電去離子Electrodeionization，簡稱EDI，又稱連續(xù)電解除鹽技術(shù)，它科學(xué)地將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)融為一體，通過陰、陽離子的選擇透過作用以及離子交換樹脂對水中離子的交換作用，在電場的作用下實(shí)現(xiàn)水中離子的定向遷移，從而達(dá)到水的深度凈化除鹽，并通過水電解產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子對裝填樹脂進(jìn)行連續(xù)再生，因此EDI制水過程不需酸、堿化學(xué)藥品再生即可連續(xù)制取高品質(zhì)超純水，它具有技術(shù)*、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于電力、電子、醫(yī)藥、化工、食品和實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域，是水處理技術(shù)的綠色革命

    電去離子(EDI)系統(tǒng)的工作原理

    電去離子(EDI)系統(tǒng)主要是在直流電場的作用下,通過隔板的水中電介質(zhì)離子發(fā)生定向移動(dòng),利用交換膜對離子的選擇透過作用來對水質(zhì)進(jìn)行提純的一種科學(xué)的水處理技術(shù)。電滲析器的一對電極之間,通常由陰膜,陽膜和隔板(甲、乙)多組交替排列,構(gòu)成濃室和淡室(即陽離子可透過陽膜,陰離子可透過陰膜).淡室水中陽離子向負(fù)極遷移透過陽膜,被濃室中的陰膜截留;水中陰離子向正極方向遷移陰膜,被濃室中的陽膜截留,這樣通過淡室的水中離子數(shù)逐漸減少,成為淡水,而濃室的水中,由于濃室的陰陽離子不斷涌進(jìn),電介質(zhì)離子濃度不斷升高,而成為濃水,從而達(dá)到淡化,提純,濃縮或精制的目的。

    自來水中常含有鈉、鈣、鎂、氯、硝酸鹽、矽等溶解鹽。這些鹽是由負(fù)電離子(負(fù)離子)和正電離子(正離子)組成。反滲透可以除去其中超過99%的離子。自來水也含有微量金屬，溶解的氣體(如CO2)和其他必須在工業(yè)處理中去除的弱離子化的化合物(如矽和硼)。

    交換反應(yīng)在模組的純化學(xué)室進(jìn)行，在那里陰離子交換樹脂用它們的氫氧根據(jù)離子(OH)來交換溶解鹽中的陰離了(如氯離子C1)。相應(yīng)地，陽離子交換樹脂用它們的氫離子(H)來交換溶解鹽中的陽離子(如Na)。

    在位于模組兩端的陽極(+)和陰極(-)之間加一直流電場。電勢就使交換到樹脂上的離子沿著樹脂粒的表面遷移并通過膜進(jìn)入濃水室。陽極吸引負(fù)電離子(如OH，CI)這些離子通過陰離子膜進(jìn)入相臨的濃水流卻被陽離子選擇膜阻隔，從而留在濃水流中。陰極吸引純水流中的陽離子(如H，Na)。這些離子穿過陽離子選擇膜，進(jìn)入相臨的濃水流卻被陰離子膜陰隔，從而留在濃水流中。當(dāng)水流過這兩種平行的室時(shí)，離子在純水室被除去并在相臨的濃水流中聚積，然后由濃水流將其從模組中帶走。在純水及濃水中離子交換樹脂的使用是ElectropupreEDI技術(shù)和的關(guān)鍵。一個(gè)重要的現(xiàn)象在純水室的離子交換樹脂中發(fā)生。在電勢差高的局部區(qū)域，電化學(xué)反應(yīng)分解的水產(chǎn)生大量的H和OH。在混床離子交換樹脂中局部H和OH的產(chǎn)生使樹脂和膜不需要添加化學(xué)藥品就可以持續(xù)再生。

    EDI 膜堆是由夾在兩個(gè)電極之間一定對數(shù)的單元組成。在每個(gè)單元內(nèi)有兩類不同的室:待除鹽的淡水室和收集所除去雜質(zhì)離子的濃水室。淡水室中用混勻的陽、陰離子交換樹脂填滿，這些樹脂位于兩個(gè)膜之間:只允許陽離子透過的陽離子交換膜及只允許陰離子透過的陰離子交換膜。 樹脂床利用加在室兩端的直流電進(jìn)行連續(xù)地再生，電壓使進(jìn)水中的水分子分解成 H+及 OH-，水中的這些離子受相應(yīng)電極的吸引，穿過陽、陰離子交換樹脂向所對應(yīng)膜的方向遷移，當(dāng)這些離子透過交換膜進(jìn)入濃室后， H +和 OH-結(jié)合成水。這種 H+和 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 Na+及 CI-等雜質(zhì)離子吸咐到相應(yīng)的離子交換樹脂上時(shí)，這些雜質(zhì)離子就會(huì)發(fā)生象普通混床內(nèi)一樣的離子交換反應(yīng)，并相應(yīng)地置換出 H+及 OH-。一旦在離子交換樹脂內(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)地穿過樹脂直至透過交換膜而進(jìn)入濃水室。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)電極的方向進(jìn)一步地遷移，因此雜質(zhì)離子得以集中到濃水室中，然后可將這種含有雜質(zhì)離子的濃水排出膜堆。

