EDI超纯水设备工艺介绍与操作说明资料.pdf

EDI 超纯水设备工艺介绍与操作说明资料下 载 1.1EDI 描述 连电除盐续 (EDI，Electrodeionizatio 或 CDI，Continuous Electrodeionization)，是利用混和离子交换树脂吸附给水中的 阴阳离子，同时这些被吸附的离子又在直流电压的作用下，分别 透过阴阳离子交换膜而被去除的过程。通过这样的技术更新可以 代替传统的离子交换装置，生产出电阻率高达 18 MΩ?cm 的超纯 水。 1.2EDI 技术是的水处理工业的革命 和传统离子交换 (DI)相比，EDI 所具有的优点： EDI 无需化学再生。 EDI 再生时不需要停机。 提供稳定的水质。 能耗低。 操作管理方便，劳动强度小。 运行费用低。 利用反渗透技术进行一次除盐，再用 EDI 技术进行二次除盐 就可以彻底使纯水制造过程连续化并避免使用酸碱再生，因此 EDI 技术给水处理工业带来了革命性的进步。 1.3 EDI 过程细节 一般城市水源中存在钠、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，98%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0.05-0.25 MΩ?cm，即 电导率的范围为20-4μS/cm。根据应用的情况，去离子水电阻 率的范围一般为 1-18.2 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也必须被除掉。但是反渗透 过程对于这些杂质的清除效果较差。 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。阴离子交换膜只允许阴离子透过，不允许阳离子透过; 而阳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，并使用网状物将每个 EDI 单元隔开，形成浓水室。 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 阳离子分别在电场作用下向正/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中。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，而阳离子交换不允许其通过， 这些离子即被阻隔在浓水中。淡水流中的阳离子 (例如 Na+ 、H+) 以类式的方式被阻隔在浓水中。在浓水中，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 进行连续再生。 EDI 阻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 作树脂主要起导电作用，而抛光树脂在不断交换和被连续再生。 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 除象弱电解质等较难清除的离子的任务。 EDI 给水的预处理是 EDI 实现其最优性能和减少设备故障的 首要的条件。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。 1.4 污染物对除盐效果的影响 对 EDI 影响较大的污染物包括硬度(钙、镁)、有机物、固体 悬浮物、变价金属离子 (铁、锰)、氧化剂(氯，臭氧)和二氧化碳 (CO2)以及细菌。 设计RO/EDI 系统时应在EDI 的预处理过程除掉这些污染物。 给水中这些污染物的浓度限制见 3.2 节。在预处理中降低这些污 染物的浓度可以提高 EDI 性能。其它有关 EDI 设