李晓波，李 军，柴 刚
（陕西兴化集团有限责任公司，陕西 兴平713100）
［摘 要］陕西延长石油兴化化工有限公司脱盐水站采用石英砂过滤器+盘式过滤器+超滤+反渗透+混床处理工艺。经过长期的市场调研与考察，以及对标学习相关企业EDI模块运行经验，将EDI技术引入脱盐水系统（替代混床），并新增1套反渗透单元（降低水体电导率），脱盐水生产工艺升级为石英砂过滤器+盘式过滤器+超滤+一级反渗透+二级反渗透+EDI（EDI模块浓水排放水回收至一级反渗透产水箱）。2023年12月脱盐水系统完成本项改造后，系统产水量、产水电阻率、产水SiO2含量等指标均优于设计值，实际操作中通过精准控制EDI模块进水电导率、进水压力、工作电流、浓水流量、极水流量、二级反渗透进水pH等指标，系统运行达到了预期效果，助力了企业的节能降碳、降本增效。
［关键词］脱盐水系统；混床工艺；升级改造；反渗透单元；EDI模块；系统调试；运行分析；注意事项
［中图分类号］TQ085+.411 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）03-0065-04
0 引 言
陕西延长石油兴化化工有限公司（简称兴化化工）是陕西延长石油（集团）有限责任公司旗下重要化工板块——陕西兴化集团有限责任公司的重要组成部分，于2009年成立，是一家以煤化工产品生产和销售为主营业务的大型化工企业，主要产品为合成氨、甲醇、甲胺及DMF（N，N-二甲基甲酰胺）。兴化化工脱盐水站采用石英砂过滤器+盘式过滤器+超滤+反渗透+混床处理工艺，生产出的脱盐水主要供锅炉、气化/变换废锅、合成废锅及系统萃取、药剂稀释使用。
近年来，随着国家对环境保护的重视和全民环保意识的提高，混床工艺的弊端越发明显，经过长期的市场调研与考察，以及对标学习相关企业EDI模块运行经验，2023年兴化化工首次将EDI技术引入脱盐水系统（替代混床），本项升级改造完成后，系统总产水量合计超过450 m3/h，EDI模块产水电阻率高达18 MΩ/cm以上、SiO2含量长期稳定在1×10-9以下；实际操作过程中，总结出EDI模块节能高效运行的指标控制范围，通过精准控制EDI模块进水电导率、进水压力、工作电流、浓水流量、极水流量、二级反渗透进水pH等主要工艺指标，系统运行达到预期效果，助力企业实现节能降碳、降本增效。以下对有关情况作一介绍。
1 EDI技术简介
EDI又称连续电除盐技术，是一种将离子交换技术、离子电迁移技术相结合的新型纯水、超纯水制备技术。EDI模块主要由交替排列的阴/阳离子交换膜、浓水室和淡水室隔板以及正/负电极等组成，淡水室内填充有一定比例的阴、阳离子交换树脂，通电后EDI模块内主要同时存在三个过程：① 在外电场作用下，水中电解质离子Na+、Cl-等向阴/阳离子交换膜选择性迁移的电渗析过程；② 阴/阳离子交换树脂上的OH-和H+与水中电解质离子的交换过程（离子置换的选择性顺序与其同树脂的亲和力大小有关[1]）；③ 电渗析极化过程产生的H+和OH－对交换剂进行的电化学再生过程。
目前，EDI技术广泛应用于半导体、电子、医药、火力发电等行业。相较于传统混床工艺，EDI模块体积小，操作简单，可连续高效运行，无需单独运行复杂的离子交换树脂再生程序，整个生产过程无大量酸/碱废水排放。EDI技术的应用，不仅可降低脱盐水系统的操作难度和运行成本，而且可避免酸/碱废水中和过程中可能造成的水体污染等；其缺点主要是一次性投资较大和设备维护成本较高。
2 脱盐水系统升级改造及系统运行情况
2.1 设计产水水质要求
兴化化工脱盐水系统应用EDI技术进行升级改造后，设计产水水质比原混床产水水质有明显提升——改造前混床产水电阻率≥5 MΩ/cm、电导率≤0.20 μS/cm（电导率×电阻率=1）、SiO2含量＜20×10-9，改造后EDI产水电阻率≥16.5 MΩ/cm、电导率≤0.06 μS/cm、SiO2含量＜5×10-9。
2.2 技术改造的核心内容
脱盐水系统升级改造的核心是拆除原混床单元，替换为环境友好、安全性高、除盐率高、运行成本较低的EDI模块。由于EDI模块产品技术说明书明确要求进水电导率不超过10 μS/cm，则前端反渗透单元进水电导率须小于333.3 μS/cm（脱盐率以97%计），但兴化化工实际原水电导率约700 μS/cm，高于反渗透单元进水指标要求（前端石英砂过滤器、盘式过滤器、超滤单元不会明显降低水体电导率），需在原有反渗透单元基础上再串联1套反渗透单元。新增反渗透单元与原反渗透单元规格型号相同，新增反渗透单元采用8040膜；新增反渗透单元与原反渗透单元的区别是，原反渗透单元为三段式，新增反渗透单元采用两段式设计。由此，新的脱盐水处理工艺为石英砂过滤器+盘式过滤器+超滤+一级反渗透+二级反渗透+EDI。虽然最终选用的E-Cell-3X属于浓水直排式EDI模块，但EDI模块浓水排放水水质优于二级反渗透单元进水水质，可予以回收利用，故本次改造设计上将EDI模块浓水排放水回收至一级反渗透产水箱，以达到提高脱盐水回收率的目的。
2.3 设备选型及参数
EDI模块，按其结构形式可分为板式和卷式，据浓水循环与否可分为浓水循环式和浓水直排式。板式EDI模块技术成熟可靠，市场占有率高（国内外现有各生产厂商主要生产板式EDI模块），且板式EDI模块大多采用操作简单、运行稳定的浓水直排式，故本次改造选用板式EDI模块，其运行方式采用浓水直排式。
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