ELKPURE EDI技術介紹
2020年06月15日
1.1 EDI概述
連續電除鹽(EDI,Electrodeionization或CDI,Continuous Electrode ionization)是國際上20世紀90年代開始逐漸發展起來的新型超純水制備技術,它的發展是純水生產技術史上的一次革命性的進步。EDI可以代替傳統的離子交換(DI)技術,生產質量穩定的去離子水。與混合離子交換裝置不同之處在于EDI系統不需要化學再生,也無須因為補充樹脂或者化學再生而停機。因此, EDI可以實現連續產水,且產水水質穩定。同時,也最大限度地降低了設備投資和運行費用。
通常把EDI與反滲透及其他的凈化裝置結合在一起從水中去除離子。EDI膜塊中的離子交換樹脂可以分為兩部分,一部分稱為工作樹脂,另一部分稱作拋光樹脂,二者的界限稱為工作前沿。工作樹脂承擔著除去大部分離子的任務,而拋光樹脂則承擔著去除像弱電解質等較難清除離子的任務。通過EDI系統制得的超純水的電導率可高達16 MΩ·cm以上。EDI既可以連續運行也可以間歇操作。
ELKPURE公司擁有二十年生產EDI的技術積累,擁有EDI膜塊專利十多項,按行業標準HY/120-2008、HG/H3982-2007,新推出無需濃水循環、無需加鹽的全填充式EDI膜塊新產品,其技術性能達到國外同類產品,能耗低于國外產品。公司同時針對廢水為水源,開發了抗污染型EDI,具有耐污染、耐溫、耐大電流,使用壽命長的特點。
1.2 EDI工作原理
離子交換膜和離子交換樹脂的工作原理相近,可以選擇性地透過離子,其中陰離子交換膜只允許透過陰離子,不允許透過陽離子;而陽離子交換膜只允許透過陽離子,不允許透過陰離子。EDI技術巧妙地將電滲析技術和離子交換技術相融合,通過陰、陽離子交換膜的選擇性透過作用與離子交換樹脂對離子的交換作用,在直流電場作用下,實現離子的定向遷移,從而完成水的深度除鹽,同時水的電解離產生的氫離子和氫氧根離子對離子交換樹脂進行再生。圖1.1為EDI的工作原理圖。
如圖1.1所示,EDI膜塊中,陽膜和陰膜交替排列在陰極和陽極之間,從左邊起依次為濃水室和淡水室,濃水室和淡水室中都填充有混合離子交換樹脂。在淡水室中,陰離子交換樹脂中的氫氧根離子(OH-)同進水中的陰離子(例如Cl-)交換,同理陽離子交換樹脂中的氫離子(H+)同進水中的陽離子(例如Na+)交換,被交換的離子在直流電場的作用下沿著樹脂球的表面遷移,分別通過相應的離子交換膜后進入濃水室。在較高的電壓梯度作用下,水被電解生成H+ 和OH-,這些H+ 和OH-對離子交換樹脂進行連續再生。因此,EDI膜塊中離子交換樹脂不需要化學(酸堿)再生。
綜上,EDI運行時主要發生以下三個過程:
(1)離子交換樹脂上的H+ 和OH-與水中的電解質離子進行的離子交換過程;
(2)在外電場的作用下發生的電滲析過程(通過離子交換樹脂和膜將離子輸送到濃水室);
(3)在外加直流電場的作用下所發生的離子交換樹脂的水解作用對交換劑進行的電化再生過程。
圖1.1 EDI工作原理圖
●離子交換樹脂;“-”-陰極,接電源負極;“+”-陽極,接電源正極。
1.3 EDI技術的特點
與傳統離子交換法(DI)相比,EDI具有以下特點:
1、獨創專利技術加長了純水樹脂室的流道長度,保證產品水長期穩定電阻率16MΩ·cm以上;
2、無濃水循環,不需加鹽,可連續運行,安裝和使用十分簡單;
3、不需酸堿再生,通過直流電就可以連續制取高品質超純水,無廢水排放;
4、增大了流道的寬度,雙級反滲透產水作為水源,1年內不需要清洗EDI,真正達到少維護;
5、采用專利的高強度樹脂和陰陽膜片,抗污染能力強;
6、特殊的密封工藝和優良的膜性能,延長了使用壽命;
7、與同類產品比,所需電耗更小,水質更穩定;
8、產品規格齊全,流量從500L-7000L/H,可用于不同流量的場合。
1.4 EDI的應用領域
通過EDI制得的超純水常用于微電子工業、半導體工業、發電工業、制藥行業、鋼鐵化工、石化行業等純水應用領域。