废水来源于印染工业，前期经过AO处理，具体工艺见2.4，原排放废水悬浮物含量较高，经过前期处理后的出水达到COD200~250mg/L，废水色度80~100倍，电导率2810us/cm左右。水量500~800 m3/d，以600 m3/d进行设计计算。
一、设计条件
1.1 水质指标

废水来源于印染工业，前期经过AO处理，具体工艺见2.4，原排放废水悬浮物含量较高，经过前期处理后的出水达到COD200~250mg/L，废水色度80~100倍，电导率2810us/cm左右。水量500~800 m3/d，以600 m3/d进行设计计算。

1.2 处理要求

①使用EDR处理。
②回用废水再生资源。
二、工艺流程
2.1 电渗析工艺简介
电渗析（ED，Electrodialysis）是指在直流电场的作用下，溶液中带电离子定向迁移，选择性透过离子交换膜并得以去除的一种电化学膜分离技术。

电渗析技术以电位差为推动力，利用阴、阳离子交换膜对阴、阳离子的选择透过性，实现溶液中呈离子状态的溶质与溶剂分离的物理化学过程。广泛应用于苦咸水或海水的淡化、无机盐溶液浓缩，有机物脱盐精制等。

电渗析膜组器由阴、阳离子交换膜和浓、淡水隔板按一定规律交替叠装，两端设置电极，再以夹紧装置模块化。如图1所示，当含盐水通过电渗析膜组器时，在直流电场作用下产生离子定向迁移，即阳离子向阴极方向迁移，阴离子向阳极方向迁移，由于离子交换膜具有选择透过性，阴离子交换膜只能让阴离子通过，阳离子交换膜只能让阳离子通过，结果淡水室中的阴离子向阳极方向迁移，透过阴膜进入浓水室；阳离子向阴极方向迁移，透过阳膜进入浓水室；而浓水室中的阴、阳离子，虽然也在直流电场的作用下，分别向阳极和阴极方向迁移，但由于受到隔室两侧阳膜和阴膜的阻挡，无法迁出浓水室，从而留在浓水室中，这样，浓水室因阴、阳离子不断进入而浓度提高，淡水室因阴、阳离子不断移出而使浓度下降，通过隔板特制的孔，分别将各浓、淡隔室的水流汇聚引出，便产生两股主水流，脱盐水和浓缩盐水。

2.2 倒极电渗析工艺介绍

频繁倒极电渗析技术（EDR）是在电渗析（ED）的基础上发展起来的，每隔一定时间，正负电极极性相互倒换-称频繁倒极，同时浓水隔室和淡水隔室亦相应调换，起到自动清洗离子交换膜和电极表面形成的污垢，以确保脱盐率长期稳定。
EDR除垢原理：电渗析运行过程中产生的污垢主要有三类:即由电极反应(在极室)和极化(在膜堆内)产生的主要是钙、镁的碳酸盐污垢，在浓水中(主要在浓室内)因过饱和而慢慢析出的主要是钙镁的硫酸盐污垢，在直流电场作用下，带电物质在膜表面的沉积物(浓、淡隔室都可能)主要是有机物、胶体和微生物等。极化结垢大多发生在浓室的阴膜面上，也就是发生在阴膜的阳极面上，因为这里呈现碱性，存在钙镁沉淀的条件。电极极性倒换后，浓、淡室相应地发生变化，即原来的浓室成为淡室，原来的淡室成为浓室，原来在阴膜面上的沉积物逐渐溶解(因此时这里显酸性)、而在阴膜的另一面上又逐渐沉积起来，因为电极极性频繁倒换，致使钙镁垢物没有生成条件，便起到自身清洗作用。在负极上因电极反应可生成还没沉淀结垢，因频繁倒换电极极性，同样会使结垢难以生成，并具有自身清洗作用，对于硫酸盐结垢和有机物胶体、微生物的污垢，同样也因频繁倒换电极，使其难以形成沉积或粘附，而随水流排出。这样就保证了膜的选择透过性和电极的导电性能，其脱盐率得到保证使出水水质稳定。同时由于电渗析内部沉积物的减少，保证了设备压力稳定，从而也就保证了设备的产水量稳定。
2.3 电渗析进水水质要求
1) 浊度或SS：≤1mg/L
2) COD：≤100mg/l（对于处理对象为有机物的除外）
3) pH：2-12（进水硬度>100mg/L时，pH<5.0；Fe、Mn>5mg/L时，pH<2.0）
4) 不含后絮凝/沉淀物质，即在膜组器中会累积絮凝析出的物质，测试方法为样品经静置24h以上后，测试SS还是＜1 mg/L
5) 石油类、油脂类等油类物质：≤0.1mg/L
6) 水温：20～40℃，最佳25-35℃
7) 用于工业废水处理或物料脱盐时，含盐量应低于150g/L。
注：在上述要求的水质下膜堆寿命可以达到最长，使用超出该要求的水质可能对膜寿命产生影响。
2.4 污水处理工艺
系统污水处理 工艺如下，本项目方案只针对整个工艺中的EDR工艺段的方案。

