连续电解除盐技术

电渗析和离子交换技术

EDI（Electrodeionization，连续电解除盐技术），是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。它巧妙的将电渗析和离子交换技术相结合，利用两端电极高压使水中带电离子移动，并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除，从而达到水纯化的目的。在EDI除盐过程中，离子在电场作用下通过离子交换膜被清除。同时，水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子，这些离子对离子交换树脂进行连续再生，以使离子交换树脂保持最佳状态。

基本简介

EDI设施的除盐率可以高达99%以上，如果在EDI之前使用反渗透设备对水进行初步除盐，再经EDI除盐就可以生产出电阻率高达成15M ΩNaN以上的超纯水。

EDI 膜堆是由夹在两个电极之间一定对数的单元组成。在每个单元内有两类不同的室：待除盐的淡水室和收集所除去杂质离子的浓水室。淡水室中用混匀的阳、阴离子交换树脂填满，这些树脂位于两个膜之间：只允许阳离子透过的阳离子交换膜及只允许阴离子透过的阴离子交换膜。

树脂床利用加在室两端的直流电进行连续地再生，电压使进水中的水分子分解成 H+及 OH－，水中的这些离子受相应电极的吸引，穿过阳、阴离子交换树脂向所对应膜的方向迁移，当这些离子透过交换膜进入浓室后，H +和 OH－结合成水。这种 H+和 OH－的产生及迁移正是树脂得以实现连续再生的机理。

当进水中的 Na+及 CI－等杂质离子吸咐到相应的离子交换树脂上时，这些杂质离子就会发生象普通混床内一样的离子交换反应，并相应地置换出 H+及 OH－。一旦在离子交换树脂内的杂质离子也加入到 H+及 OH－向交换膜方向的迁移，这些离子将连续地穿过树脂直至透过交换膜而进入浓水室。这些杂质离子由于相邻隔室交换膜的阻挡作用而不能向对应电极的方向进一步地迁移，因此杂质离子得以集中到浓水室中，然后可将这种含有杂质离子的浓水排出膜堆。

几十年来纯水的制备是以消耗大量的酸碱为代价的，酸碱在生产、运输、储存和使用过程中，不可避免地会带来对环境的污染，对设备的腐蚀，对人体可能的伤害以及维修费用的居高不下。反渗透的使用大大减少了酸碱的用量，但是，还留着弱电解离子存在。反渗透和电除盐的广泛使用，将会带给纯水制备一次产业性革命。

工作原理

自来水中常含有钠、钙、镁、氯、硝酸盐、矽等溶解盐。这些盐是由负电离子（负离子）和正电离子（正离子）组成。反渗透可以除去其中超过99%的离子。自来水也含有微量金属，溶解的气体（如CO2）和其他必须在工业处理中去除的弱离子化的化合物（如矽和硼）。

RO反渗透出水（EDI进水）一般为10-2μ/cm（电导），最佳状态为6μ/cm以内，根据不同需要，超纯水或去离子水一般电阻为15-18MΩμm。水质太低可能会对EDI造成不必要的损坏减少寿命。

交换反应在模组的纯化学室进行，在那里阴离子交换树脂用它们的氢氧根据离子（OH-）来交换溶解盐中的阴离子（如氯离子C1）。相应地，阳离子交换树脂用它们的氢离子（H+）来交换溶解盐中的阳离子（如Na+）。

在位于模组两端的阳极（+）和阴极（-）之间加一直流电场。电势就使交换到树脂上的离子沿着树脂粒的表面迁移并通过膜进入浓水室。阳极吸引负电离子（如OH-，CI-）这些离子通过阴离子膜进入相临的浓水流却被阳离子选择膜阻隔，从而留在浓水流中。阴极吸引纯水流中的阳离子（如H+，Na+）。这些离子穿过阳离子选择膜，进入相临的浓水流却被阴离子膜阴隔，从而留在浓水流中。当水流过这两种平行的室时，离子在纯水室被除去并在相临的浓水流中聚积，然后由浓水流将其从模组中带走。在纯水及浓水中离子交换树脂的使用是EDI技术和专利的关键。一个重要的现象在纯水室的离子交换树脂中发生。在电势差高的局部区域，电化学反应分解的水产生大量的H+和OH-。在混床离子交换树脂中局部H+和OH-的产生使树脂和膜不需要添加化学药品就可以持续再生。

