GMP纯化水500L双级 EDI使用手册解读.docx

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GMP纯化水500L双级EDI使用手册解读

使用手册

Operationmanual

500L/h双级+EDI纯水设备

技术概述

1.1、反渗透技术概述

我国自七十年代引进反渗透膜脱盐技术，至今有三十几年的历史。

随着反渗透膜元件性能的不断提高，该技术已广泛应用于电力、石油、电子、食品、饮料、医疗、制药、海水淡化等多个领域。

　　反渗透是采用膜法分离的水处理技术，是自然界中渗透现象的逆过程（对含盐水以外界推动力克服渗透压而使水分子通过膜的逆向渗透过程）。

反渗透水处理工艺基本上属于物理脱盐方法，它在诸多方面具有传统的水处理方法所没有的优点：

①反渗透是在室温条件下，采用无相变的物理方法将含盐给水进行脱盐、纯化。

目前，单支超薄复合膜元件的脱盐率可达99.9%，并可同时去除水中的胶体、有机物、细菌、病毒等。

②水的处理仅靠水的压力作为推动力，其能耗在许多处理方法中最低。

③不用大量的化学药剂和酸（碱）再生处理，无化学废液如废酸、碱液排放，无环境污染。

④反渗透装置可连续运行制水，系统简单，操作方便，产品水水质稳。

⑤运行维护和设备维护工作量很少。

⑥设备占地面积少，需要的空间也小。

⑦适应于较大范围的原水水质，既适应于苦咸水、海水以至污水的处理，又适应于低盐量的淡水处理。

1.2、EDI技术概述

EDI（Electrodeionization）技术是电渗析与离子交换技术有机结合形成的一种新型膜分离技术，既利用了电渗析可以连续除盐和离子交换树脂可以深度除盐的优点，又克服了电渗析浓差极化的负面影响及离子交换树脂需要酸碱再生、不能连续工作的缺陷，制水过程可以长期连续进行。

EDI与普通的电渗析相比，不同之处就在于它的淡室隔板中填充有按一定比例混合的阳、阴离子交换树脂。

进水按一定比例分别进入浓室、淡室和极室，在直流电场的作用下，淡室水中的正、负离子交换沿树脂床和离子交换膜构成的离子通道分别向负极和正极方向迁移，阳离子选择性透过阳离子交换膜，阴离子选择性透过阴离子交换膜，分别进入相邻的浓室，结果，淡室流出去离子的纯水，浓室排出离子浓度增高的浓水。

工作原理：

在EDI装置中，进水中的各种离子通过树脂层交换后被脱除，水得到纯化。

此时是利用离子交换原理来脱除水中离子。

由于膜对两边加有电压，水分子被电解为氢离子和氢氧根离子去再生树脂，同时，被氢离子和氢氧根离子交换下的例子在电流的作用下，被迁移至浓水室而排放，从而实现连续使用的目的。

工艺单元功能简介

本套设备主要有三部分组成：

预处理+双级反渗透（RO）+电去离（EDI）

石英砂过滤器、活性碳过滤器、软化器以及保安过滤器为预处理设备，以保证后续系统的正常运行；反渗透（RO）装置为主脱盐设备，能够除去水中绝大部分电解质、离子盐分；电去离（EDI）系统是后处理设备，用来除去水中绝大部分的离子；通过以上系统来保障出水的水质指标，达到产品水质标准。

2.1、系统设计基础

2.1.1产水用途：

医药用超纯用水

2.1.2系统总进水量：

预处理：

1.5m3/hr

2.1.3系统出力：

一级RO纯水处理：

0.8m3/hr；回收率：

60%；

二级RO纯水处理：

0.6m3/hr；回收率：

75%；

25%的浓水回流至一级RO纯水系统。

超纯水处理：

0.5m3/hr；回收率：

90%；

10%的浓水回流至二级RO纯水系统。

2.1.4终端产水水质：

电阻率：

≥10MΩ.CM

2.1.5运行方式：

自动运行（并具备手动操作功能）。

2.1.6供水方式：

连续产出（24小时运行）。

2.2、系统工艺流程

2.3、预处理系统

预处理系统是根据原水水质情况、反渗透的进水水质要求和进水水量进行设计的。

由于原水水中含有一定的悬浮物、色度、有机物、微生物、臭味、余氯等，仅用砂滤器不能满足反渗透进水水质要求，故先采用石英砂过滤器对原水中的悬浮物、机械杂质、浑浊度进行初步处理，再使其通过活性炭过滤器以去除水中的色度、臭味、有机物、微生物等，然后通过软化器降低水的硬度，同时有效防止后续RO结垢。

