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EDI技术工作原理介绍

2010-01-06 01:16:59

  EDI技术概况

  填充床电渗析又称电去离子法(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革,从而取得更良好的环保和经济效益。

  EDI技术工作原理

  高纯度水对许多工商业工程非常重要,比如:半导体制造业和制药业。以前这些工业用的纯净水是用离子交换获得的。然而,膜系统和膜处理过程作为预处理过程或离子交换系统的替代品越来越流行。如电除盐过程(EDI)之类的膜系统可以很干净地去除矿物质并可以连续工作。而且,膜处理过程在机械上比离子交换系统简单得多,并不需要酸、碱再生及废水中和。EDI处理过程是膜处理过程中增长快的业务之一。EDI是带有特殊水槽的非反向电渗析(ED),这个水槽里的液流通道中填充了混床离子交换树脂。EDI主要用于把总固体溶解量(TDS)为1-20mg/L的水源制成8-17兆欧纯净水。

超纯水设备

  在典型的EDI系统中,进水的90-95%直接通过D室,5-10%的进水被分配进C室。浓水用泵打循环并使其在膜堆中达到较高的流速,这样可以起到提高除盐效率、促进水流的混合、降低可能的结垢等作用。浓缩离子可以通过从浓水循环回路中排除一定比例的水后而从膜堆中除去,这种PH在5-8的水可以回收或直接打回到预处理系统的入口。

  在电去离子的过程中,将进水中的杂质离子去除后即制得高品质的除盐水。

  典型的EDI系统涉及到这样一个处理工序:预处理-RO-EDI。EDI使用普通的离子交换树脂连续地从水中除去离子,但由于它是运用电流对树脂进行连续的再生,因而它完全不用进行定期的化学再生。

  典型的EDI膜堆是由夹在两个电极之间的一定对数的单元组成(见图1 EDI的工作原理图)。在每个单元内有两类不同的室:待除盐的淡水室即D室,收集所除去杂质离子的浓水室即C室。D室中用混匀的阳、阴离子交换树脂填满,这些树脂位于两个膜之间:只允许阳离子透过的阳离子交换膜及只允许阴离子透过的阴离子交换膜。

  树脂床利用加在室两端的直流电进行连续地再生,电压使进水中的水分子分解成H+及OH-,水中的这些离子受相应电极的吸引,穿过阳、阴离子交换树脂向所对应膜的方向迁移,当这些离子透过交换膜进入浓室后,H+和OH-结合成水。这种H+和OH-的产生及迁移正是树脂得以实现连续再生的机理。

  当进水中的Na+及CI-等杂质离子吸咐到相应的离子交换树脂上时,这些杂质离子就会发生象普通混床内一样的离子交换反应,并相应地置换出H+及OH-。一旦在离子交换树脂内的杂质离子也加入到H+及OH-向交换膜方向的迁移,这些离子将连续地穿过树脂直至透过交换膜而进入浓水室。这些杂质离子由于相邻隔室交换膜的阻挡作用而不能向对应电极的方向进一步地迁移,因此杂质离子得以集中到浓水室中,然后可将这种含有杂质离子的浓水排出膜堆。

经典案例介绍