上海石化总厂大型ED装置的运行经验
一、工程概况
上海石化总厂化工二厂电渗析装置于1975年建成投入试运行以来，经过不断地改进和试验，使这套大型装置逐渐进入正常运行状态，制水能力达2 00～300m3/h。
二、设计原始资料
上海石化总厂化工二厂ED工程建成后，经过长时间调试、改进，于1983年召开鉴定会，设备生产能力50m3/h·台，是当时国内最大产水量的大型ED装置。
三、工艺流程及主要设备
原设计工艺流程未见介绍，电渗析设备最初是按每台300对膜，隔板尺寸为805mm×1600mm×0.9mm的聚丙烯板。隔板网和布水槽系由两层单丝直径为0.55mm的聚丙烯编织网，隔板有效面积为9936cm2。
四、运行情况
工程建成后长期运行不正常，由国家海洋局海水淡化组确定为重点项目，由上海石化总厂化工二厂和国家海洋局二所等单位协作攻关，取得不少的大型ED运行经验。
1．预处理
工程试车时运行周期只有20～50d，原因是原设计预处理只有一个蝶式过滤器，后增加了投加凝聚剂的过滤装置，使原水浊度从3～5mg/L降至1mg/L以下，大大改善了ED的运行条件，使运行周期提高到2～3个月。后又对ED膜面上垢样分析，发现垢层主要是有机物，其次才是无机物，分析结果如表1所示。
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表1 电渗析膜面垢样成分及进出水细菌总数
①灼烧减量计算以干垢为基准，第二次又以第一次失重后的垢样为基准。 |
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原水通过ED时，有30％的异养菌粘附在膜面上，形成微生物粘泥层。这种粘泥层电阻高，粘性大，能粘附水中含有的悬浮物（如泥砂等），两者相互作用加快了粘泥层的形成，减少通水空间的截面，导致ED运行阻力升高。粘泥层形成速度与原水中细菌含量和浊度大小有关，细菌含量越高，浊度越大，粘泥层增长速度越快。经测定ED运行中流量下降速度为每天5～10m3/h。后在预处理系统中增设了投加杀菌剂装置，杀菌剂投量按出水余氯指标控制，一般控制出水余氯为0.05～0.1mg/L，杀菌前后异养菌总数分别为105和102个/ml，浊度分别为1.2mg/L和0.6mg/L。
对原水进行良好的预处理是保证ED设备正常运行的先决条件。
2．ED设备的清洗
采用以上原水预处理后并不能完全控制原水中的细菌和浊度，经过一段时间还需要对ED设备进行清洗。在运行中采用了以下的清洗方法。
（1）加气水反洗。在系统上增设加气水反洗管路，反洗除去膜面粘泥层，处理效果较好。清洗出水呈黄褐色，浊度很高。清洗后流量可基本上得到恢复。ED运行周期提高。如果不控制原水中细菌，反洗效果就不大。
（2）酸洗及盐碱洗。ED运行中难免发生局部轻微极化，原水中对膜有害物质，如十二烷基磺酸钠，进入离子交换膜孔后就会影响膜性能，采用定期的酸洗和盐碱洗措施，可以消除膜面沉积物，恢复膜性能。
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表2不同清洗剂的清洗效果
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（3）不拆槽清洗新方法。针对膜面垢层组分的性质，采用清洗剂进行不拆槽清洗。在清洗槽内配制所需数量和浓度的清洗液，泵入ED的浓、淡水隔室和极室（保持压力平衡），在常温下循环清洗2～4h，接着进行加气水反洗，效果较好，清洗后装置可以恢复到投运时的流量，清洗结果如表6-12所示。
上述三种清洗方法可按一定时间顺序交替使用，可以大大延长电渗析器的拆槽清洗周期，提高设备利用率，增加装置的制水能力。
3．电渗析器的改进
运行期间曾对电渗析隔板、电极板框及组装方式进行了改进。对原设计的隔板和板框都改换成新结构形式。将原来设备每台组装300对膜，改为250对膜组装形式，使设备的脱盐率和产水量相对有所提高。
作者认为在ED设备改造过程中，未考虑采用EDR是大缺陷，哪怕是采用定期手动倒极的简单措施，也会有效的。
4．电渗析系统的进一步完善和改进。预处理虽已采取了不少补救措施，但仍需采用更彻底的办法，如增加活性炭吸附过滤，会对ED运行起到保安过滤器的作用。进一步改善ED的性能可采用耐氯膜等。
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