EDI(電去離子)超純水設(shè)備作為水處理領(lǐng)域的核心設(shè)備,憑借無需化學(xué)再生、連續(xù)產(chǎn)水、水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于電子、醫(yī)藥、電力、半導(dǎo)體等對(duì)水質(zhì)要求的行業(yè)。其核心原理是通過離子交換樹脂與電場協(xié)同作用,去除水中離子雜質(zhì),產(chǎn)出電阻率可達(dá) 18.2MΩ?cm 的超純水。然而,在長期運(yùn)行過程中,受進(jìn)水水質(zhì)、操作規(guī)范、設(shè)備老化等因素影響,設(shè)備易出現(xiàn)各類故障,直接影響產(chǎn)水質(zhì)量與生產(chǎn)效率。本文結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景,系統(tǒng)梳理四類典型故障及背后的深層原因,為設(shè)備維護(hù)提供參考。
反滲透膜污染或破損:RO 膜若長期未清洗,會(huì)因膠體、微生物附著形成污染層,導(dǎo)致產(chǎn)水電阻率下降;若膜元件出現(xiàn)針孔、破裂,原水中的離子、有機(jī)物會(huì)直接穿透 RO 膜進(jìn)入 EDI 進(jìn)水端,造成 EDI 樹脂污染。例如某電子廠 RO 膜因微生物污染,產(chǎn)水電阻率從 10MΩ?cm 降至 2MΩ?cm,進(jìn)而導(dǎo)致 EDI 產(chǎn)水電阻率跌破 8MΩ?cm。
活性炭過濾器飽和:活性炭主要用于吸附進(jìn)水余氯,若吸附飽和未及時(shí)更換,余氯會(huì)進(jìn)入 EDI 模塊,氧化破壞離子交換樹脂和離子交換膜,導(dǎo)致樹脂交換能力下降,產(chǎn)水離子含量升高。
軟化器失效:軟化器通過鈉離子交換去除鈣、鎂離子,若樹脂再生或再生劑(氯化鈉)濃度不足,會(huì)導(dǎo)致進(jìn)水硬度超標(biāo),鈣、鎂離子在 EDI 濃水室析出,形成水垢附著在離子交換膜表面,阻礙離子遷移,降低脫鹽效率。
樹脂污染或老化:樹脂長期運(yùn)行會(huì)吸附水中的有機(jī)物、膠體顆粒,或因進(jìn)水 pH 值異常(如 pH<4 或 pH>11)發(fā)生氧化降解,導(dǎo)致交換容量下降;若模塊內(nèi)進(jìn)入空氣,會(huì)造成樹脂干燥結(jié)塊,無法有效捕捉離子,產(chǎn)水純度降低。
離子交換膜破損或結(jié)垢:膜片若因安裝不當(dāng)(如模塊組裝時(shí)受力不均)出現(xiàn)裂紋,會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)水與濃水串流,濃水中的高濃度離子混入產(chǎn)水;若濃水側(cè)流速過低,水中碳酸氫根離子易與鈣、鎂離子結(jié)合形成碳酸鈣水垢,覆蓋膜表面離子通道,阻礙離子遷移。
電極結(jié)垢或腐蝕:電極表面若積累水垢(如碳酸鈣、氫氧化鎂),會(huì)增加電極電阻,降低電場強(qiáng)度,影響離子遷移效率;若進(jìn)水含有氟離子、氯離子等腐蝕性離子,會(huì)導(dǎo)致電極表面氧化層破損,電極材質(zhì)(如鈦涂層)被腐蝕,產(chǎn)生金屬離子污染產(chǎn)水。
電流電壓異常:電流過低會(huì)導(dǎo)致離子遷移動(dòng)力不足;電流過高則會(huì)引發(fā) “極化現(xiàn)象",使水分子在電極表面電解產(chǎn)生氫氣、氧氣,氣泡附著在樹脂表面,阻礙離子交換,同時(shí)導(dǎo)致產(chǎn)水 pH 值異常(如酸性升高)。
濃水、極水流量失衡:濃水流量過低會(huì)導(dǎo)致濃水側(cè)離子濃度過高,易形成水垢;流量過高則會(huì)帶走過多離子,增加能耗;極水流量不足會(huì)導(dǎo)致電極區(qū)域熱量無法及時(shí)排出,溫度升高加速樹脂老化,同時(shí)極水側(cè)易積累雜質(zhì),引發(fā)電極污染。
進(jìn)水壓力不足:若預(yù)處理系統(tǒng)的增壓泵揚(yáng)程不夠,或進(jìn)水管道堵塞(如過濾器濾芯堵塞),會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入 EDI 模塊的水壓低于設(shè)計(jì)值(通常要求進(jìn)水壓力 0.3-0.5MPa),模塊內(nèi)水流速度減慢,單位時(shí)間內(nèi)通過膜堆的水量減少,產(chǎn)水量下降。
