正确认识EDI进水的电导率值限制

EDI系统的性能与电导率密切相关,但常规的电导检测值无法综合反映EDI的离子负荷,还需要考虑二氧化碳及二氧化硅的含量,也就是当量电导率。

要确保EDI模块高效运行,其进水需为高质量的RO产水,且需通过RO水质分析预判当量电导率数值。当量电导率的升高会直接增加EDI系统的处理负荷,导致产水品质下降。

1、当量电导率的计算

当量电导率的物理意义是电导率与离子负荷的加权总和。其中,离子负荷主要由总二氧化碳(CO₂、HCO₃⁻、CO₃²⁻的总浓度,单位为ppm)和二氧化硅(SiO₂,单位为ppm)构成。两者的加权系数(2.79和1.94)来源于长期水处理经验,反映了这些物质对EDI负载的实际影响。具体公式如下:

当量电导率(μS/cm)=电导率(μS/cm)+2.79×总二氧化碳(ppm)+1.94×二氧化硅(ppm)

总二氧化碳的计算:无论水中CO₂的存在形式如何变化(如pH变化导致CO₂、HCO₃⁻、CO₃²⁻的比例改变),其总浓度保持不变。例如,若水中CO₂浓度为3 ppm,HCO₃⁻浓度为3ppm,则总二氧化碳为6ppm。

计算示例:

假设某EDI进水参数如下:电导率:5μS/cm;CO₂浓度:3ppm;HCO₃⁻浓度:3ppm;SiO₂浓度:1ppm

当量电导率=5+(2.79×6)+(1.94×1)=23.68μS/cm
此结果说明,尽管电导率仅为5μS/cm,实际FCE高达23.7μS/cm,表明二氧化碳和二氧化硅显著增加了EDI的负荷。

EDI模块内部填充离子交换树脂,分为“工作床”和“抛光床”。

工作床:主要吸附强电解质离子(如Na⁺、Cl⁻)和HCO₃⁻,其高度与当量电导率正相关。当工作床高度足够时,产水电导率可达0.1μS/cm(对应电阻率10MΩ·cm)。

抛光床:负责去除弱电解质(如SiO₂),其高度随工作床的扩展而减小。为获得更高纯度产水,需最大化抛光床高度,即通过降低进水当量电导率减少工作床的离子负荷。

2、降低当量电导率的工艺

方法1:提升RO系统脱盐率

采用高脱盐率RO膜或调节适当pH,确保进水TDS(总溶解固体)低于设计限值。

方法2:二级RO联合pH调节

在二级RO进水前投加NaOH,将pH升至8-9,促使CO₂转化为HCO₃⁻,从而被RO膜高效截留,经两级RO处理后,当量电导率可降至1-5μS/cm。

方法3:单级RO结合膜脱气

若原水CO₂浓度较高,可在RO后增设膜脱气装置。当脱气膜进水pH<6.1时,CO₂以气态形式被脱除,最终当量电导率可控制在5-15μS/cm。

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