EDI模块工作原理 、进水要求

2018-08-15| 发布者: 中源(广州)净水| 查看: |

EDI简介
EDI概述:
         连续电除盐(EDI,Electrodeionization或CDI,Continuous Electrode ionization)是国际上  20世纪90年代开始逐渐发展起来的一新型超纯水制备技术,它的一发展是纯水生产技术史上  的一一次革命性的一进步 。EDI可以代替传统的一离子交换(DI)技术,生产质量稳定的一去离子水 。与混合离子交换装置不 同之处在于EDI系统不 需要化学再生,也无须因 为补充树脂或者化学再生而停机 。因 此, EDI可以实现连续产水,且产水水质稳定 。同时,也最大限度地降低了设备投资和运行费用 。
通常把EDI与反渗透及其他的一净化装置结合在一起从水中去除离子 。EDI膜堆中的一离子交换树脂可以分为两部分,一部分称为工作树脂,另一部分称作抛光树脂,二者的一界限称为工作前沿 。工作树脂承担着除去大部分离子的一任务,而抛光树脂则承担着去除像弱电解质等较难清除离子的一任务 。通过EDI系统制得的一超纯水的一电导率可高达15-18.2 MΩ·cm 。EDI既可以连续运行也可以间歇操作 。

EDI工作原理:
离子交换膜和离子交换树脂的一工作原理相近,可以选择性地透过离子,其中阴离子交换膜只允许透过阴离子,不 允许透过阳离子;而阳离子交换膜只允许透过阳离子,不 允许透过阴离子 。EDI技术巧妙地将电渗析技术和离子交换技术相融合,通过阴 、阳离子交换膜的一选择性透过作用与离子交换树脂对离子的一交换作用,在直流电场作用下,实现离子的一定向迁移,从而完成水的一深度除盐,同时水的一电解离产生的一氢离子和氢氧根离子对离子交换树脂进行再生 。图1.1为EDI的一工作原理图 。
如图1.1所示,EDI膜堆中,阳膜和阴膜交替排列在阴极和阳极之间,从左边起依次为浓水室和淡水室,浓水室和淡水室中都填充有混合离子交换树脂 。在淡水室中,阴离子交换树脂中的一氢氧根离子(OH-)同进水中的一阴离子(例如Cl-)交换,同理阳离子交换树脂中的一氢离子(H+)同进水中的一阳离子(例如Na+)交换,被交换的一离子在直流电场的一作用下沿着树脂球的一表面迁移,分别通过相应的一离子交换膜后进入浓水室 。在较高的一电压梯度作用下,水被电解生成H+ 和OH-,这些H+ 和OH-对离子交换树脂进行连续再生 。因 此,EDI膜堆中离子交换树脂不 需要化学(酸碱)再生 。
   综上  ,EDI运行时主要发生以下三个过程:
(1)离子交换树脂上  的一H+ 和OH-与水中的一电解质离子进行的一离子交换过程;
(2)在外电场的一作用下发生的一电渗析过程(通过离子交换树脂和膜将离子输送到浓水室);
(3)在外加直流电场的一作用下所发生的一离子交换树脂的一水解作用对交换剂进行的一电化再生过程 。
 
