EDR电渗析浓极水

2000年9月工业水处理Sep.,2000

第20卷第9期IndustrialWaterTreatmentVol.20No.9

EDR电渗析浓、极水循环中的问题探讨及对策

李建华,张睿欣

(凌钢集团有限责任公司动力厂,辽宁凌源 122504)

[摘要]介绍了EDR电渗析浓、极水循环中存在的问题)))膜堆堵塞、泄漏,电极结垢、断损等,这些现象严重影响水的利用率和脱盐率。为解决这些问题,提出浓水循环中加药处理;极水采用一级软化水闭路循环等改进措施,效果比较明显,基本上解决了EDR电渗析水的利用率及备件消耗大的问题。 [关键词]EDR电渗析;浓极水循环;加药处理;软化水闭路循环;水的利用率

[中图分类号]TQ085+141 [文献标识码]C [文章编号]1005-829X(2000)09-0045-02

辽宁凌源钢铁集团有限责任公司动力厂中心软水站负责高炉水冷壁补充水、竖炉轧钢加热炉汽化冷却和机车上水等。该站供水工艺为EDR电渗析预除盐,然后进一步软化。

由于凌钢地处辽西,水资源很紧张,水的利用率显得尤为重要。因此,设计EDR电渗析水利用率必须达到70%~80%,浓水开路循环,极水闭路循环。但从运行中发现浓、极水在循环过程中产生一些问题。如膜堆堵塞、泄漏,电极板结垢、断损,水的利用率最低时只有45%~50%。针对这些问题,提出浓水循环中加药处理,进行水质稳定;极水采用一级软化水闭路循环等改进措施,效果比较明显,基本上解决了水利用率低及备件消耗大的问题。1 凌钢EDR供水系统工艺及水质111 供水系统工艺流程

原有供水工艺流程如图1

所示。

污。改造后的极水补充水为软化水。浓水属于开式循环,极水为闭路循环,淡水经交换器进一步软化后供给用户。

112 电渗析进水水质综合评价

一般电渗析进水水质要求指标必须满足如下条件:浊度小于1mg/L,最大不超过3mg/L;耗氧量小于3mg/L(用高锰酸钾法测定,以O2计);游离性余氯小于3mg/L;铁小于0.3mg/L;锰小于0.1mg/L;水温5~40e。

为使进入电渗析的水质合乎规定,在电渗析前必须进行预处理,以除去水中的悬浮物和胶体杂质,除铁锰及有机物等。现场测定水质情况见表1、表2、表3。

综合表1、表2、表3可以看出,水中杂质在电渗析本体内有截留,虽经预处理的水质能够满足进水要求,但浓水在循环过程中为避免结垢需定量加酸,使pH值在5.5~6.5之间。在此微酸性水质情况下,可溶性SiO2容易形成胶体物质,尤其是异养菌在膜间大量繁殖,由110mL-1上升至膜间1.8@107mL。胶体物质和菌藻粘合在一起,形成粘乎乎的物质在隔板流道上附着,铁离子也由0.3mg/L上升至1.8mg/L,在膜间积存。这些物质通过反冲洗作用不大,定期酸洗效果也不明显。运行时间稍长,就会造成膜堆泄漏、堵塞,制水率和脱盐率下降,水的利用率也随之大大减小。113 极水循环中的问题

极水设计为闭路循环,其主要作用是冷却电极

-1

图1 原有供水工艺流程

从图1上可知浓水可以连续或间断补排水,改

造前的极水池补充水是由清水池提供的,设计无排

表1 原水水质指标

浊度/mg#L-10.208

耗氧量/mg#L-12.82

总铁/mg#L-1

0.32

总硬度/mmol#L-1

3.5

水温/e11

锰/mg#L-1

0.01

SiO2/mg#L-1

19.2

电导率/LS#cm-1

500

异养菌/mL-1158

)

经验交流 工业水处理2000-09,20(9)

