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EDI纯水设备

日期:2020-07-16 11:46
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摘要: EDI纯水设备技术概述 EDI纯水设备,EDI(Electrodeionization)是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。 填充床电渗析又称电脱离子法(Electrodeionization),简称EDI,它利用电渗析过程中的极化现象对离子交换填充床进行电化学再生,集中了电渗析和离子交换法的优点,克服了两者的弊端。 EDI技术结合了两种成熟的水处理技术—电渗析技术和离子交换技术,我国称此为填充床电渗析或电...
    

                                                  EDI纯水设备技术概述

 

    EDI纯水设备,EDI(Electrodeionization)是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术

填充床电渗析又称电脱离子法(Electrodeionization),简称EDI,它利用电渗析过程中的极化现象对离子交换填充床进行电化学再生,集中了电渗析和离子交换法的优点,克服了两者的弊端。
    EDI
技术结合了两种成熟的水处理技术—电渗析技术和离子交换技术,我国称此为填充床电渗析或电去离子技术。它主要替代传统的离子交换混床来生产高纯水,这种技术国外已在电子、电力、化工等行业制备高纯水方面得到推广应用。可以预期,这种水处理产品将成为本世纪制备高纯水工程中的主流设备。这种技术及相关技术的应用将会使原有的水处理技术产生某些根本性的变化,从而取得更良好的环保和经济效益。

EDI除盐过程中,离子在电场作用下通过离子交换膜被去除。另外在离子交换膜之间充填的离子交换树脂大大地提高了离子被去除的速度。同时,水分子在电场作用下分解为氢离子和氢氧根离子,这些离子对离子交换树脂进行连续再生,以使离子交换树脂保持较佳状态。
    EDI
在去除弱电解质如二氧化碳,二氧化硅和胶体硅方面均有较好的效果。
   
可以被看成带有自再生功能的离子交换设施。这种自再生功能是通过离子在电场中的迁移过程和水分子的电解过程实现的。
EDI
还可以看成高效的电渗析设施。这种高效是通过离子交换树脂实现的,而其中离子交换树脂是在被连续再生的。
     EDI
设施的除盐率可以高达99%以上。如果在EDI之前使用反渗透设备对水进行初步除盐,再经EDI除盐就可以产生电阻率高达15-18兆欧.厘米的超纯水。
通常水源是由反渗透(RO)产生。
     EDI
可以以单元组合的形式构成各种流量的净水设施。因此具有相当的灵活性和适应性。

系统特点

产水水质高而稳定。
连续不间断制水,不因再生而停机。
无需化学药剂再生。
设想周到的堆叠式设计,占地面积小。
操作简单、安全。
运行费用及维修成本低。
无酸碱储备及运输费用。
全自动运行,无需专人看护。


EDI纯水设备
工作原理
   
EDI广泛地应用于电子、电力、生物、制药、化工等诸多领域,是传统离子交换混床工艺的较佳取代技术。EDI 的出现是水处理技术的一大进步,标志着水处理工业跨入绿色产业的行列。
EDI装置将离子交换树脂充夹在阴/阳离子交换膜之间形成EDI单元。EDI工作原理如下图所示。 EDI组件中将一定数量的EDI单元间用网状物隔开,形成浓水室。又在单元组两端设置阴/阳电极。在直流电的推动下,通过淡水室水流中的阴阳离子分别穿过阴阳离子交换膜进入到浓水室而被淡水中去除。而通过浓水室的水将离子带出系统,成为浓水。 
工作状态下,流经EDI单元的水中的盐离子发生三种迁移:
1.
离子与阴、阳树脂发生离子交换而结合到树脂颗粒上;
2.
离子在电场作用下经树脂颗粒构成的离子通道迁移;
3.
离子经过离子交换膜迁移到浓水室,从而完成水的脱盐过程;在一定的电流密度下,树脂、膜、水之间的界面处因产生浓差极化而迫使水分解成H+OH-,从而同时再生了树脂。

离子的转移分为2个步骤。首先离子扩散到离子交换树脂,然后在电场作用下穿过树脂到达膜。因为这样的电阻较小,电流会流过离子交换树脂。EDI的浓缩室中没有树脂。EDI中水电离的作用要理解EDI和它的用途,就必须理解"水的电离"。水电离后就会变为氢离子和氢氧如果离子在结合为水以前被分离、就会形成酸和碱。在EDI中,如果电流超过了移动溶解盐所需的能量,水就会电离。氢离子在直流电场的作用下进入离子交换树脂,并在那与碳酸氢根离子反应生成CO2。这会降低水的pH值。
氢氧根离子进入阴离子交换膜并与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子。如果水中存在Ca2+,一部分Ca2+就会从浓缩室中进入阴离子交换膜。 阴离子交换膜并不能100%阻隔阳离子。这就使CaCO3沉积在膜内部。
如果水中没有钙或碳酸氢根,氢离子会穿过扩散流通道和阳离子交换膜而进入浓缩室。而OH-会通过阴离子交换膜进入浓缩室。两者会在浓缩室中结合成水。
EDI池中电流是通过离子交换珠的。所以在离子交换珠互相接触的地方和交换珠与膜接触的地方,如果有较大的电流,水就会电离。
在较强电流的作用下,离子交换树脂不断地被酸或碱再生。与溶液中的盐一起进入浓缩室中的H+OH-离子结合为水。
除了TDS 之外,也应该考虑钙在阴离子交换膜内部沉积的可能。总的来说,Ca2+浓度应在0.5mg/L以下。通常系统在回收率95%左右的条件下工作。
如果水源中CO2的浓度为5mg/L以上、钙在0.5mg/L以上,就要降低回收率以防止结垢。降低回收率使浓缩室中的钙离子浓度降低,因此也使进入阴离子交换膜的钙离子数减少。
EDI可产生8-17兆欧的水。它不能产生与混床树脂交换一样的效果的原因是交换膜的效率并非100%。少量的离子会从浓缩室通过离子交换膜进入除盐流通路。
在液流通路出口附近发生上述情况时,离子来不及扩散进树脂,不能被除去而随液流离开系统。现在多数系统都在终端用混床离子交换进行精细过滤。


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