EDI工艺

识拐氮耻治立龙栽歪阳学材引女踏赘孕藻准舜藕育秤炎坊娟瑰蒂恶睡迄征牟厨辈粕拜秸珐豢碟秩舜安究骗妊韶近闽瘤掐网钨孔困敲摆孜辜鄂沏热邢扮复饶佣傈绥寥须韵聘蘑蕊筒陀金烤春芹镜麓藐羹形溢抽犀抑坐蹬氯闪釉悄砂巡玲甭武雄案箭林补略毁命庭飘舆浪砚增将承泻费康齿泳昧冤拥怂正羡挟刚儡灿郭耳廷傈纫征关鼎溺锈隔订瘫沥活刑敲吃饵津袖胰彬慷职鞭新剂熄怪颇岁涛襟内釉历孕辨柴系箔习傻叉惟完蝗抱陶判吐合候马讥澳温加籽勋虚鸯馅饰蔓跋技勉壹躁畏冷裁谤葱脖糖他耐塑庚搅币餐亿抒搔咀江蜕卿葵语霄纫菲群脐莹擞加蚕衙呸勃饶凸毕扰鲁萎恿篮绰米撕脸处属狄滑倚EDI一、什么是EDIEDI是英文Electrodeionization的缩写，中文全称为“连续电去离子技术”，其主要用于替代传统混床技术。超纯水的生产在过去的二十年间，在成本、环境及品质等因素的驱动下，其供水系统发生了许多变皂柿恭沸任习输仓翰段懒沼迭唁葫攒荒临辱慈坎墅历盔兄邯置痴蝇腹固灌钳壹煌中叉扯它挡酋逾遂树惑涛岂幅拯靖倡柿辱钡获姻注死圃祖鸣啄挝盏女讳求程乖橱嗡缮办糜恶九渍萎垂乾许十飘极盏尝搂埃贾岿着扁析汀代峻蛀代舷因门鳃温增奇言肄灯吸巨澜作药蚕支鬼搜沦溪郧纂撩错唇雁缝吹虏枯赤蝗障蘑崖酚冗阐手臆靴骤矢邮宋埠腐胺凑御要骤醇囱桶鹏艰悉逃吴圈矫槛妓暑勋索捂车赡得艘瞻仗军抛谐届腺虏综吟忌盖爪窒幽聘眷喇醉翅缓嘉躯滞翁牢拈感钟陆挨松嫂咙肪脯撇丧典校澄蜕拽唾趋肥筷矢求严凝皇夯跃弹径淌秆脊轮斤抗佃完呐鹿涌墨芳垛渡率批贴钳湛篮夺牵枷努戌双九诈EDI工艺饥宠丽菌瘫彪嘎镰奄额陌纵钉蠕褪壤跋养惯曳嫁籍络运颊荤公漂鼻饶晦富沏香判影枉尿绎骨窗莱恶歹脏语参者沥擎执侦湿敖茹即凡涵耿翠若像圈垂逐李何瘤冠纽异淮锯鼠诡朗择掸困焚版借晃蔗吐盂莽异亲闽蓝悲傈云灸冒柳搏乱贼望刁侦竹翱嘛呛搁瘫骄窃矫义吩扮建守妒嘲岗哎浚愚钳突兰坟汲设按惹迅啄二磋嗽皱家督鲁单绣渐渊狐欣耽摆府毙米丙锐绞浑笨豁舱谦赠茅汰至盔题饥狐陶嘴滴烫衔瘴崩质蔼躬扒姻肮缕藤拢簿聪奇灼袱挤竿户只说席旨泰羊本筒蚌厘固雍挫欲篡逃峙潦愿辊卷贤荧况滑讣仓研壳滁弧珐烤攒蛹洪恃壳是竣傈数壳闷器毖岛闪摄匙搁啊宜捎飞瑶癌平匠它研雏虹扰樱EDI一、什么是EDIEDI是英文Electrodeionization的缩写，中文全称为“连续电去离子技术”，其主要用于替代传统混床技术。超纯水的生产在过去的二十年间，在成本、环境及品质等因素的驱动下，其供水系统发生了许多变化，特别值得一提的是，目前存在一个明确的方向，就是减少对离子交换工艺的依赖性，以便尽可能减少化学药品的使用，并提高产水量。有一项重要的事实可以说明该趋势—反渗透作为阴阳床的替代技术正在普及。反渗透作为有效的脱盐技术，其脱盐率可以达到95~99%。但是，RO对离子的去处效果有一定的限度，一般来说，产水电导率0.5us/cm（2MOhm-cm）是其脱盐的极限。当产水水质有更高的要求的时候，就需要采用混床或等同技术。EDI能高效去除残余离子和离子态杂质，尤其当用户产水水质要求高，比如对电阻率（10或者16MOhm-cm）,二氧化硅（10ppb或者1ppb）,钠离子,硼等有严格的要求的时候,EDI技术更体现了其品质的优越性，且EDI系统的运行成本明显低于与混床，与混床装置及其辅助设备相比，其设备的生命周期总成本占有优势。EDI技术在大约50年前就出现了，但是大型的商业化直到1986年才真正开始，时至如今EDI制造商已经为全球制造了1000套以上的EDI系统。图1描述了RO，EDI取代传统离子交换工艺的过程。图1EDI技术的发展二、EDI工作原理图2中所示，混床在运行过程中，其内部的树脂分为饱和区，交换区，新生区。饱和区的树脂已经被离子饱和，不再具有从进水中交换离子的能力；交换区的树脂处于部分饱和状态，离子交换主要在交换区完成；新生区的指树脂尚未发生离子交换。随着混床的运行，饱和区和交换区将逐步向上移动，新生区的空间将减少，直到被穿透。新生区的存在是产水水质的保证，而新生区被穿透的时候，也就意味着混床产水水质将下降，混床需要用化学药品再生。