電去離子(EDI)凈水技術(shù)應(yīng)用

1、電去離子（EDI）凈水技術(shù)的應(yīng)用電去離子（EDI）凈水技術(shù)是一種將離子交換與電滲析膜技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來，只用電來除去水中離子的除鹽凈水方法。這種技術(shù)的應(yīng)用最早在1955年，當(dāng)時用于放射性廢水處理，直到1990年美國IONPURE公司推出改進(jìn)后的產(chǎn)品，才開始廣泛應(yīng)用于工業(yè)水處理領(lǐng)域。目前，此種技術(shù)已在電子、發(fā)電、醫(yī)藥、化工等行業(yè)的純水制備。在美國和歐洲已有近千套設(shè)備投入正常運(yùn)行，中國也引進(jìn)了近五十套，并在各個行業(yè)領(lǐng)域中投入使用。一、 EDI工作原理典型的EDI膜堆是由夾在兩個電極之間的一定對數(shù)的單元組成（見附圖），每個單元內(nèi)有兩類不同的室：待除鹽的淡水室（D室）和收集所除去的雜質(zhì)離子的淡水室（C室

2、）。D室中用混合均勻的陽、陰離子交換樹脂填滿，這些樹指位于兩個膜之間：只允許陽離子通過的陽離子交換膜；只允許陰離子通過的陰離子交換膜。.樹脂床利用加在室兩端的直流電場進(jìn)行連續(xù)地再生，電壓使水中的水分子分解成H+及OH-，水中這些離子受相應(yīng)電極的吸引，穿過交換膜進(jìn)入濃室后，H+及OH-結(jié)合成水。這種H+及OH-的產(chǎn)生及遷移正是樹脂得以實(shí)現(xiàn)連續(xù)再生的機(jī)理。當(dāng)進(jìn)水中的鈉離子及氯離子等雜質(zhì)離子吸附到相應(yīng)的離子交換樹脂上時，這些雜質(zhì)離子就會象普通混床一樣進(jìn)行離子交換，并相應(yīng)的置換出H+及OH-。一旦在離子交換劑內(nèi)的雜質(zhì)離子也加入到H+及OH-向交換膜方向的遷移，這些離子將連續(xù)地穿過樹脂和離子交換膜進(jìn)入濃

3、水室。這些雜質(zhì)離子由于相鄰隔室交換膜的阻擋作用而不能向?qū)?yīng)電極進(jìn)一步遷移。這樣，雜質(zhì)離子可以集中在濃水室排出膜堆。在典型的EDI系統(tǒng)中，進(jìn)水的90%95%直接通過D室，5%10%的進(jìn)水被分配進(jìn)C室。濃水用泵打循環(huán)并使其在膜堆中達(dá)到較高的流速，這樣可以提高除鹽效率、促進(jìn)水流的混合、降低可能的結(jié)垢等作用。三、EDI的技術(shù)特點(diǎn)目前，我公司引進(jìn)的是美國GE公司的E-Cell MK-2TM膜塊，單個膜塊的制水量為3.4m3/hr。這種裝置可以被設(shè)計(jì)成框架組裝式（類似與于反滲透裝置），幾個膜堆在框架上并聯(lián)組裝最大可達(dá)450m3/h的容量。EDI凈水裝置通常安裝在原水預(yù)處理和反滲透處理后，對其進(jìn)水的要求如下

4、：序號項(xiàng)目單位限值1TEA（總可交換陰離子，包括CO2）Ppm<252電導(dǎo)率Us/cm<653PH594硬度Ppm<0.55活性SiO2Ppm<0.56TOC Ppm<0.57游離氯Ppm<0.058Fe，Mn，H2SPpm<0.019SDI 15min<1.010油脂測不出11濁度NTU<1.011氧化物測不出12色度APHA<5.02E-Cell MK-2TM設(shè)計(jì)參數(shù)產(chǎn)水流量（每個MK-2膜塊）1.73.41m3/h進(jìn)水溫度 4.0380C進(jìn)水壓力 3.16.8Bar進(jìn)水與產(chǎn)水壓差P 1.42.4 Bar回收率8095%（與進(jìn)水水

