EDI设备

　　电去离子Electrodeionization，简称EDI，又称连续电解除盐技术，它科学地将电渗析技术和离子交换技术融为一体，通过阴、阳离子的选择透过作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用，在电场的作用下实现水中离子的定向迁移，从而达到水的深度净化除盐，并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生，因此EDI制水过程不需酸、碱化学药品再生即可连续制取高品质超纯水，它具有技术先进、结构紧凑、操作简便的优点，可广泛应用于电力、电子、医药、化工、食品和实验室领域，是水处理技术的绿色革命

　　基本信息

　　系统概述

　　工作原理

　　电去离子(EDI)系统主要是在直流电场的作用下,通过隔板的水中电介质离子发生定向移动,利用交换膜对离子的选择透过作用来对水质进行提纯的一种科学的水处理技术。电渗析器的一对电极之间,通常由阴膜,阳膜和隔板(甲、乙)多组交替排列,构成浓室和淡室(即阳离子可透过阳膜,阴离子可透过阴膜).淡室水中阳离子向负极迁移透过阳膜,被浓室中的阴膜截留;水中阴离子向正极方向迁移阴膜,被浓室中的阳膜截留,这样通过淡室的水中离子数逐渐减少,成为淡水,而浓室的水中,由于浓室的阴阳离子不断涌进,电介质离子浓度不断升高,而成为浓水,从而达到淡化,提纯,浓缩或精制的目的。

　　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)。

　　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了(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ElectropupreEDI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。

　　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。

　　应用领域

　　1、电厂化学水处理;

　　2、电子、半导体、精密机械行业超纯水;

　　3、食品、饮料、饮用水的制备;

　　4、小型纯水站，团体饮用纯水;

　　5、精细化工、精尖学科用水;

　　6、其他行业所需的高纯水制备;

　　7、制药工业工艺用水;

　　8、海水、苦咸水的淡化;

　　市场分析

　　EDI技术出现，更进一步降低了运行成本，无酸碱消耗，对环境不造成任何污染，使我们真正进入绿色水处理的时代，且能耗少，每产水3.8m3/h，耗电1kw。目前，市场上常用的多为国外产品，如Ebara、Orgamo、Nomura、Nippon Rensui和Elga。但其共同特点是费用高。所以本产品如进行市场开拓，肯定会有良好的发展前景。其经济效益和社会效益都会异常显著。

　　技术特点

　　EDI技术的最大特点是用电场和离子膜取代离子交换树脂的化学再生，使RO-EDI纯水系统在设备结构、使用操作、运行费用等方面与RO2混床相比具有明显优势;并克服了再生树脂所产生的废水排放问题。

　　(1)EDI与RO配套使用,可调节电流以改变出水质量，用标准模块组合改变出水量。十多年的商业应用表明，该系统在100磅/平方英寸(7kg/cm2)压力下运行稳定，出水电阻率可达到16M8·cm以上，含Si量在20ppb以下，水质可靠，能满足目前最严格的工业用水质量要求，出水量可高达2000加仑/分(450立方米/小时)。

　　(2)EDI不用再生树脂，免除了树脂化学再生配套设施(如酸碱贮罐、泵和管道)使纯水系统设备结构简化，投资节省，操作简化，运行费用降低。

　　(3)技术经济比较还表明，EDI比混床系统更能适应进水中TDS变化而不影响出水质量，而且对制水成本影响很小。

　　(4)EDI环境效益显著，表现在二个方面:①克服了树脂化学再生造成的废水污染;②EDI排放的浓水可直接回到RO之前再利用，这样EDI单元可以做到没有废水排放。

　　应用前景

　　由于EDI上述优点，EDI技术和产品发展很快。其应用不仅在制药、造纸、化工、发电等工业部门，而且还应用于其他领域。事实上，EDI已在国际上形成稳定市场，并在不断拓展。随着环境意识的加强和环保要求的提高，与需要化学再生而产生大量废水污染的传统混床相比，EDI技术将倍受青睐。

　　我国还没有大规模应用EDI技术，与UF和RO等膜技术研究相比，EDI技术研究滞后。而国内水处理技术市场很大，并且发展很迅猛。因此，研究开发和应用EDI技术十分必要。