陰離子交換樹脂廠家：圖文并茂講解EDI系統(tǒng)

　　陰離子交換樹脂廠家：圖文并茂講解EDI系統(tǒng)

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　　EDI(Electrodeionization)又稱連續(xù)電除鹽技術(shù)，它科學地將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)融為一體，通過陽、陰離子膜對陽、陰離子的選擇透過作用以及離子交換樹脂對水中離子的交換作用，在電場的作用下實現(xiàn)水中離子的定向遷移，從而達到水的深度凈化除鹽，并通過水電解產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子對裝填樹脂進行連續(xù)再生，因此EDI制水過程不需酸、堿化學藥品再生即可連續(xù)制取高品質(zhì)超純水，它具有技術(shù)先進、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便的優(yōu)點，可廣泛應用于電力、電子、醫(yī)藥、化工、食品和實驗室領(lǐng)域，是水處理技術(shù)的綠色革命。 出水水質(zhì)具有最佳的穩(wěn)定度。

　　EDI(Electrodeionization)是一種將離子交換技術(shù)、離子交換膜技術(shù)和離子電遷移技術(shù)相結(jié)合的純水制造技術(shù)。它巧妙的將電滲析和離子交換技術(shù)相結(jié)合，利用兩端電極高壓使水中帶電離子移動，并配合離子交換樹脂及選擇性樹脂膜以加速離子移動去除，從而達到水純化的目的。

　　因而，這里的EDI系統(tǒng)是一種純水制造系統(tǒng)。

　　在EDI除鹽過程中，離子在電場作用下通過離子交換膜被清除。同時，水分子在電場作用下產(chǎn)生氫離子和氫氧根離子，這些離子對離子交換樹脂進行連續(xù)再生，以使離子交換樹脂保持最佳狀態(tài)。

　　EDI超純水設備超純水制造歷史進程第一階段：預處理過濾器——>陽床——>陰床——>混合床第二階段：預處理過濾器——>反滲透——>混合床目前階段：預處理過濾器——>反滲透——>EDI(無需酸堿) 　近幾十年以來，混床離子交換技術(shù)(D)一直作為超純水制備的標準工藝。由于其需要周期性的再生且再生過程中消耗大量的化學藥品(酸堿)和工業(yè)純水，并造成一定的環(huán)境問題，因此需要開發(fā)無酸堿超純水系統(tǒng)。 　正因為傳統(tǒng)的離子交換已經(jīng)越來越無法滿足現(xiàn)代工業(yè)和環(huán)保的需求，于是將膜、樹脂和電化學原理相結(jié)合的EDI技術(shù)成為水處理技術(shù)的一場革命。其離子交換樹脂的的再生使用的是電能，而不再需要酸堿，因而更滿足于當今世界的環(huán)保要求。

　　工作原理

　　電去離子(EDI)系統(tǒng)主要是在直流電場的作用下，通過隔板的水中電介質(zhì)離子發(fā)生定向移動，利用交換膜對離子的選擇透過作用來對水質(zhì)進行提純的一種科學的水處理技術(shù)。電滲析器的一對電極之間，通常由陰膜，陽膜和隔板(甲、乙)多組交替排列，構(gòu)成濃室和淡室(即陽離子可透過陽膜,陰離子可透過陰膜)。淡室水中陽離子向負極遷移透過陽膜,被濃室中的陰膜截留;水中陰離子向正極方向遷移陰膜,被濃室中的陽膜截留，這樣通過淡室的水中離子數(shù)逐漸減少，成為淡水，而濃室的水中，由于濃室的陰陽離子不斷涌進，電介質(zhì)離子濃度不斷升高，而成為濃水，從而達到淡化、提純、濃縮或精制的目的。

　　系統(tǒng)特點

　　自從1986年EDI膜堆技術(shù)工業(yè)化以來，全世界已安裝了數(shù)千套EDI系統(tǒng)，猶其在制藥、半導體、電力和表面清洗等工業(yè)中得到了大力的發(fā)展，同時在廢水處理、飲料及微生物等領(lǐng)域也得到廣泛使用。

　　EDI設備是應用在反滲透系統(tǒng)之后，取代傳統(tǒng)的混床離子交換技術(shù)(MB-DI)生產(chǎn)穩(wěn)定的超純水。EDI技術(shù)與混合離子交換技術(shù)相比有如下優(yōu)點:

　　①水質(zhì)穩(wěn)定

　　②容易實現(xiàn)全自動控制

　　③不會因再生而停機

　　④不需化學再生

　　⑤運行費用低

　　⑥廠房面積小

　　⑦無污水排放 EDI工作原理:

　　EDI模塊將離子交換樹脂充夾在陰/陽離子交換膜之間形成EDI單元。EDI工作原理如圖所示。 EDI模塊中將一定數(shù)量的EDI單元間用格板隔開，形成濃水室和淡水室。又在單元組兩端設置陰/陽電極。在直流電的推動下，通過淡水室水流中的陰陽離子分別穿過陰陽離子交換膜進入到濃水室而在淡水室中去除。而通過濃水室的水將離子帶出系統(tǒng)，成為濃水. EDI設備一般以二級反滲透(RO)純水作為EDI給水。RO純水電阻率一般是40-2μS/cm(25℃)。EDI純水電阻率可以高達18 MΩ.cm(25℃)，但是根據(jù)去離子水用途和系統(tǒng)配置設置，EDI超純水適用于制備電阻率要求在1-18.2MΩ.cm(25℃)的純水。

