会对树脂及膜形成污染，并造成膜堆内部流道的堵塞，使膜堆给水压力升高。
6.3.21 EDI膜堆遭受污染的来源主要来自哪些方面？
如果EDI膜堆在运行一段时间后其性能有逐渐下降的趋势，说明膜堆正遭受污染。由于EDI膜堆的给水一般为RO产水，因此导致膜堆污染的主要原因包括以下几个方面：① 给水中硬度超标，引起浓水室和极水室离子交换膜表面结垢，堵塞流道；② 给水中有机物超标，造成离子交换膜和树脂的有机污染；③ 给水中硬度和有机物均超标，同时造成结垢和有机污染。
6.3.22 如何清洗遭受污染的EDI膜堆？
当EDI膜堆的性能有逐渐下降的趋势时，就需要及时针对不同的污染，采取不同的清洗方案，对膜堆进行清洗。对给水中硬度超标引起的污染，配制2%左右的稀盐酸溶液，清洗EDI膜堆的浓水室和极水室；对给水中有机物超标引起的污染，配制4%左右的氢氧化钠溶液，清洗EDI膜堆的淡水室、浓水室；对给水中硬度和有机物均超标引起的污染，先配制2%左右的稀盐酸溶液，清洗EDI膜堆的浓水室和极水室，然后配制4%左右的氢氧化钠溶液，清洗EDI膜堆的淡水室、浓水室。EDI膜堆一旦污染后，很难通过清洗恢复其性能，因此，在实际应用中，应满足EDI膜堆的最低给水要求，尽量提高给水水质。当膜堆性能刚出现下降的趋势时，应及时进行清洗，并排除污染源，只有这样膜堆才能长期稳定运行。
6.3.23 什么是弱解离物质？为什么EDI较难去除弱解离物质？怎样有效去除？
弱解离物质一般是指在常见pH值条件下水中较难解离的物质，主要包括H2CO3、H2SiO3、B（OH）3和NH3·H2O等。H2CO3、H2SiO3、B（OH）3解离后带有较弱的负电荷，NH3·H2O解离后带有较弱的正电荷，它们不易被树脂吸附，且特定操作电压下在水中被迁移的推动力也较小，因此EDI较难去除弱解离物质。为了有效地去除弱解离物质，必须采取适当的措施。由于H2SiO3的pK1是9.77，B（OH）3的 pK1是9.28，H2CO3的pK1是6.35，因此适当提高EDI膜堆的给水pH值，可以提高H2CO3、H2SiO3、B（OH）3的水解离程度，进而提高其去除率。EDI对水中弱解离物质具有一定的去除能力，其原因在于膜堆内部树脂和离子交换膜之间存在着的水解离现象。水解离产生的H+和OH-对树脂进行反复再生，使树脂具有较高的再生程度，即大部分树脂皆为抛光树脂。抛光树脂颗粒内部的H+或OH-可以促使弱解离物质更多地转变成离子形式，从而达到一定去除效果。
