给水水质对edi产水电阻率的影响分析

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1、给水水质对EDI产水电阻率的影响分析112*1董翠玲崔旭丽刘红斌靖大为（1天津城市建设学院膜技术研究中心，天津300384）（2军事医学科学院卫生装备研究所，天津300161）摘要：分别讨论了电导率、总有机碳（TOC）、可溶性硅、硬度及游离CO2等给水水质指标短时间恶化对于EDI膜堆产水电阻率的影响，给出了EDI膜堆相关性能的恢复能力，以图为EDI系统的运行提供相关依据。关键词：EDI膜堆；EDI性能；EDI进水水质电去离子（EDI）作为纯水及高纯水生产技术，因无环境污染、操作简便、能耗低、产水质好等优点，其工程规模不断增大、应用领域日趋扩展，很大程度上取代了

2、离子交换树脂床工艺。在EDI膜堆实际应用中面临的重要问题之一是EDI膜堆对进水水质较为敏感。进水水质较差时，会造成膜堆产水水质的下降，且产水水质下降甚至是不可逆过程。本文以军事医学科学院卫生装备研究所生产的EDI膜堆为研究对象，试验分析了多项冲击性进水水质指标对于膜堆产水电阻率的影响，以及进水水质恢复为较好水平后膜堆性能的恢复状况。文中除游离CO2的相关数据是膜堆持续5h后所获，其余进水及产水指标均为膜堆运行10h后检测所得。1进水电导率对产水电阻率的影响进水电导率是EDI膜堆的重要进水指标，表2018征了进水中溶解盐含量，是膜堆主要运行负1614荷。如图1所

3、示，当进水电导率小于10μS/cm12108时，不同操作电流下的产水电阻率均在工作电流=0.5A6工作电流=1.0A417ΜΩ•cm以上；当进水电导率大于10μS/cm产水电阻率/(ΜΩ•cm)2工作电流=1.5A0时，产水电阻率将随进水电导率的增大而下0102030405060-1降。针对0.5A操作电流条件，进水电导率进水电导率/(μS•cm)3图1产水电阻率与进水电导率的关系曲线（1m/h）由2μS/cm增大到30μS/cm时，产水电阻率由17.8ΜΩ•cm下降到2ΜΩ•cm。克服产水电阻率降低的有效措施是增大膜堆的工作电流，相应提高膜堆的操作电流将使产

4、水电阻率在一定程度上得以提高。进水电导率为30μS/cm时，膜堆电流从0.5A增大至*作者简介：董翠玲（1981－），女，山西省阳泉市人，华中科技大学2004年本科毕业，天津城市建设学院在读硕士研究生。E－mail：dongling1382000@163.com联系人：天津市西青区津静公路26号300384天津城市建设学院膜技术研究中心靖大为13902085201david_j5996@sina.com11.5A，则产水电阻率由2ΜΩ•cm增大至16.5ΜΩ•cm。根据EDI反应叠加模型[1]，膜堆内部的离子交换树脂层沿水流方向分为失效层、工作层和保护层。进水

5、流经淡室中的失效层和工作层时，大部分离子应被去除，保护层的作用只是防止离子泄漏即保证产水水质。进水电导率增加时，失效层和工作层增厚，保护层变薄，当进水电导率增大至保护层消失时，产生离子泄漏，即产水电阻率降低。增大膜堆的操作电流，可加强膜堆内部的水解离作用，提高填充树脂的再生程度，使失效层和工作层减薄，保护层变厚，即产水电阻率上升。试验证明，进水电导率升高幅度及持续时间有限的冲击性负荷，一般不会造成膜堆的永久性损伤。当进水电导率恢复至10μS/cm后，即便不采用增大工作电流的措施，产水电阻率也将得以逐步恢复。2进水TOC对产水电阻率的影响TOC间接反映了水中有机

6、物的含量。自然界16中有机物种类繁多、性质各异，本文选用蔗)15•cm醣作为TOC模拟物，考察其对EDI膜堆产ΜΩ14水电阻率的影响。由图2曲线可知，进水TOC13含量小于250μg/时，膜堆产水电阻率可以维产水电阻率/(持在较高水平；当TOC含量超过500μg/L1205001000150020002500之后，产水电阻率将有所下降。-1进水TOC浓度/(μg•L)图2产水电阻率与进水TOC浓度的关系曲线通过对膜堆各径流中TOC含量进行物料恒算，发现膜堆产水和浓水的TOC总量小于膜堆进水的TOC总量，即TOC物质在膜堆内部有一定量积存。TOC物质积存一定时间

7、后拆开膜堆，发现膜堆淡室的树脂间存有黑色黏稠物质。由此可得知TOC物质在膜堆内部的不断积累，影响了离子在树脂间的传质过程，导致离子的迁移路径受阻，膜堆的产水电阻率下降。进水TOC浓度恢复为90μg/L的较低水平后，对被污染膜堆各径流TOC含量进行物料恒算会发现，产水和浓水的TOC总量大于膜堆进水的TOC总量，同时膜堆浓水的TOC浓度明显高于进水的TOC浓度。由此表明膜堆可以将非电解质的蔗醣转化为电解质而迁移至浓水室除去[2]，即膜堆对TOC有少量的自净能力。如果膜堆内部积累的TOC量较多，因膜堆对TOC自净速率较低，短时间的自净过程中膜堆产水电阻率不可能得到明

8、显恢复。3进水可溶性硅对产水电阻率的影