2.3.1、原水箱

原水首先流入原水箱。

原水箱对原水的供给起到缓冲作用，协调原水的供给量与原水泵的输入量。

当原水的供应量超过原水泵的输水量时，原水箱水满，通过原水箱的液位控制使用原水供给停止。

当原水供应量小于原水泵的输水量时，原水箱空，原水泵停止运行，起到保护原水泵的作用。

2.3.2、原水泵

本系统配置卧式不锈钢水泵，用于对原水加压，为预处理系统提供动力源，该泵具有体积小，高效率，低噪音等特点。

2.3.3、多介质过滤器

本系统是对原水中悬浮物、颗粒物及胶体等物质进行去除，同时对原水中的浊度、色度起到降低作用，它可滤掉原水带来的颗粒、藻类等可见物。

多介质过滤是一种先进的微絮凝过滤方式，本公司提供的多介质过滤器含有材质各异的多层过滤介质，完全能滤除不溶于水中的杂质，保证SDI值不大于4，是后级RO的强有力保护屏。

能更好的去除水中的悬浮物或非溶解性粒子（氧化物、浊度、颗粒物等），具有低成本，操作维护、管理方便等特点，特别是在降低原水中的浊度、污染指数等方面具有很好的效果。

该系统设置一台304不锈钢多介质过滤器，过滤器内填精制的具有良好的级配石英砂和无烟煤，滤层高度一般≥1200mm，在正常工作情况时，正常流速8-12m/h。

多介质过滤器反洗周期时间为16-24小时。

反洗以压力参数设备来控制反冲洗周期，当进出水母管上的压力差达到0.7kg/cm2时即停止运行进行反冲洗，通过PLC可编程控制器进行滤器顺序定时反洗、正洗工艺过程。

2.3.4、活性炭过滤器

活性炭工艺在水处理领域中占有相当重要的地位，是水深度处理中不可缺少的工艺，它所具有的某些特殊功效是其它水处理工艺所无法替代的。

去色

可去除由铁、锰及植物分解生成物或有机污染物等所形成的色度。

脱氯

可去除因余氯所造成的嗅味。

去除有机物

可去除由于水源污染而常规工艺又无法去除的水中微量污染物，如农药，杀虫剂，氯化烃，芳香族化合物，以及BOD与COD等。

去除有机氯

可去除在原水净化过程中及自来水出厂前投加预氧化剂和消毒剂（如氯气）所产的THMS等“三致”物质。

有分析表明，自来水中“三致物质THMS占去大半，有效的去除对于提高水质量十分关键。

去除氨氮和亚硝酸盐

活性炭可有效去除氨氮和亚硝酸盐。

去除剩余氯或氧化剂，保护超滤、反渗透的滤膜

另外，它还可以除臭，去除水中的微量重金属离子（如汞、铬等离子），合成洗涤剂及放射性物质等。

为保证系统设备稳定运行、出水水质及出水流量、故障排除、反洗等稳定因素，该系统配置一台玻璃钢活性炭过滤器，过滤器内填精制果壳型活性炭，在正常工作情况时，正常流速10-15m/h，滤层高度一般为≥1200mm。

2.3.5、软化过滤器

为了保证反渗透系统在高回收率下长期、稳定的运行，必须防止膜的结垢和污染，特别要防止CaCO3、CaSO4、CaF等结垢物质在膜表面的沉积。

由于反渗透膜对离子的截留率均大于98%，原水在经过反渗透处理时，根据系统回收率的不同，反渗透浓水的离子浓度常常达到原水的几倍，此时水中的难溶盐类易超过其浓度积而发生沉淀，造成膜的结垢。

原水经软化器后水的硬度大大降低，可有效阻断难溶盐类结晶体的形成和增长，达到防止结垢的目的。

软化过滤器采用玻璃钢材料，配套润新手动控制头。

2-3天正反清洗及再生一次。

正冲洗及反冲洗各15分钟。

2.3.6、保安过滤器

保安过滤器又称表面过滤器，即水中除掉的杂质颗粒物是分布在过滤介质的表面，而不是分布在过滤介质内部的一种过滤器。

它主要用于微量悬浮物的去除，用在反渗透、电渗析之前，多介质过滤器之后，充当保安过滤器的作用。

保安过滤器由过滤器外壳和安装于内部的滤芯组成，工作时水从滤芯的外侧进入滤芯的内部，水中的杂质颗粒被挡在滤芯外部，过滤干净的水进入滤芯内部后经收集管路引出。

精密过滤器的过滤精度一般为1.1-20μm，滤芯的精度可以随便更换，而外壳主要有不锈钢和有机玻璃两种结构。

本系统预处理水进入保安过滤器，保安过滤器将截留住大于5µm的颗粒杂质，防止预处理系统漏过的杂质及预处理系统流失的滤料进入反渗透装置内，是反渗透装置前最后一道屏障，起保安作用，过滤器为不锈钢材质，滤芯为聚丙烯熔喷PP滤芯，过滤精度5µm。