進(jìn)水溫度過低:EDI 設(shè)備最佳運(yùn)行溫度為 20-30℃,若進(jìn)水溫度低于 15℃,水分子流動(dòng)性降低,離子遷移速度減慢,為保證產(chǎn)水水質(zhì),設(shè)備會(huì)自動(dòng)降低產(chǎn)水流量;同時(shí),低溫會(huì)增加水的黏度,導(dǎo)致水流阻力增大,產(chǎn)水量進(jìn)一步衰減。
樹脂破碎堵塞流道:離子交換樹脂若因模塊振動(dòng)、水流沖擊發(fā)生破碎,細(xì)小的樹脂顆粒會(huì)堵塞模塊內(nèi)部的水流通道,導(dǎo)致水流阻力增大,產(chǎn)水流量下降;若破碎樹脂進(jìn)入產(chǎn)水管道,還可能堵塞后續(xù)精密過濾器,加劇產(chǎn)水量衰減。
濃水側(cè)水垢或雜質(zhì)堵塞:如前文所述,濃水側(cè)若形成水垢,或因預(yù)處理失效導(dǎo)致雜質(zhì)進(jìn)入,會(huì)堵塞濃水通道,使?jié)馑髁肯陆?,進(jìn)而影響產(chǎn)水側(cè)水流分布,導(dǎo)致產(chǎn)水量減少;極水通道若被雜質(zhì)堵塞,會(huì)水排放不暢,反向影響模塊內(nèi)部水流平衡。
產(chǎn)水泵效率下降:產(chǎn)水泵(如離心泵)長期運(yùn)行會(huì)因葉輪磨損、軸承老化導(dǎo)致?lián)P程降低,無法提供足夠的動(dòng)力將處理后的超純水輸送至用水點(diǎn),表現(xiàn)為產(chǎn)水流量下降;若泵體密封件損壞,會(huì)出現(xiàn)漏水現(xiàn)象,進(jìn)一步減少實(shí)際產(chǎn)水量。
閥門堵塞或損壞:進(jìn)水閥、濃水閥、極水閥若因雜質(zhì)堆積(如樹脂顆粒、水垢)出現(xiàn)閥芯卡澀,會(huì)導(dǎo)致閥門開度不足,水流通道變窄;若閥門密封面損壞,會(huì)出現(xiàn)內(nèi)漏,部分水流未經(jīng)處理直接旁通,導(dǎo)致產(chǎn)水流量與水質(zhì)雙重下降。
模塊溫度過高:若極水流量不足、電流設(shè)置過高,或模塊散熱不良(如設(shè)備散熱風(fēng)扇故障),會(huì)導(dǎo)致模塊內(nèi)部溫度超過 40℃,加速樹脂老化和膜片損壞,觸發(fā)高溫報(bào)警;若進(jìn)水溫度過高(如超過 35℃),也會(huì)直接導(dǎo)致模塊溫度上升,引發(fā)報(bào)警。
水溫過低:若進(jìn)水溫度低于 5℃,會(huì)導(dǎo)致樹脂活性下降,離子遷移效率降低,同時(shí)水的黏度增加,水流阻力增大,設(shè)備會(huì)觸發(fā)低溫報(bào)警,提醒調(diào)整進(jìn)水溫度。
進(jìn)水壓力過高:若進(jìn)水閥門開度不當(dāng)、預(yù)處理系統(tǒng)增壓泵壓力失控,或 EDI 模塊進(jìn)口管道堵塞,會(huì)導(dǎo)致進(jìn)水壓力超過 0.6MPa,可能造成模塊密封件損壞、管道破裂,觸發(fā)高壓報(bào)警;此時(shí)需立即關(guān)閉進(jìn)水閥,檢查管道是否堵塞,調(diào)整泵體壓力參數(shù)。
濃水 / 極水壓力過低:若濃水泵、極水泵故障,或濃水、極水管道泄漏,會(huì)導(dǎo)致濃水、極水壓力低于設(shè)定值(通常為 0.1-0.2MPa),模塊內(nèi)水流分布不均,觸發(fā)低壓報(bào)警;需檢查泵體運(yùn)行狀態(tài),排查管道是否存在泄漏點(diǎn)。
濃水發(fā)黃或發(fā)黑:若 EDI 模塊內(nèi)樹脂破損,樹脂顆粒隨濃水排出,會(huì)使?jié)馑尸F(xiàn)淡黃色;若電極被腐蝕(如鈦涂層脫落),金屬離子混入濃水,會(huì)導(dǎo)致濃水發(fā)黑;若進(jìn)水含有大量有機(jī)物,被樹脂吸附后隨濃水排出,會(huì)使?jié)馑尸F(xiàn)褐色。
濃水發(fā)白或渾濁:濃水側(cè)若形成水垢(如碳酸鈣),或預(yù)處理系統(tǒng)的濾芯破損導(dǎo)致膠體顆粒進(jìn)入,會(huì)使?jié)馑疁啙岚l(fā)白,需檢查進(jìn)水硬度和預(yù)處理濾芯狀態(tài),及時(shí)清理濃水側(cè)水垢。
流量驟降:多因濃水管道堵塞(如樹脂顆粒、水垢)、濃水泵故障(如葉輪卡澀),或濃水閥閥芯卡澀導(dǎo)致開度減小,需拆解管道清理堵塞物,檢修泵體和閥門。
流量驟升:若濃水閥損壞(如閥芯脫落)導(dǎo)致閥門全開,或濃水泵頻率失控,會(huì)使?jié)馑髁矿E升,導(dǎo)致濃水側(cè)離子濃度過低,增加能耗,需緊急關(guān)閉濃水泵,更換損壞閥門。
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