EDI(Electro deionization)處理
經(jīng)過二級(jí)反滲透的水被儲(chǔ)存在中間水箱,其99%以上的離子已經(jīng)被除去,但要想進(jìn)一步提高水質(zhì),制造出超純水,除去溶解在水中的微量元素和CO2等還必須經(jīng)過電滲析,即E DI處理,其原理如下,EDI即連續(xù)電除鹽,是利用混合離子交換樹脂吸附給水中的陰陽離子,同時(shí)這些被吸附的離子又在直流電壓的作用下,分別透過陰陽離子交換膜而被去除的過程。這一過程中離子交換樹脂是被電連續(xù)再生的,因此不需要使用酸和堿再生。這一技術(shù)可以替代傳統(tǒng)的離子交換裝置,生產(chǎn)出電阻率高達(dá)18MΩ.CM的超純水。該工藝技術(shù)被稱為是水處理工業(yè)的革命。與傳統(tǒng)的離子交換相比,EDI具有以下優(yōu)點(diǎn):EDI無需化學(xué)再生;EDI再生時(shí)不需要停機(jī);提供穩(wěn)定的水質(zhì);能耗低;操作方便,勞動(dòng)強(qiáng)度??;運(yùn)行費(fèi)用低。
EDI的給水處理
給水預(yù)處理對(duì)于EDI及其重要,組件的壽命、性能及維修量都取決于給水中的雜質(zhì)含量,如果給EDI提供較好的預(yù)處理水,組件的清洗率將會(huì)降低。EDI濃水一部分循環(huán)(當(dāng)給水硬度低、電導(dǎo)率時(shí),可以不循環(huán)),另外一部分可以返回到反滲透給水中,也可以回收作為他用或直接排至下水道。
EDI的組件結(jié)構(gòu)
1.淡水室:將離子交換樹脂填充在陰、陽離子交換膜之間形成淡水單元。
2.濃水室:用網(wǎng)狀物將每個(gè)EDI單元隔開,形成濃水室。
3.極水室。
4.絕緣板和壓緊板。
5.電源及水路連接。
可以將EDI并聯(lián)運(yùn)行,可取得更大流量。
EDI過程
一般城市水源中存在鈉、鈣、鎂、氯化物、硝酸鹽、碳酸氫鹽等溶解物。這些化合物由帶負(fù)電荷的陰離子和帶正電荷的陽離子組成。通過反滲透預(yù)處理,99%以上的離子可以被除去。另外,原水中也可能包括其他微量元素、溶解的氣體(例如CO2)和一些弱電解質(zhì)(例如硼,二氧化硅)這些雜質(zhì)在工業(yè)除鹽水中必須被除掉。但是反滲透過程對(duì)于這些雜質(zhì)的清除效果較差。
離子交換膜和離子交換樹脂的工作原理相近,可以使特定的離子遷移。陰離子交換膜只允許陰離子通過,不允許陽離子通過;而陽離子交換膜正好相反。在一對(duì)陰陽離子交換膜之間充填混合離子交換樹脂就形成一個(gè)EDI單元。陰陽離子交換膜之間由混合離子交換樹脂占據(jù)的空間被稱為淡水室。將一定數(shù)量的EDI單元羅列在一起,使陰離子交換膜和陽離子交換膜交替排列,并使用網(wǎng)狀物將每個(gè)EDI單元隔開形成濃水室。在給定的直流電壓的推動(dòng)下,在淡水室中,離子交換樹脂中的陰陽離子分別在電場作用下向正負(fù)極遷移,并透過陰陽離子交換樹脂進(jìn)入濃水室,同時(shí),給水中的離子被離子交換樹脂吸附而占據(jù)由離子電遷移而流下的空位。事實(shí)上離子的遷移和吸附是同時(shí)并連續(xù)發(fā)生的。通過這樣的過程,給水中的離子穿過離子交換膜進(jìn)入到濃水室被去除而成為除鹽水。
帶負(fù)電荷的陰離子(例如0H—、Cl—)被正極(+)吸引而通過陰離子交換膜,進(jìn)入到臨近的濃水室中。此后這些離子在繼續(xù)向正極遷移中遇到臨近的陽離子交換膜,而陽離子交換膜不允許其通過,這些離子即被EDI組件電流量和離子遷移量成正比。電流量由兩部分組成,一部分源于被除去離子的遷移,另一部分源于水本身電離產(chǎn)生的H+和0H-,這些就地產(chǎn)生的H+和0H-對(duì)離子交換樹脂進(jìn)行連續(xù)再生。
EDI組件中的離子交換樹脂可以分為兩部分,一部分稱作工作樹脂,另一部分稱作拋光樹脂,二者的界限稱為工作前沿。工作樹脂主要起導(dǎo)電作用,而拋光樹脂在不斷交換和被連續(xù)再生。工作樹脂承擔(dān)著除去大部分離子的任務(wù),而拋光樹脂則承擔(dān)著去除象弱電解質(zhì)等較難清除的離子的任務(wù)。
EDI的電源
所使用的直流電源應(yīng)在運(yùn)行電壓范圍內(nèi)空調(diào),并可以提供再生需要的電壓。直流電源的功率應(yīng)滿足EDI電流(6A)的要求。直流電源的紋波率不能超過30%。過高的紋波率會(huì)使EDI組件在瞬間承受高于表觀有效電流/電壓,造成對(duì)組件的破壞。當(dāng)多個(gè)EDI組件共用一個(gè)直流電源時(shí),每個(gè)EDI電壓/電流應(yīng)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立可調(diào)。配有電壓表和電流表。同時(shí),應(yīng)當(dāng)配備限流裝置。為保護(hù)EDI組件,當(dāng)流經(jīng)EDI組件的水流量低于某一點(diǎn)時(shí),應(yīng)關(guān)閉電源。
EDI所用儀表
1.壓力表:測定EDI純水、濃水、極水給水壓力和出水壓力。
2.流量計(jì):測量純水出水、濃水入水、極水入水及濃水補(bǔ)水的流量。
3.電導(dǎo)率儀:測量EDI給水和濃水入水電導(dǎo)率。
4.電阻率儀:測量EDI純水電阻率。
5.流量開關(guān):如果流入EDI組件的純水、濃水、極水流量過低,流量開關(guān)會(huì)促使系統(tǒng)關(guān)閉。
阻隔在濃水中,在濃水中,透過陰陽膜的離子維持電中性。