基本介紹
- 中文名：連續電解除鹽技術
- 外文名：Electrodeionization
- 電導率：<40μS/cm
- PH：6.0～9.0
- 溫度：5～35℃
- 用途：製造純水
- 採用技術：電滲析和離子交換技術
- 除鹽率：高達99%以上
基本簡介,工作原理,系統優勢,套用領域,與傳統混床比較,結構特點,進水指標,核心準則,
基本簡介
EDI設施的除鹽率可以高達99%以上，如果在EDI之前使用反滲透設備對水進行初步除鹽，再經EDI除鹽就可以生產出電阻率高達成15M ΩNaN以上的超純水。
EDI 膜堆是由夾在兩個電極之間一定對數的單元組成。在每個單元內有兩類不同的室：待除鹽的淡水室和收集所除去雜質離子的濃水室。淡水室中用混勻的陽、陰離子交換樹脂填滿，這些樹脂位於兩個膜之間：只允許陽離子透過的陽離子交換膜及只允許陰離子透過的陰離子交換膜。
樹脂床利用加在室兩端的直流電進行連續地再生，電壓使進水中的水分子分解成 H+及 OH－，水中的這些離子受相應電極的吸引，穿過陽、陰離子交換樹脂向所對應膜的方向遷移，當這些離子透過交換膜進入濃室後，H +和 OH－結合成水。這種 H+和 OH－的產生及遷移正是樹脂得以實現連續再生的機理。
當進水中的 Na+及 CI－等雜質離子吸咐到相應的離子交換樹脂上時，這些雜質離子就會發生象普通混床內一樣的離子交換反應，並相應地置換出 H+及 OH－。一旦在離子交換樹脂內的雜質離子也加入到 H+及 OH－向交換膜方向的遷移，這些離子將連續地穿過樹脂直至透過交換膜而進入濃水室。這些雜質離子由於相鄰隔室交換膜的阻擋作用而不能向對應電極的方向進一步地遷移，因此雜質離子得以集中到濃水室中，然後可將這種含有雜質離子的濃水排出膜堆。
幾十年來純水的製備是以消耗大量的酸鹼為代價的，酸鹼在生產、運輸、儲存和使用過程中，不可避免地會帶來對環境的污染，對設備的腐蝕，對人體可能的傷害以及維修費用的居高不下。反滲透的使用大大減少了酸鹼的用量，但是，還留著弱電解離子存在。反滲透和電除鹽的廣泛使用，將會帶給純水製備一次產業性革命。
工作原理
自來水中常含有鈉、鈣、鎂、氯、硝酸鹽、矽等溶解鹽。這些鹽是由負電離子（負離子）和正電離子（正離子）組成。反滲透可以除去其中超過99%的離子。自來水也含有微量金屬，溶解的氣體（如CO2）和其他必須在工業處理中去除的弱離子化的化合物（如矽和硼）。
RO反滲透出水（EDI進水）一般為10-2μ/cm（電導），最佳狀態為6μ/cm以內，根據不同需要，超純水或去離子水一般電阻為15-18MΩμm。水質太低可能會對EDI造成不必要的損壞減少壽命。
交換反應在模組的純化學室進行，在那裡陰離子交換樹脂用它們的氫氧根據離子（OH-）來交換溶解鹽中的陰離了（如氯離子C1）。相應地，陽離子交換樹脂用它們的氫離子（H+）來交換溶解鹽中的陽離子（如Na+）。
在位於模組兩端的陽極（+）和陰極（-）之間加一直流電場。電勢就使交換到樹脂上的離子沿著樹脂粒的表面遷移並通過膜進入濃水室。陽極吸引負電離子（如OH-，CI-）這些離子通過陰離子膜進入相臨的濃水流卻被陽離子選擇膜阻隔，從而留在濃水流中。陰極吸引純水流中的陽離子（如H+，Na+）。這些離子穿過陽離子選擇膜，進入相臨的濃水流卻被陰離子膜陰隔，從而留在濃水流中。當水流過這兩種平行的室時，離子在純水室被除去並在相臨的濃水流中聚積，然後由濃水流將其從模組中帶走。在純水及濃水中離子交換樹脂的使用是EDI技術和專利的關鍵。一個重要的現象在純水室的離子交換樹脂中發生。在電勢差高的局部區域，電化學反應分解的水產生大量的H+和OH-。在混床離子交換樹脂中局部H+和OH-的產生使樹脂和膜不需要添加化學藥品就可以持續再生。
要使EDI處於最佳工作狀態、不出故障的基本要求就是對EDI進水要求進行適當的預處理。進水中的雜質對去離子模組有很大影響。並可能導致縮短模組的壽命。
系統優勢
1、水質更加穩定
2、簡單的實現全自動控制