2.5 水质分析

纺织品在加工过程中，投加了许多化学药剂，其产生的工业废水中污染物主要来源是原料上的污物、油类和脂类，以及纺织印染中添加的工种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸、碱等。印染废水的特点是水量大，色度高、pH变化大，BOD/COD比值低，可生化性较差。

本项目采用电渗析处理印染废水，前期经过一系列处理基本达到国家排放标准限值，本项目在此基础上进一步采用EDR处理，达到回用水的目的。

每天600 立方。按20h/d计算，相当于30 m3/h，进水电导2810us/cm，设计进水以含盐量3000mg/L计，以自来水TDS500mg/L指标作为淡水出水指标进行回用。

本项目废水预处理拟采用一级电渗析进行浓缩与淡化。

 

2.6 电渗析水盐平衡计算

说明：

1．采用一级电渗析循环浓缩，ED系统运行方式：连续运行：初始采用批次运行，达到预定浓度后，调节ED系统排出浓水与淡水水量，再调节进入ED浓水循环水箱和淡水循环水箱的流量，使之达到进出水量及浓度的稳定动态平衡。

2．ED系统脱盐量大约为63 kg/h，需要JRHE-12060/200型电渗析膜组器9台。

3．ED系统脱盐率80%，淡水产水率82.6%。

三、主要设备清单

表1 电渗析主要设备清单

序号	设备名称	规格型号	材质	单位	数量	备注
1	水箱	2-20m3	PP/PE/玻璃钢	个	5	自备
2	电渗析组器	JRHE-12060/200 含输送泵，保安过滤器、换热器，机架、底座托盘等配件	组合件	套	8
3	仪表	在线PH ，电导率仪，流量计，温度计，液位计，限位开关，电流电压表等	组合件	套	1
4	管阀件	气动阀/电动阀，隔膜阀，取样阀，手动球阀，管路管件配件等	组合件	套	1
5	电气控制	PLC控制柜（含软件），高频开关电源，总进线柜，就地柜，各类电线电缆，桥架等	组合件	套	1

注：1、上述设备清单不含电渗析预处理设备及配件等
       2、表中的自备设备主要为水箱/水池，需要用户提供。


四、经济分析

电渗析工作20h/d，330d/a，电价0.6元/kwh。

表2  电渗析运行经济分析

项目		单位	指标	备注
废水处理规模		m3/h	30	2000mg/L TDS进水
电耗	装机功率	kw	113
	运行功率	kw	49.215	整流器效率0.92
	每小时电耗	kwh/h	42.615
	吨水能耗	kwh/吨产水	1.421	电渗析工作20h/d
	吨水电费	元/吨水	0.852	电价按0.6元/kwh计
	年运行电费	万元/年	16.876	330d/a
膜折旧费用	年折旧费	万元/年	16.200	膜折旧以5年计
	吨水折旧费用	元/吨水	0.740
总运行费用	年总运行费用	万元/年	33.076
	吨水运行费	元/吨水	1.592	均折算至原水水量