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EDI(Elcctrodeionization)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。它巧妙的将电渗析和离子交换技术相结合,利用两端电极高压使水中带电离子移动,并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除,从而达到水纯化的目的。

因而,这里的EDI系统是一种纯水制造系统。

与传统离子交换(DI)相比,EDI 所具有的优点:

●   EDI 无需化学再生,节省酸和碱;

●   EDI 可以连续运行;

●   提供稳定的水质;

●   操作管理方便,劳动强度小;

●   运行费用低;

 

EDI 除盐过程

一般自然水源中存在钠、钙、镁、氯化物、硝酸盐、碳酸氢盐等溶解物。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,95%-99%以上的离子可以被去除。RO 纯水(EDI 给水)电阻率的一般范围是0.05-1.0MΩ·cm,即电导率的范围为20-1μS/cm。根据应用的情况,去离子水电阻率的范围一般为5-18 MΩ·cm。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必须被除掉。但是反渗透过程对于这些杂质的清除效果较差。因此,EDI 的作用就是通过除去电解质(包括弱电介质)的过程,将水的电阻率从0.05-1.0MΩ·cm 提高到5-18 MΩ·cm。

图1 表示了EDI 的工作过程。在图中,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。

离子交换膜和离子交换树脂的工作原理相近,可以选择性地透过离子,其中阴离子交换膜只允许阴离子透过,不允许阳离子透过;而阳离子交换膜只允许阳离子透过,不允许阴离子透过。在一对阴阳离子交换膜之间充填混合离子交换树脂就形成了一个EDI 单元。阴阳离子交换膜之间由混合离子交换树脂占据的空间被称为淡水室。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,在离子交换膜之间添加特殊的离子交换树脂,其形成的空间被称为浓水室。在给定的直流电压的推动下,在淡水室中,离子交换树脂中的阴阳离子分别向正、负极迁移,并透过阴阳离子交换膜进入浓水室,同时给水中的离子被离子交换树脂吸附而占据由于离子电迁移而留下的空位。事实上离子的

迁移和吸附是同时并连续发生的。通过这样的过程,给水中的离子穿过离子交换膜进入到浓水室被去除而成为除盐水。

带负电荷的阴离子(例如OH-、Cl-)被正极(+)吸引而通过阴离子交换膜,进入到邻近的浓水室。此后这些离子在继续向正极迁移中遇到邻近的阳离子交换膜,而阳离子交换膜不允许阴离子通过,这些离子即被阻隔在浓水中。淡水流中的阳离子(例如Na+ 、H+)以类似的方式被阻隔在浓水室。在浓水室,透过阴阳膜的离子维持电中性。

EDI 组件电流量和离子迁移量成正比。电流量由两部分组成,一部分源于被除去离子的迁移,另一部分源于水本身电离产生的H+和OH-离子的迁移。

在EDI 组件中存在较高的电压梯度,在其作用下,水会电解产生大量的H+和OH-。这些就地产生的H+和OH-对离子交换树脂有连续再生的作用。

 

 

 

图1 EDI 除盐过程示意图

 

EDI 组件中的离子交换树脂可以分为两部分,一部分称作工作树脂,另一部分称作抛光树脂,二者的界限称为工作前沿。工作树脂承担着除去大部分离子的任务,而抛光树脂则承担着去除弱电解质等较难清除离子的任务。

EDI 给水的预处理是EDI 实现其最优性能和减少设备故障的首要条件。给水里的污染物会对除盐组件有负面影响,增加维护量并降低膜组件的寿命。

EDI 的组件结构

EDI 主要由以下几个部分组成:

(1)淡水室将离子交换树脂填充在阴、阳离子交换膜之间形成淡水单元。

(2)浓水室在相邻淡水单元中间添加树脂,形成浓水室。

(3)极水室在电极板与相邻离子交换膜中间添加树脂,形成极水室,一个组件中有正、负两个极水室。

(4)绝缘板和压紧板

(5)电源及水路连接

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  • 点击数:4229  录入时间:2013/7/10 【打印此页】 【关闭