3、不會因再生而停機
4、不需要化學再生
5、運行費用低，無需任何酸鹼配料
6、占地面積小
7、零污水排放
8、產水連續穩定，出水水質量高
9、環保效益顯著，增加了操作的安全性
純水處理技術的發展主要經歷了陰、陽離子交換器+混合離子交換器；反滲透+混合離子交換器；反滲透+電去離子裝置等階段；預處理 + 反滲透 +連續電解除鹽。整套除鹽系統，有著其他處理系統無可比擬的優點，正被廣泛套用於純水、高純水的製備中。
套用領域
⊙電廠化學水處理
⊙電子、半導體、精密機械行業超純水
⊙製藥工業工藝用水
⊙食品、飲料、飲用水的製備
⊙海水、苦鹹水的淡化
⊙精細化工、精尖學科用水
⊙其他行業所需的高純水製備
與傳統混床比較
項目 | EDI | 混床 |
產水性質 | 15～18MΩ·cm | 2～10MΩ·cm |
穩定性 | 水質穩定 | 水質受樹脂交換狀況，再生品質影響大 |
操作性 | 操作簡便，無需專業熟練工 | 再生時對操作人員操作水平要求高 |
環保性 | 無需酸鹼，無任何化學污染 | 需要酸鹼再生，需解決酸鹼儲存與排放的問題 |
連續運行 | 再生時無需停機，邊運行邊再生 | 再生時需要停機再生 |
運行費用 | 低 | 高 |
初期投資 | 較高 | 低 |
拋光混床
採用高交換容量、充分再生、無化學析出的核子級樹脂，去除純水中殘餘的微量帶電
離子及弱電解質，使水質達到18MΩ·cm以上。
結構特點
1、淡水隔板採用衛生級PE材料
2、EDI膜片採用進口均相膜和國產異相離子交換膜
3、採用進口EDI專用均粒樹脂和國產EDI專用均粒樹脂
4、EDI電極板採用鈦鍍釕技術
5、壓緊板採用具有硬性的合金鋁軋鑄而成。
6、固定螺絲採用國標標準件
7、膜堆出廠最高試壓7bar不漏水
8、膜堆電阻低、功耗小
9、外觀裝飾板造型美觀結實
10、最大膜堆處理水量3T/H，最小模堆處理水量75L/H
11、純水、濃水、極水通道設計合理，不易堵塞，水流分布均勻、無死角。
進水指標
◎通常為單級反滲透或二級反滲透的滲透水
◎TEA（總可交換陰離子，以CaCO3計）：<25ppm。
◎電導率：<40μS/cm
◎PH：6.0～9.0。當總硬度低於0.1ppm時，EDI最佳工作的pH範圍為8.0～9.0。
◎溫度：5～35℃。
◎進水壓力：<4bar（60psi）。
◎硬度：（以CaCO3計）：<1.0ppm。
◎有機物（TOC）：<0.5ppm。
◎氧化劑：Cl2<0.05ppm，O3<0.02ppm。
◎變價金屬：Fe<0.01ppm，Mn<0.02ppm。
◎H2S：<0.01ppm。
◎二氧化矽：<0.5ppm。
◎色度：<5APHA。
◎二氧化碳的總量：<10ppm
◎SDI 15min：<1.0。
核心準則
a .EDI系統的運行穩定性：
降低總離子負荷、減少結垢和污染因子從EDI的進水條件進行分析，滿足EDI的進水條件，減少弱電解質和結垢污染類物質的影響，採用經濟合理的工藝手段去除EDI的進水負荷，尤其是盡力弱電解質負荷，對於實現EDI的穩定運行將產生至關重要的影響。
b .EDI系統的投資合理性：
最佳化前處理整體工藝流程最佳化前處理整體工藝流程，每種特定的工藝總是有其套用的條件和優勢，但是，也有其套用的局限性，優秀系統工藝的形成是多個優勢單體工藝的有機組合;根據原水水質、產水要求，合理設計完整的EDI水處理工藝，充分進行工藝的最佳化，對所選擇的工藝技術進行分析，必須首先滿足實現EDI運行的穩定性，同時，對於所選擇的工藝技術進行經濟分析，在滿足EDI系統穩定運行的前提下，實現整體工程投資的合理化;EDI 工藝系統的選擇，是關係到EDI 能否安全、穩定運行的關鍵，但是，由於原水水源、產水要求、初期投資、運行維護投資等多方面的約束和影響，因此，並沒有放之四海皆準的工藝系統存在，必須結合終端用戶工程系統的實際情況進行綜合分析後，才能夠確定經濟合理的工藝路線。