要使EDI处于最佳工作状态、不出故障的基本要求就是对EDI进水要求进行适当的预处理。进水中的杂质对去离子模组有很大影响。并可能导致缩短模组的寿命。

系统优势

1、水质更加稳定

2、简单的实现全自动控制

3、不会因再生而停机

4、不需要化学再生

5、运行费用低，无需任何酸碱配料

6、占地面积小

7、零污水排放

8、产水连续稳定，出水水质量高

9、环保效益显著，增加了操作的安全性

纯水处理技术的发展主要经历了阴、阳离子交换器+混合离子交换器；反渗透+混合离子交换器；反渗透+电去离子装置等阶段；预处理 + 反渗透 +连续电解除盐。整套除盐系统，有着其他处理系统无可比拟的优点，正被广泛应用于纯水、高纯水的制备中。

应用领域

⊙电厂化学水处理

⊙电子、半导体、精密机械行业超纯水

⊙制药工业工艺用水

⊙食品、饮料、饮用水的制备

⊙海水、苦咸水的淡化

⊙精细化工、精尖学科用水

⊙其他行业所需的高纯水制备

与传统混床比较

抛光混床

采用高交换容量、充分再生、无化学析出的核子级树脂，去除纯水中残余的微量带电

离子及弱电解质，使水质达到18MΩ·cm以上。

结构特点

1、淡水隔板采用卫生级PE材料

2、EDI膜片采用进口均相膜和国产异相离子交换膜

3、采用进口EDI专用均粒树脂和国产EDI专用均粒树脂

4、EDI电极板采用钛镀钌技术

5、压紧板采用具有硬性的合金铝轧铸而成。

6、固定螺丝采用国标标准件

7、膜堆出厂最高试压7bar不漏水

8、膜堆电阻低、功耗小

9、外观装饰板造型美观结实

10、最大膜堆处理水量3T/H，最小模堆处理水量75L/H

11、纯水、浓水、极水通道设计合理，不易堵塞，水流分布均匀、无死角。

进水指标

◎通常为单级反渗透或二级反渗透的渗透水

◎TEA（总可交换阴离子，以CaCO3计）：＜25ppm。

◎电导率：＜40μS/cm

◎PH：6.0～9.0。当总硬度低于0.1ppm时，EDI最佳工作的pH范围为8.0～9.0。

◎温度：5～35℃。

◎进水压力：＜4bar（60psi）。

◎硬度：（以CaCO3计）：＜1.0ppm。

◎有机物（TOC）：＜0.5ppm。

◎氧化剂：Cl2＜0.05ppm，O3＜0.02ppm。

◎变价金属：Fe＜0.01ppm，Mn＜0.02ppm。

◎H2S：＜0.01ppm。

◎二氧化硅：＜0.5ppm。

◎色度：＜5APHA。

◎二氧化碳的总量：＜10ppm

◎SDI 15min：＜1.0。

核心准则

a .EDI系统的运行稳定性：

降低总离子负荷、减少结垢和污染因子从EDI的进水条件进行分析，满足EDI的进水条件，减少弱电解质和结垢污染类物质的影响，采用经济合理的工艺手段去除EDI的进水负荷，尤其是尽力弱电解质负荷，对于实现EDI的稳定运行将产生至关重要的影响。

b .EDI系统的投资合理性：

优化前处理整体工艺流程优化前处理整体工艺流程，每种特定的工艺总是有其应用的条件和优势，但是，也有其应用的局限性，优秀系统工艺的形成是多个优势单体工艺的有机组合;根据原水水质、产水要求，合理设计完整的EDI水处理工艺，充分进行工艺的优化，对所选择的工艺技术进行分析，必须首先满足实现EDI运行的稳定性，同时，对于所选择的工艺技术进行经济分析，在满足EDI系统稳定运行的前提下，实现整体工程投资的合理化;EDI 工艺系统的选择，是关系到EDI 能否安全、稳定运行的关键，但是，由于原水水源、产水要求、初期投资、运行维护投资等多方面的约束和影响，因此，并没有放之四海皆准的工艺系统存在，必须结合终端用户工程系统的实际情况进行综合分析后，才能够确定经济合理的工艺路线。

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