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1.EDI简介
EDI技术(连续电除盐,Electro-deionization或CDI)是二十世纪八十年代以来逐渐兴起的净水新技术,进入2000年以来已经在全世界占据了相当一部分电力、电子、化工、医药等行业超纯水市场。EDI可以代替传统的离子交换(MB-DI)技术,生产质量稳定的高达18 MΩ·cm的超纯水。与混合离子交换装置不同之处在于EDI系统不需要酸、碱再生,也无须因为补充树脂或者再生而停机。同时,也最大限度地降低了设备投资和运行费用。
2.EDI的优势
和传统离子交换(DI)相比EDI所具有以下优势:
EDI不需化学再生,节省酸碱,降低运行及环保成本
EDI再生时不需要停机,可长时间稳定运行
EDI能提供长时间稳定的高品质水质
能耗低,仅消耗电能
占地面积小,容易实现自动化,便于操作在环保要求严格的今天,节能降耗的EDI必然是工业水处理的最佳选择。
3.EDI工作过程。
图一
EDI将离子交换树脂填充在阴、阳离子交换膜之间形成EDI单元,又在这个单元两边设置阴/阳电极,在直流电作用下,将离子从其给水中进一步清除。
离子交换膜和离子交换树脂的工作原理相近,可以使特定的离子迁移。阴离子交换膜只充许阴离子透过,不充许阳离子透过;而阳离子交换膜只充许阳离子透过,不充许阴离子透过。
在EDI模块中将一定数量的EDI单元罗列在一起,使阴离子交换膜和阳离子交换膜交替排列,并使用网状物将每个EDI单元隔开,形成浓水室。EDI单元中间间隔为淡水室。在给定的直流电的推动下,给水通过淡水室水中的离子穿过离子交换膜进入到浓水室去除而成为除盐水;通过浓水室的水将离子带出系统,成为浓水。
EDI组件将给水分成三股独立的水流:
1)纯水(最高利用率为99%)
2)浓水(5-10%,可以回收利用)
3)极水(1%,可以回收利用)
极水从电极区携带出电解产生的氯气、氧气和氢气体,必须安全排放!
4.EDI除盐过程
一般城市水源中存在钠,钙,镁,氯化物,硝酸盐,碳酸氢盐,二氧化硅等溶解物。这些化合物由带负电荷的阴离子和带正电荷的阳离子组成。通过反渗透(RO)的处理,98%以上的离子可以被去除。另外,原水中也可能包括其它微量元素、溶解的气体(例如CO2)和一些弱电解质(例如硼,二氧化硅),这些杂质在工业除盐水中也必须被除掉。
EDI给水(RO纯水)电导率的一般范围是40-2 ụS/cm。根据应用的情况,EDI产水电阻率的范围一般为10-18.2MΩ·cm。
EDI除盐过程,将水中离子和离子交换树脂中的氢氧根离子或氢离子交换,然后使这些离子迁移进入到浓水中。这就是EDI除盐过程。
在图1中,离子交换膜用竖线表示,并标明它们允许通过的离子种类。这些离子交换膜是不允许水穿过的。因此,它们可以隔绝淡水和浓水水流。
在浓水中,来自两个方向的离子维持着电中性。同时,电流量和离子迁移量成正比。电流量由两部分组成,一部分源于被去除离子的迁移,另一部分源于水本身电离为H+和OH-离子的迁移。
当水流经纯水室和浓水室时,离子从淡水室中渐渐地进入到邻近浓水室中,而被浓水带出EDI组件。
在较高的电压梯度作用下,水会电解产生大量的H+和OH-。这些就地产生的H+和OH-对离子交换树脂实行连续再生。因此,EDI模块中离子交换树脂不需要用化学物质再生。