本装置设置一台ф235mm的保安过滤器，内装1支20寸，5µm滤芯。

2.4、反渗透主机系统

水经过预处理至一级高压泵，经过一级反渗透膜组后进入二级高压泵，经二级反渗透膜组，然后进入纯水箱。

2.4.1、高压泵

保安过滤器出水进入高压泵，经高压泵升压后送入反渗透装置。

由于水中的电解质、离子等需要在一定压力下才能够在反渗透装置内通过反渗透的作用进行分离，所以反渗透系统的主要运作设备是高压泵。

高压泵选用南方特泵生产的立式多级离心泵产品，该产品采用不锈钢材质，具有外观美观、安装方便、性能稳定、噪音小等优点。

2.4.2、反渗透膜组

①反渗透膜元件采用美国陶氏反渗透膜,该膜元件具有脱盐率高、化学稳定性好、水通量大等特点。

在标准状态下，单只膜元件脱盐率高达99.9%，适用PH值范围2-11。

一级反渗透装置采用二段排列，选用3支膜元件，分装于3支1芯压力容器中，二级反渗透装置采用二段排列，选用2支膜元件，装于2支1芯装压力容器中。

膜元件结构如图3-1所示。

图2-1膜元件结构图

②反渗透系统中电导仪、流量计等仪器操作简便、可靠性好、可满足客户各种工艺要求，具备信号输入输出功能，便于实现系统自动化。

③反渗透装置设有自动冲洗装置，当反渗透开机时，自动用处理好的过滤水低压冲洗反渗透系统，能有效的防止膜组件结垢，有利于系统的维护。

④置一套膜元件清洗装置，在正常运行条件下，当反渗透装置产水量下降10%、盐透过率增加10%或进口压差增加15%时，说明膜已被污染。

为了恢复良好的水通量和脱盐性能，需要对膜进行化学清洗。

一般清洗周期为3-6个月一次。

本清洗系统有清洗水箱、清洗泵及相关仪表组成。

⑤反渗透膜的化学清洗是根据膜受到的不同污染情况而选择相应的清洗药剂。

大致来说，清洗分为酸性清洗或碱性清洗两大类，酸性清洗主要是除去膜表面的氧化铁、Ca、Mg垢类，碱性清洗则主要应用于有机物污染的清洗。

2.5、EDI系统：

EDI主要由以下部分组成：

一、①淡水室将离子交换树脂填充在阴、阳离子交换膜之间形成淡水单元。

②浓水室在相邻淡水单元中间添加树脂，形成浓水室。

③极水室在电极板与相邻离子交换膜中间添加树脂，形成极水室，一个

模块中有正负两个极水室。

④绝缘板和压紧板

⑤电源及水路连接

二、主要技术参数

1、电源额定电压：

380V50Hz

2、功率：

0.55KW

3、产水量：

0.5T/H

4、进出水指标：

项目

指标

数值

单位

EDI进水

硬度

SiO2

电导率

二氧化硅

总氯（以Cl2计）

pH范围

运行温度

进水压力

≤1

≤0.5

＜20

＜1.0

＜0.05

6-9

5-35

<60

µmol/l

µg/l

µS/cm

mg/l

mg/l

℃

psi

EDI出水

电导率

硬度

SiO2

回收率

＜0.１

≈0

≤20

85-95%

µS/cm

µmol/l

µg/l

1bar≈14.5psi=0.1MPa

5、运行参数：

EDI组件运行结果取决于各种各样的运行条件，其中包括系统设计参数、给水质量、给水压力等。

直流电源在稳流状态下运行，电流大小根据进水电导率的关系

进水电导μs/cm

直流电流A

1-5

1.5-2.0

5-10

2.0-2.5

10-15

2.5-3.0

15-20

3.0-3.5

注：

EDI淡水进水压力高于浓水进水压力0.05-0.15MPa；产水出水压力高于浓水出水压力0.03-0.07MPa；淡水出口比浓水进口压力应至少应高0.03MPa'浓水排量在8%--15%；无论何时电流务必不大于6A,虽然CanpureSuperEDI允许6A最高限电流，但是通常只有对EDI装置运行再生时才需要5A以上电流条件。

2.6、EDI膜块型号与参数

EDI膜块需要运行8-24小时才能达到稳定状态。

2.7、运行电流及运行电压

严重警告：

当电流通过EDI膜块时会产生热量，在EDI运行过程中必须用水流将热量全部带走。

因此，当EDI膜块淡水浓水流量不畅或停止时必须停止供电，否则将时EDI膜块彻底烧坏。

2.8、系统工艺流程图

设备主要功率：

设备名称

型号

功率

原水泵

CHL2-30

0.55KW

一级高压泵

CDL2-13

1.5KW

二级高压泵

CDL2-11

1.5KW

EDI供水泵

CHL2-30

0.55KW

纯水供水泵

CHL2-40

0.75KW