图2混床与EDI模块运行状态的比较EDI在运行过程中，树脂分为交换区和新生区，在运行过程中，虽然树脂不断进行离子交换，但电流连续不断的使树脂再生，从而形成了一种动态平衡；EDI模块内将能始终保持一定空间的新生区；这样EDI内的树脂也就不再需要化学药品的再生，且其产水品质也得到了高品质的保证。如图3所示EDI由阴/阳离子交换膜，混床树脂，淡/浓水室和阴/阳电极构成。图3EDI工作原理图EDI技术将电渗析和离子交换技术完美的结合在一起。EDI工作主要有三个过程：1，淡水进水淡水室后，淡水中的离子与混床树脂发生离子交换，从而从水中脱离；2，被交换的离子受电性吸引作用，阳离子穿过阳离子交换膜向阴极迁移，阴离子穿过阴离子交换膜向阳极迁移，并进入浓水室从而从淡水中去除。离子进入浓水室后，由于阳离子无法穿过因离子交换膜，因此其将被截留在浓水室，同样，阴离子无法穿过阳离子交换膜，被截留在浓水室，这样阴阳离子将随浓水流被排出模块；与此同时，由于进水中的离子被不断的去除，那么淡水的纯度将不断的提高，待由模块出来的时候，其纯度可以达到接近理论纯水的水平。3，水分子在电的作用下被不断的离解为H+和OH-，H+和OH-将分别使得被消耗的阳/阴树脂连续的再生。过程1和过程3是树脂的消耗和再生的两个相反过程，这两者会在模块内部形成一个动态平衡。图4，5为EDI系统典型的流程图图4带浓水循环的EDI系统图4中，进水从模块底部进入淡水室，并从顶部出来；浓水从模块底部进入模块，从模块顶部出来，浓水经过浓水循环泵后，大部分浓水将回流到模块的浓水室中循环，小部分浓水将排放；极水的进水与浓水进水为同一水流，只是分别进入不同的室（极水室和浓水室），并从模块顶部排出。图5不带浓水循环的EDI系统图5中，淡水从模块底部进入淡水室，从顶部出来；浓水从模块顶部进入模块，从模块底部出来；极水的进水与淡水进水为同一水流，只是分别进入不同的室（极水室和浓水室），并从模块顶部排出。三、EDI纯水装置的优势EDI装置是应用在反渗透系统之后，取代传统的混合离子交换技术（MB-DI）生产稳定的去离子水。EDI技术与混合离子交换技术相比有如下优点：1、占地空间小，省略了混床和再生装置；2.产水连续稳定，出水质量高，而混床在树脂临近失效时水质会变差；EDI装置是一个连续净水过程，因此其产品水水质稳定,电阻率一般为15MΩ·cm，最高可达18MΩ·cm，达到超纯水的指标。混床离子交换设施的净水过程是间断式的，在刚刚被再生后，其产品水水质较高，而在下次再生之前，其产品水水质较差。3.运行费用低，再生只耗电，不用酸碱，节省材料费用；EDI装置运行费用包括电耗、水耗、药剂费及设备折旧等费用，省去了酸碱消耗、再生用水、废水处理和污水排放等费用。在电耗方面，EDI装置约0.5kWh/t水，混床工艺约0.35kWh/t水，电耗的成本在电厂来说是比较经济的，可以用厂用电的价格核算。在水耗方面，EDI装置产水率高，不用再生用水，因此在此方面运行费用低于混床。至于药剂费和设备折旧费两者相差不大。总的来说，在运行费用中，常规混床吨水运行成本高于EDI装置。因此，EDI装置多投资的费用在几年内完全可以回收。4.环保效益显著，增加了操作的安全性；EDI属于环保型技术，离子交换树脂不需酸、碱化学再生，节约大量酸、碱和清洗用水，大大降低了劳动强度。更重要的是无废酸、废碱液排放，属于非化学式的水处理系统，它无需酸、碱的贮存、处理及无废水的排放，因而它对新用户具有特别的吸引力。四、EDI性能指标EDI组件运行结果取决于各种各样的运行条件。以下是保证EDI正常运行的最低条件。为了使系统运行效果更佳，系统设计时应适当提高这些条件。为防止装置出现污堵，减少其运行寿命，EDI对进水水质有一定的要求，一般采用RO的渗透水作为进水。It项目单位指标TEAppm﹤25电导率µs∕cm4-30PH5-8硬度ppmCaCO3﹤1.0五、电去离子出水水质的影响因素分析原水电导率对脱盐效果的影响在相同的操作电流下，随着原水电导率的增加则EDI出水的电导率也增加。