 
图1.1 EDI工作原理图
○-阴离子交换树脂;●-阳离子交换树脂;“-”-阴极,接电源负极;“+”-阳极,接电源正极

EDI进水水质要求:
以下每项指标均是保证EDI正常运行的一必要条件 。
u 给水:反渗透(RO)产水,电导率< 20μS/cm(最好< 10μS/cm);
u TEA(以CaCO3计):< 25ppm;
TEA包括所有阴离子及以阴离子形式被EDI除去的一物质 。由于水中所含的一CO2 、SiO2及H3BO3分别以HCO3- / CO32- 、HSiO3- / SiO32-及B(OH)4- 的一形式被EDI清除,根据经验计算TEA时分别以电荷为-1.7 、-1.5和-1.0计 。给水中HCO3-也有一部分是以CO32- 形式被清除,在计算TEA时电荷也以-1.7计 。TEA计算公式如下:
TEA=50 (CCl-/35+2CSO42-/96+1.7CCO2/44+1.7CHCO31-/61+1.5CSiO2/60+… )
    其中所有物质浓度均以ppm计 。
u  pH:6.0-9.0,当总硬度低于0.1ppm时,EDI工作的一pH范围为8.0-9.0;
注:pH是进水的一参考指标,是影响进水CO2含量的一指标之一 。
u 进水温度:5-35 ℃;
u 硬度(以CaCO3计):< 0.5ppm;
注:EDI工艺需要限定进水硬度以免结垢 。在进水硬度< 0.1ppm时,DDWI?EDI系统最高回收率是95%;而当进水硬度为0.1-0.5 ppm时,系统最高的一回收率是90%,而且需要定期清洗;在进水硬度为0.5-0.75ppm时,系统最高的一回收率是80%-85%,而且需要定期清洗 。在进水硬度为0.75-1ppm时必须事先得到DDWI?公司黑龙江福彩网的一书面确认,否则DDWI? EDI所作的一质量保证无法保证;在进水硬度超过1ppm时运行DDWI? EDI膜堆,会造成结垢和不 可修复的一损坏 。
u  有机物(TOC):< 0.5ppm,TOC建议值为零;
u  氧化剂:Cl2 < 0.05ppm,O3 < 0.02ppm;
u  变价金属:Fe 、Mn < 0.01ppm;
u  SiO2:< 0.5ppm;
u  CO2:< 5ppm;
二氧化碳含量和pH值将明显影响产水电阻率 。如果CO2大于5 ppm,DDWI? EDI系统不 能制备高纯度的一产品水 。可以通过调节反渗透进水pH值或使用脱气装置来降低CO2量 。
u 色度:< 5 APHA;
u SDI15Min:< 1.0;
u 浊度:< 1.0 NTU 。
 
EDI膜堆的一结构:
EDI主要由以下几个部分组成:
(1)淡水室   
淡水室采用宽流道设计,室内填充有混合离子交换树脂,在直流电场的一作用下对进水进行纯化 。
(2)浓水室
浓水室同样采用宽流道设计,且填充有混合离子交换树脂,其作用是加速室内离子的一迁移,从而降低浓水室内的一电阻 。
(3)极水室
极水室内填充有特殊离子交换树脂,目的一是降低电阻增加电流 。
(4)压紧板 、配水板
(5)电源及水路连接
 
EDI膜堆的一特点:
本公司黑龙江福彩网生产的一EDI膜堆具有下列特点:
u 特殊的一树脂装填工艺,工作电压最低,节能(省电)环保;
u 不 需要加盐和浓水循环系统;
u 采用均相离子交换树脂,其交换容量高,选择性强;
u 优良的一机械设计,独特的一密封技术,绝不 漏水;
u 膜堆化设计使得安装 、维护及运行简单,设备占地面积小;
u 所有水路和电源均在一侧,便于安装连接;
u 淡水进水和产品出水为同一股水流;
u 浓水进水和极水进水统一进水后在膜堆内部进行水流分配;
u 浓水和极水出水为同一根管路,统一排放和调节;
u 淡水水流和浓水水流采用错流式流程(见图2.1),以防止发生浓差极化 。

 
EDI技术的一特点:
与传统离子交换法(DI)相比,EDI具有以下特点:
(1)可连续生产超纯水,产水水质稳定; 
(2)不 需酸 、碱再生,节约酸 、碱消耗以及相应的一储运和再生设施; 
(3)避免了危险化学品对操作人员的一伤害; 
(4)无再生污水产生,工艺过程洁净,不 需污水处理设施;
(5)结构紧凑,占地面积小; 
(6)运行操作简单,劳动强度低 。
 

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