5、質(zhì)有關(guān)）電壓、電流（每個MK-2膜塊）600V, 1.54.5A離子交換膜制造商Asahi Glass Corporation（AGC）離子交換樹脂制造商Mitsubishi Chemical陽極材料IrOx/TiO2 on Ti陰極材料Stainless Steel外形尺寸300mmWx610mmHx490mmD3產(chǎn)水質(zhì)量導(dǎo)電度16M四、E-CellTM系統(tǒng)裝置主要配置設(shè)備1E-CellTM膜塊目前常用的E-CellTM膜塊有三種，用戶可以根據(jù)需要選擇。MK-2模塊-產(chǎn)水量1.73.4m3/h，用于電子、電力等行業(yè)。MK-2mini模塊-產(chǎn)水量0.571.14m3/h，用于小型系統(tǒng)。MK-2

6、Pharm模塊-產(chǎn)水量1.64.09m3/h，用于醫(yī)藥領(lǐng)域。2整流器對于MK-2模塊，整流器需要向模塊提供DC600VC的直流電，要求每個模塊的最大電流為 4.5A；所有模塊采用并聯(lián)連接，整流器應(yīng)能提供的最大電流為N*4.5A。3濃水循環(huán)泵該泵要求能耐鹽腐蝕，流量為N*1.23 m3/h，揚(yáng)程4050米。 4控制柜（連同PLC）5儀表a）4個流量表（帶低流量報(bào)警）：產(chǎn)水、濃水循環(huán)、濃水排放、極水排放；b）5個壓力表：淡水進(jìn)出口壓力、濃水進(jìn)出壓力和循環(huán)泵出口壓力；C）產(chǎn)水電導(dǎo)率和濃水電導(dǎo)率表6、相應(yīng)的管道閥門 五、進(jìn)水質(zhì)量對EDI系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響E-CellTMMK-2模塊的進(jìn)水必須是反滲透產(chǎn)水或

7、水質(zhì)相當(dāng)于反滲透產(chǎn)水的水源。EDI系統(tǒng)要嚴(yán)格控制進(jìn)水硬度，以防止模塊結(jié)垢。進(jìn)水硬度CaCO3須控制在1PPm以下,否則系統(tǒng)必須加設(shè)軟化裝置，降低硬度。為減少軟化器的再生次數(shù)，建議在反滲透出水處進(jìn)行處理。當(dāng)進(jìn)水硬度<0.1PPm時回收率可達(dá)95%，當(dāng)進(jìn)水硬度>0.1PPm時回收率最高90%，此時可能無法產(chǎn)生足夠的濃水電導(dǎo)率來維持通過膜塊的電流，難以提高產(chǎn)水水質(zhì)。系統(tǒng)必須進(jìn)行加鹽處理，添加飽和NaCl溶液，提高濃水電導(dǎo)率，每天的添加量約為100L。六、排水排氣 EDI系統(tǒng)排水管路的設(shè)計(jì)至少要考慮到系統(tǒng)最大流量的需要，同時考慮系統(tǒng)處于備用狀態(tài)時不會繼續(xù)排水以至于模塊內(nèi)膜與樹脂干燥損壞。極水因?yàn)閹в猩倭侩姌O反應(yīng)生成的氧氣、氫氣和氯氣，在排放時需要放氣，確保通風(fēng)良好以使氫氣含量低于4%。七、EDI的優(yōu)點(diǎn)EDI在傳統(tǒng)水處理系統(tǒng)中可替代現(xiàn)有的混床系統(tǒng)，它能夠連續(xù)穩(wěn)定地制出高純度的水，它具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)：1 系統(tǒng)不用化學(xué)藥劑進(jìn)行再生，無酸堿廢液排放，不污染水體，符合社會越來越高的環(huán)保要求。具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。2 EDI凈水水裝置是膜塊式結(jié)構(gòu)，拆裝方便，占地空間小。同時，因不需要化學(xué)再生藥劑貯存罐及相應(yīng)中和池，使系統(tǒng)簡化，投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用低。3 EDI排出的濃水中僅含有進(jìn)