EDI(電去離子)超純水設備作為水處理領域的核心設備,憑借無需化學再生、連續產水、水質穩定等優勢,廣泛應用于電子、醫藥、電力、半導體等對水質要求的行業。其核心原理是通過離子交換樹脂與電場協同作用,去除水中離子雜質,產出電阻率可達 18.2MΩ?cm 的超純水。然而,在長期運行過程中,受進水水質、操作規范、設備老化等因素影響,設備易出現各類故障,直接影響產水質量與生產效率。本文結合實際應用場景,系統梳理四類典型故障及背后的深層原因,為設備維護提供參考。
反滲透膜污染或破損:RO 膜若長期未清洗,會因膠體、微生物附著形成污染層,導致產水電阻率下降;若膜元件出現針孔、破裂,原水中的離子、有機物會直接穿透 RO 膜進入 EDI 進水端,造成 EDI 樹脂污染。例如某電子廠 RO 膜因微生物污染,產水電阻率從 10MΩ?cm 降至 2MΩ?cm,進而導致 EDI 產水電阻率跌破 8MΩ?cm。
活性炭過濾器飽和:活性炭主要用于吸附進水余氯,若吸附飽和未及時更換,余氯會進入 EDI 模塊,氧化破壞離子交換樹脂和離子交換膜,導致樹脂交換能力下降,產水離子含量升高。
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,會導致進水硬度超標,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:樹脂長期運行會吸附水中的有機物、膠體顆粒,或因進水 pH 值異常(如 pH<4 或 pH>11)發生氧化降解,導致交換容量下降;若模塊內進入空氣,會造成樹脂干燥結塊,無法有效捕捉離子,產水純度降低。
離子交換膜破損或結垢:膜片若因安裝不當(如模塊組裝時受力不均)出現裂紋,會導致產水與濃水串流,濃水中的高濃度離子混入產水;若濃水側流速過低,水中碳酸氫根離子易與鈣、鎂離子結合形成碳酸鈣水垢,覆蓋膜表面離子通道,阻礙離子遷移。
電極結垢或腐蝕:電極表面若積累水垢(如碳酸鈣、氫氧化鎂),會增加電極電阻,降低電場強度,影響離子遷移效率;若進水含有氟離子、氯離子等腐蝕性離子,會導致電極表面氧化層破損,電極材質(如鈦涂層)被腐蝕,產生金屬離子污染產水。
電流電壓異常:電流過低會導致離子遷移動力不足;電流過高則會引發 “極化現象",使水分子在電極表面電解產生氫氣、氧氣,氣泡附著在樹脂表面,阻礙離子交換,同時導致產水 pH 值異常(如酸性升高)。
濃水、極水流量失衡:濃水流量過低會導致濃水側離子濃度過高,易形成水垢;流量過高則會帶走過多離子,增加能耗;極水流量不足會導致電極區域熱量無法及時排出,溫度升高加速樹脂老化,同時極水側易積累雜質,引發電極污染。
進水壓力不足:若預處理系統的增壓泵揚程不夠,或進水管道堵塞(如過濾器濾芯堵塞),會導致進入 EDI 模塊的水壓低于設計值(通常要求進水壓力 0.3-0.5MPa),模塊內水流速度減慢,單位時間內通過膜堆的水量減少,產水量下降。
進水溫度過低:EDI 設備最佳運行溫度為 20-30℃,若進水溫度低于 15℃,水分子流動性降低,離子遷移速度減慢,為保證產水水質,設備會自動降低產水流量;同時,低溫會增加水的黏度,導致水流阻力增大,產水量進一步衰減。
樹脂破碎堵塞流道:離子交換樹脂若因模塊振動、水流沖擊發生破碎,細小的樹脂顆粒會堵塞模塊內部的水流通道,導致水流阻力增大,產水流量下降;若破碎樹脂進入產水管道,還可能堵塞后續精密過濾器,加劇產水量衰減。
濃水側水垢或雜質堵塞:如前文所述,濃水側若形成水垢,或因預處理失效導致雜質進入,會堵塞濃水通道,使濃水流量下降,進而影響產水側水流分布,導致產水量減少;極水通道若被雜質堵塞,會水排放不暢,反向影響模塊內部水流平衡。
產水泵效率下降:產水泵(如離心泵)長期運行會因葉輪磨損、軸承老化導致揚程降低,無法提供足夠的動力將處理后的超純水輸送至用水點,表現為產水流量下降;若泵體密封件損壞,會出現漏水現象,進一步減少實際產水量。
閥門堵塞或損壞:進水閥、濃水閥、極水閥若因雜質堆積(如樹脂顆粒、水垢)出現閥芯卡澀,會導致閥門開度不足,水流通道變窄;若閥門密封面損壞,會出現內漏,部分水流未經處理直接旁通,導致產水流量與水質雙重下降。
模塊溫度過高:若極水流量不足、電流設置過高,或模塊散熱不良(如設備散熱風扇故障),會導致模塊內部溫度超過 40℃,加速樹脂老化和膜片損壞,觸發高溫報警;若進水溫度過高(如超過 35℃),也會直接導致模塊溫度上升,引發報警。
水溫過低:若進水溫度低于 5℃,會導致樹脂活性下降,離子遷移效率降低,同時水的黏度增加,水流阻力增大,設備會觸發低溫報警,提醒調整進水溫度。
進水壓力過高:若進水閥門開度不當、預處理系統增壓泵壓力失控,或 EDI 模塊進口管道堵塞,會導致進水壓力超過 0.6MPa,可能造成模塊密封件損壞、管道破裂,觸發高壓報警;此時需立即關閉進水閥,檢查管道是否堵塞,調整泵體壓力參數。
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,會導致濃水、極水壓力低于設定值(通常為 0.1-0.2MPa),模塊內水流分布不均,觸發低壓報警;需檢查泵體運行狀態,排查管道是否存在泄漏點。
濃水發黃或發黑:若 EDI 模塊內樹脂破損,樹脂顆粒隨濃水排出,會使濃水呈現淡黃色;若電極被腐蝕(如鈦涂層脫落),金屬離子混入濃水,會導致濃水發黑;若進水含有大量有機物,被樹脂吸附后隨濃水排出,會使濃水呈現褐色。
濃水發白或渾濁:濃水側若形成水垢(如碳酸鈣),或預處理系統的濾芯破損導致膠體顆粒進入,會使濃水渾濁發白,需檢查進水硬度和預處理濾芯狀態,及時清理濃水側水垢。
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)導致閥門全開,或濃水泵頻率失控,會使濃水流量驟升,導致濃水側離子濃度過低,增加能耗,需緊急關閉濃水泵,更換損壞閥門。
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