表2 过滤后(进入电渗析前)水质

浊度/mg#L-1

耗氧量/mg#L-10.524

总铁/mg#L-1

0.30

总硬度/mmol#L-1

3.5

水温/e11

锰/mg#L-1

0.01

SiO2/mg#L-1

19.0

电导率/LS#cm-1

500

异养菌/mL-1110

表3 检修时膜间存水杂质分析

总铁/mg#L-1

1.8

SiO2/mg#L-1

26.4

异养菌/mL-1

1.8@107

颜色黑褐色

并起着导电作用。由于原设计工艺采用清水进行循环,硬度与原水基本相同,在循环中出现钛丝结垢、断损的现象,电极板消耗很大,设计为3a的使用寿命只能使用1a甚至0.5a就不能维持生产,并且在运行中电流下降,脱盐率大幅度降低,分析原因是水中硬度高所致。

2 对策

211 浓水循环中胶体物质和异养菌的抑制 综上所述,浓水循环中存在着胶体及菌藻繁殖问题,通过分析是微酸性水质所致。浓水加酸的目的是控制膜堆结垢,那么解决问题的根本所在就是在控制结垢的同时改变酸性水质。通过检修时对膜堆间存水杂质进行酸、碱溶解试验得知,这种物质不溶于酸碱。其水样中SiO2含量为26.4mg/L;铁离子1.8mg/L;异养菌高达1.8@10mL,膜堆污染比较严重。因此,必须采取措施控制水质。 经理论分析及实际考察,提出改变在浓水中定量加酸工艺。由连续定量加酸改成在浓水中加六偏磷酸钠与加酸交替进行的方式,使水体中的pH值得以控制,异养菌和胶体形成的条件即pH呈酸性得以抑制,使其

pH值在控制结垢的同时上升至8左右。膜堆堵塞和泄漏问题也相应解决,水的利用率自然提高。

212 极水循环中电极结垢控制

原设计极水循环一次性补水为清水,硬度为3.4~3.5mmol/L,在循环中硬度有上升趋势(极水池敞口,有浓缩现象),钛丝结垢严重,甚至断损,大大降低电极使用寿命。考虑到极水的作用:一是导电,二是冷却。而通过阳床(钠离子交换器)制取的一级软化水硬度为0.015mmol/L,电导率500LS/cm,与清水相比只是去除硬度,并未降低导电性能。因此,采取一级软化水作为极水循环,解决了钛丝结垢问题,同时保证了极水的导电性能(改造后工艺流程见图2)。7

-1

图2 改造后供水工艺流程

通过采取以上措施,原有DSA)I)3@3)500型电渗析堵塞、泄漏问题得以缓解,电极板结垢问题得到了控制,在备件及材料消耗上也取得了明显的效益。

213 效益分析

原来3台电渗析运行,电极板使用寿命平均不到1a,改造后电极板使用4a未更换。每台电渗析4块电极板,平均价格7000元,达到并超过设计使用寿命,取得了可观的经济效益。

加酸工艺的改进也降低了材料消耗,连续定量加酸时,每月耗酸7t,工业盐酸价格为650元/t,加酸费用为4550元/月。改变运行工艺后,加酸量为3t/月,加药量为17kg/月,价格为6元/kg,月费用为2052元,合计每月降低材料成本2498元。 随着工艺的改进,酸洗周期亦由原来的每月酸洗一次延长至两月一次,降低了工人的劳动强度,酸洗排污量也减少了。更为重要的是解决了泄漏问题,制水能力达到设计水平,即23~25t/h,水利用率提高至78%,脱盐率也比较稳定。3 结论

(1)EDR浓水循环中加酸工艺可以改变,采用六偏磷酸钠控制结垢,并提高pH值,稳定水质效果良好。解决了膜堆在运行中堵塞和污染问题。压力升高膜堆泄漏,水利用率降低问题也得以控制。 (2)极水循环可采用钠离子交换器制取的一级软化水作为补充水,保证导电性能的同时,避免了电极板的结垢。其前提是浓水、清水、极水的压力应保持平衡,膜间压差造成的渗水必须控制。

[作者简介]李建华(1956- ),1981年毕业于本溪钢铁学校,工程

师,厂长。

[收稿日期]2000-04-13