　　系統(tǒng)運行

　　影響運行因素

　　(1)EDI進水電導率的影響。在相同的操作電流下，隨著原水電導率的增加EDI對弱電解質(zhì)的去除率減小，出水的電導率也增加。如果原水電導率低則離子的含量也低，而低濃度離子使得在淡室中樹脂和膜的表面上形成的電動勢梯度也大，導致水的解離程度增強，極限電流增大，產(chǎn)生的H+和OH-的數(shù)量較多，使填充在淡室中的陰、陽離子交換樹脂的再生效果良好。

　　(2)工作電壓-電流的影響。工作電流增大，產(chǎn)水水質(zhì)不斷變好。但如果在增至最高點后再增加電流，由于水電離產(chǎn)生的H+和OH-離子量過多，除用于再生樹脂外，大量富余離子充當載流離子導電，同時由于大量載流離子移動過程中發(fā)生積累和堵塞，甚至發(fā)生反擴散，結(jié)果使產(chǎn)水水質(zhì)下降。

　　(3)濁度、污染指數(shù)(SDI)的影響。EDI組件產(chǎn)水通道內(nèi)填充有離子交換樹脂，過高的濁度、污染指數(shù)會使通道堵塞，造成系統(tǒng)壓差上升，產(chǎn)水量下降。

　　(4)硬度的影響。如果EDI中進水的殘存硬度太高，會導致濃縮水通道的膜表面結(jié)垢，濃水流量下降，產(chǎn)水電阻率下降;影響產(chǎn)水水質(zhì)，嚴重時會堵塞組件濃水和極水流道，導致組件因內(nèi)部發(fā)熱而毀壞。

　　(5)TOC(總有機碳)的影響。進水中如果有機物含量過高，會造成樹脂和選擇透過性膜的有機污染，導致系統(tǒng)運行電壓上升，產(chǎn)水水質(zhì)下降。同時也容易在濃縮水通道形成有機膠體，堵塞通道。

　　(6)進水中CO2的影響。進水中CO2生成的HCO3-是弱電解質(zhì)，容易穿透離子交換樹脂層而造成產(chǎn)水水質(zhì)下降。

　　(7)總陰離子含量(TEA)的影響。高的TEA將會降低EDI產(chǎn)水電阻率，或需要提高EDI運行電流，而過高的運行電流會導致系統(tǒng)電流增大，極水余氯濃度增大，對極膜壽命不利。

　　另外，進水溫度、pH值、SiO2以及氧化物亦對EDI系統(tǒng)運行有影響。

　　進水水質(zhì)控制

　　(1)進水電導率的控制。嚴格控制前處理過程中的電導率，使EDI進水電導率小于40μS/cm，可以保證出水電導率合格以及弱電解質(zhì)的去除。

　　(2)工作電壓-電流的控制。系統(tǒng)工作時應選擇適當?shù)墓ぷ麟妷?電流。同時由于EDI凈水設備的電壓-電流曲線上存在一個極限電壓-電流點的位置，與進水水質(zhì)、膜及樹脂的性能和膜對結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)[4]。為使一定量的水電離產(chǎn)生足夠量H+和OH-離子來再生一定量的離子交換樹脂，選定的EDI凈水設備的電壓-電流工作點必須大于極限電壓-電流點。

　　(3)進水CO2的控制。可在RO前加堿調(diào)節(jié)pH，最大限度地去除CO2，也可用脫氣塔和脫氣膜去除CO2。

　　(4)進水硬度的控制。可結(jié)合除CO2，對RO進水進行軟化、加堿;進水含鹽量高時，可結(jié)合除鹽增加一級RO或納濾。

　　(5)TOC的控制。結(jié)合其他指標要求，增加一級RO來滿足要求。

　　(6)濁度、污染指數(shù)的控制。濁度、污染指數(shù)是RO系統(tǒng)進水控制的主要指標之一，合格的RO出水一般都能滿足EDI的進水要求。

　　(7)Fe的控制。運行中控制EDI進水的Fe低于0.01

　　mg/L。如果樹脂已經(jīng)發(fā)生了“中毒”，可以用酸溶液作復蘇處理，效果比較好。[1]

　　(8) EDI系統(tǒng)進水水質(zhì)要求

　　綜合以上各方面的分析，對于EDI進水的水質(zhì)要求如表所示，可以保證其出水指標達到電子行業(yè)半導體制造需要的高純水的要求。

　　應用服務

　　EDI技術(shù)被制藥工業(yè)、微電子工業(yè)、發(fā)電工業(yè)和實驗室所普遍接受。在表面清洗、表面涂裝、電解工業(yè)和化工工業(yè)的應用也日趨廣泛。 YR-EDI 進水要求成 分 范 圍總可交換陽離子(包括Co2) < 25mg/L(以CaCo3計) PH值 5-9 硬度(CaCo3計) < 0.1 < 0.5 < 0.75 < 1.0 回收率 95% 90% 85% 80% 活性Sio2 < 0.5mg/L 總有機碳(TOC) < 0.5mg/L 游離氧 < 0.5mg/L YR-EDI 技術(shù)規(guī)格參 數(shù) 范 圍單個模塊流量 7.2-15GPM(1.6-3.4m3/h)正常回收率 80-95% 溫度 40-100°F(5to38°C)進口壓力 45-100psi(3.1-6.8Bar)輸入電壓 600VDC(最大)電耗 0.32-0.66KW.h/m3 外形尺寸 12"Wx24"Hx19"D 300mmWx610mmHx(90mmD

　　應用領(lǐng)域

　　1、半導體及電子行業(yè)-超純水

　　2、生物及制藥行業(yè)-純化水

　　3、發(fā)電廠-鍋爐補給水

　　4、表面涂裝

　　5、消費品及化妝品行業(yè)

　　6、代替各類蒸餾水

　　7、其它對水的純度要求高的行業(yè)

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