工作原理 编辑 电去离子(EDI)系统主要是在直流电场的作用下,通过隔板的水中电介质离子发生定向移动,利用交换膜对离子的选择透过作用来对水质进行提纯的一种科学的水处理技术。电渗析器的一对电极之间,通常由阴膜,阳膜和隔板(甲、乙)多组交替排列,构成浓室和淡室(即阳离子可透过阳膜,阴离子可透过阴膜)。淡室水中阳离子向负极迁移透过阳膜,被浓室中的阴膜截留;水中阴离子向正极方向迁移阴膜,被浓室中的阳膜截留,这样通过淡室的水中离子数逐渐减少,成为淡水,而浓室的水中,由于浓室的阴阳离子不断涌进,电介质离子浓度不断升高,而成为浓水,从而达到淡化、提纯、浓缩或精制的目的。[1] 3 系统特点 编辑 自从1986年EDI膜堆技术工业化以来,全世界已安装了数千套EDI系统,尤其在制药、半导体、电力和表面清洗等工业中得到了大力的发展,同时在废水处理、饮料及微生物等领域也得到广泛使用。 EDI设备是应用在反渗透系统之后,取代传统的混床离子交换技术(MB-DI)生产稳定的超纯水。EDI技术与混合离子交换技术相比有如下优点: ①水质稳定 ②容易实现全自动控制 ③不会因再生而停机 ④不需化学再生 EDI系统 EDI系统 ⑤运行费用低 ⑥厂房面积小 ⑦无污水排放 EDI工作原理: EDI模块将离子交换树脂充夹在阴/阳离子交换膜之间形成EDI单元。EDI工作原理如图所示。 EDI模块中将一定数量的EDI单元间用格板隔开,形成浓水室和淡水室。又在单元组两端设置阴/阳电极。在直流电的推动下,通过淡水室水流中的阴阳离子分别穿过阴阳离子交换膜进入到浓水室而在淡水室中去除。而通过浓水室的水将离子带出系统,成为浓水. EDI设备一般以二级反渗透(RO)纯水作为EDI给水。RO纯水电阻率一般是40-2μS/cm(25℃)。EDI纯水电阻率可以高达18 MΩ.cm(25℃),但是根据去离子水用途和系统配置设置,EDI超纯水适用于制备电阻率要求在1-18.2MΩ.cm(25℃)的纯水。 4 应用领域 编辑 1、半导体及电子行业-超纯水 2、生物及制药行业-纯化水 3、发电厂-锅炉补给水 4、表面涂装 5、消费吕及化妆品行业 6、代替各类蒸馏水 7、其它对水的纯度要求高的行业[1] 5 运行影响 编辑 影响EDI系统运行的主要因素 (1)EDI进水电导率的影响。在相同的操作电流下,随着原水电导率的增加EDI对弱电解质的去除率减小,出水的电导率也增加。如果原水电导率低则离子的含量也低,而低浓度离子使得在淡室中树脂和膜的表面上形成的电动势梯度也大,导致水的解离程度增强,极限电流增大,产生的H+和OH-的数量较多,使填充在淡室中的阴、阳离子交换树脂的再生效果良好。 (2)工作电压-电流的影响。工作电流增大,产水水质不断变好。但如果在增至最高点后再增加电流,由于水电离产生的H+和OH-离子量过多,除用于再生树脂外,大量富余离子充当载流离子导电,同时由于大量载流离子移动过程中发生积累和堵塞,甚至发生反扩散,结果使产水水质下降。 (3)浊度、污染指数(SDI)的影响。EDI组件产水通道内填充有离子交换树脂,过高的浊度、污染指数会使通道堵塞,造成系统压差上升,产水量下降。 (4)硬度的影响。如果EDI中进水的残存硬度太高,会导致浓缩水通道的膜表面结垢,浓水流量下降,产水电阻率下降;影响产水水质,严重时会堵塞组件浓水和极水流道,导致组件因内部发热而毁坏。 (5)TOC(总有机碳)的影响。进水中如果有机物含量过高,会造成树脂和选择透过性膜的有机污染,导致系统运行电压上升,产水水质下降。同时也容易在浓缩水通道形成有机胶体,堵塞通道。 (7)进水中CO2的影响。进水中CO2生成的HCO3-是弱电解质,容易穿透离子交换树脂层而造成产水水质下降。 (8)总阴离子含量(TEA)的影响。高的TEA将会降低EDI产水电阻率,或需要提高EDI运行电流,而过高的运行电流会导致系统电流增大,极水余氯浓度增大,对极膜寿命不利。 另外,进水温度、pH值、SiO2以及氧化物亦对EDI系统运行有影响。 系统进水水质指标控制手段 (1)进水电导率的控制。严格控制前处理过程中的电导率,使EDI进水电导率小于40μS/cm,可以保证出水电导率合格以及弱电解质的去除。 (2)工作电压-电流的控制。系统工作时应选择适当的工作电压-电流。同时由于EDI净水设备的电压-电流曲线上存在一个极限电压-电流点的位置,与进水水质、膜及树脂的性能和膜对结构等因素有关[4]。为使一定量的水电离产生足够量H+和OH-离子来再生一定量的离子交换树脂,选定的EDI净水设备的电压-电流工作点必须大于极限电压-电流点。 (3)进水CO2的控制。可在RO前加碱调节pH,最大限度地去除CO2,也可用脱气塔和脱气膜去除CO2。 (4)进水硬度的控制。可结合除CO2,对RO进水进行软化、加碱;进水含盐量高时,可结合除盐增加一级RO或纳滤。 (5)TOC的控制。结合其他指标要求,增加一级RO来满足要求。 (6)浊度、污染指数的控制。浊度、污染指数是RO系统进水控制的主要指标之一,合格的RO出水一般都能满足EDI的进水要求。 (7)Fe的控制。运行中控制EDI进水的Fe低于0.01 mg/L。如果树脂已经发生了“中毒”,可以用酸溶液作复苏处理,效果比较好。[1] (8) EDI系统进水水质要求 综合以上各方面的分析,对于EDI进水的水质要求如表所示,可以保证其出水指标达到电子行业半导体制造需要的高纯水的要求。 EDI应用服务 EDI技术被制药工业、微电子工业、发电工业和实验室所普遍接受。在表面清洗、表面涂装、电解工业和化工工业的应用也日趋广泛。 YR-EDI 进水要求成 分 范 围总可交换阳离子(包括Co2) < 25mg/L(以CaCo3计) PH值 5-9 硬度(CaCo3计) < 0.1 < 0.5 < 0.75 < 1.0 回收率 95% 90% 85% 80% 活性Sio2 < 0.5mg/L 总有机碳(TOC) < 0.5mg/L 游离氧 < 0.5mg/L YR-EDI 技术规格参 数 范 围单个模块流量 7.2-15GPM(1.6-3.4m3/h)正常回收率 80-95% 温度 40-100°F(5to38°C)进口压力 45-100psi(3.1-6.8Bar)输入电压 600VDC(最大)电耗 0.32-0.66KW.h/m3 外形尺寸 12"Wx24"Hx19"D 300mmWx610mmHx(90mmD EDI系统组成 组成部分 1、采用美国进口EDI模块;2、 美国Hanna电阻率、电导率在线监侧仪表一组;3、电源控制系统:主要电器元件为施乃得、欧姆龙及国产优质器件,采用PLC控制,电动球阀、施乃得电器元件; 性能优势 1、可连续,稳定地生产高品质纯水,无需因树脂再生而停机; 2、无污染物排放,既环保又省去了废液处理的投资; 3、设备结构紧凑,占地面积小,节省空间