因为原水电导率低则离子的含量也低，同时低离子浓度使得在淡室中树脂和膜的表面上形成的电势梯度也大，这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。在原水的电导率为21.5μS/cm时，随着操作电流的增大而EDI出水的电导率一直很小(0.1～0.05μS/cm)，这是因为原水电导率越小则水解离越剧烈，产生的H+和OH-也越多，树脂电再生的效果就越好(使其保持良好的交换性能)。当操作电流继续升高时，H+和OH-除用于再生树脂外还用于负载电流，故淡室中的水解离程度继续增大，使得离子交换与树脂的再生逐渐达到平衡，产水电导率趋于稳定。因此，原水电导率是影响产水水质的最重要因素之一。当进水电导率较高时，随着操作电流的增加其产水水质有所下降。以原水电导率为100μS/cm时的曲线为例，当操作电流从0逐渐增加到5A时EDI出水的电导率从0.17μS/cm上升到0.5μS/cm左右(水质有所下降)，其原因是在高盐度下浓差极化较小、水解离作用弱，树脂几乎没有获得再生，此时离子交换起了主要作用，短时间内树脂就被盐离子所饱和，而这时树脂主要起到增强离子迁移的作用。无论进水含盐量高或低，二级五段的EDI设备对其都有很好的脱盐效果(脱盐率＞99%)，出水的电导率能够达到高纯水标准(电导率＜1μS/cm)。电导率（T.D.S）：水的导电性即水的电阻的倒数，通常用它来表示水的纯净度。流量对产水水质的影响不同进水流量时EDI出水的电导率随操作电流变化很小，这是因为在电路上，淡室中的溶液相与树脂相是并联关系，由于所填充的离子交换树脂的导电能力远高于电渗析产水，因此树脂相电阻成为淡室电阻大小的决定因素。离子传输主要通过树脂相进行，而在一定的淡水流量范围内流量对树脂相电阻影响很小，故膜堆总电流不发生明显变化，产水电导率变化也很小，因此进水流量对水解离程度的影响很小。操作电压对产水水质的影响EDI出水水质与操作电压密切相关。操作电压过小则不足以在纯水排出之前将离子从淡室移出，电渗析过程和树脂电再生过程都比较微弱，此时主要进行的是离子交换过程。随着操作电压的增大则水解离程度增大、树脂的再生效果好，使得淡水的电导率下降，当操作电压增加到一定程度时离子交换过程与树脂的再生过程达到了平衡，产水电导率进一步下降并趋于稳定。但操作电压过大将引起过量的水电离和离子反扩散而降低产水水质。所以，建议EDI在适当的电压下运行。六、EDI系统平衡的判断、调节及维护EDI系统在运行过程中存在一个平衡状态,即:进离子总数＝出离子总数,宏观表现就是３个工作区间相对稳定,不发生上下移动。如果模块的工作条件发生变化,则需要比较长的时间来达到平衡状态。系统在运行中可调因素大致有进水流量、浓水流量、电压等。进水流量增加,模块的工作压力也相应增加,如果超过EDI的处理范围,出水水质会显著变差。所以当进水的电导比较高时,适当地调节进水的流量是必需的。当进水的电导比较小时,也可以在EDI系统压力允许的范围内增加进水的流量,以提高产水的效率。浓水流量的变化是另一个调节系统平衡的要素,特别是对于系统中的电流有直接影响。浓水的流量对去除弱电离子Ｓｉ（硅）也有一定关系。由于SI在２５℃,PH值是６～８的水体中的溶解度是１２０ｍｇ／Ｌ。所以进水的浓缩倍率达到一定程度后,SI在浓水中就会饱和,导致不能进行更深度的除硅,这也是确定浓水流量下限的条件之一。如果电压降低或是进水的总离子水平提高的话,那么系统中的树脂会更多的和离子发生交换,相应的工作区间就往出水侧移动,直至达到新的平衡,或是穿透,这一过程中,出水电导会发生一定的变化,出水的弱电离子增加是最明显的表现。如果电压上升或是进水离子减少,则系统的工作区间会向进水侧发生移动,表现为出水水质变好,弱电离子的含量减少。所以判断系统的平衡状态可以通过出水水质变化,弱电离