    電去離子(EDI)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

    1、電廠化學(xué)水處理;

    2、電子、半導(dǎo)體、精密機(jī)械行業(yè)超純水;

    3、食品、飲料、飲用水的制備;

    4、小型純水站，團(tuán)體飲用純水;

    5、精細(xì)化工、精尖學(xué)科用水;

    6、其他行業(yè)所需的高純水制備;

    7、制藥工業(yè)工藝用水;

    8、海水、苦咸水的淡化;

    EDI系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益及市場分析

    EDI技術(shù)出現(xiàn)，更進(jìn)一步降低了運(yùn)行成本，無酸堿消耗，對環(huán)境不造成任何污染，使我們真正進(jìn)入綠色水處理的時(shí)代，且能耗少，每產(chǎn)水3.8m3/h，耗電1kw。目前，市場上常用的多為國外產(chǎn)品，如Ebara、Orgamo、Nomura、Nippon Rensui和Elga。但其共同特點(diǎn)是費(fèi)用高。所以本產(chǎn)品如進(jìn)行市場開拓，肯定會(huì)有良好的發(fā)展前景。其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都會(huì)異常顯著。

    EDI設(shè)備的經(jīng)濟(jì)技術(shù)特點(diǎn)及環(huán)保價(jià)值

    EDI技術(shù)的特點(diǎn)是用電場和離子膜取代離子交換樹脂的化學(xué)再生，使RO-EDI純水系統(tǒng)在設(shè)備結(jié)構(gòu)、使用操作、運(yùn)行費(fèi)用等方面與RO2混床相比具有明顯優(yōu)勢;并克服了再生樹脂所產(chǎn)生的廢水排放問題。

    (1)EDI與RO配套使用,可調(diào)節(jié)電流以改變出水質(zhì)量，用標(biāo)準(zhǔn)模塊組合改變出水量。十多年的商業(yè)應(yīng)用表明，該系統(tǒng)在100磅/平方英寸(7kg/cm2)壓力下運(yùn)行穩(wěn)定，出水電阻率可達(dá)到16M8·cm以上，含Si量在20ppb以下，水質(zhì)可靠，能滿足目前Z嚴(yán)格的工業(yè)用水質(zhì)量要求，出水量可高達(dá)2000加侖/分(450立方米/小時(shí))。

    (2)EDI不用再生樹脂，免除了樹脂化學(xué)再生配套設(shè)施(如酸堿貯罐、泵和管道)使純水系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡化，投資節(jié)省，操作簡化，運(yùn)行費(fèi)用降低。

    (3)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較還表明，EDI比混床系統(tǒng)更能適應(yīng)進(jìn)水中TDS變化而不影響出水質(zhì)量，而且對制水成本影響很小。

    (4)EDI環(huán)境效益顯著，表現(xiàn)在二個(gè)方面:①克服了樹脂化學(xué)再生造成的廢水污染;②EDI排放的濃水可直接回到RO之前再利用，這樣EDI單元可以做到?jīng)]有廢水排放。

    EDI技術(shù)應(yīng)用前景

    由于EDI上述優(yōu)點(diǎn)，EDI技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展很快。其應(yīng)用不僅在制藥、造紙、化工、發(fā)電等工業(yè)部門，而且還應(yīng)用于其他領(lǐng)域。事實(shí)上，EDI已在國際上形成穩(wěn)定市場，并在不斷拓展。隨著環(huán)境意識的加強(qiáng)和環(huán)保要求的提高，與需要化學(xué)再生而產(chǎn)生大量廢水污染的傳統(tǒng)混床相比，EDI技術(shù)將倍受青睞。

    我國還沒有大規(guī)模應(yīng)用EDI技術(shù)，與UF和RO等膜技術(shù)研究相比，EDI技術(shù)研究滯后。而國內(nèi)水處理技術(shù)市場很大，并且發(fā)展很迅猛。因此，研究開發(fā)和應(yīng)用EDI技術(shù)十分必要。

    EDI工作原理

    EDI模塊將離子交換樹脂充夾在陰/陽離子交換膜之間形成EDI單元。EDI工作原理如圖所示。 EDI模塊中將一定數(shù)量的EDI單元間用格板隔開，形成濃水室和淡水室。又在單元組兩端設(shè)置陰/陽電極。在直流電的推動(dòng)下，通過淡水室水流中的陰陽離子分別穿過陰陽離子交換膜進(jìn)入到濃水室而在淡水室中去除。而通過濃水室的水將離子帶出系統(tǒng)，成為濃水. EDI設(shè)備一般以二級反滲透設(shè)備(RO)純水作為EDI給水。RO純水電導(dǎo)率一般是40-2μS/cm(25℃)。EDI純水電阻率可以高達(dá)18 MΩ.cm(25℃)，但是根據(jù)去離子水用途和系統(tǒng)配置設(shè)置，EDI超純水適用于制備電阻率要求在1-18.2MΩ.cm(25℃)的純水。