石家莊市冠宇環(huán)保設(shè)備有限公司
一、EDI技術(shù)本質(zhì)
連續(xù)電除鹽（EDI，Electro-deionization或CDI，Continuous Electrode ionization），是利用混合離子交換樹脂吸附給水中的陰陽離子，同時(shí)這些被吸附的離子又在直流電壓的作用下，分別透過陰陽離子交換膜而被去除的過程。此過程離子交換樹脂不需要用酸和堿再生。這一新技術(shù)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的離子交換（ DI ）裝置，生產(chǎn)出電阻率高達(dá)10-18 MΩ·cm的超純水。
二、EDI技術(shù)優(yōu)勢(shì)
與傳統(tǒng)離子交換（DI）相比，EDI所具有的優(yōu)點(diǎn)：
l EDI無需化學(xué)再生,節(jié)省酸和堿
l EDI可以連續(xù)運(yùn)行
l 提供穩(wěn)定的水質(zhì)
l 操作管理方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小
l 可實(shí)現(xiàn)模塊化組裝
l 減少建筑面積
l 運(yùn)行費(fèi)用低
三、EDI工作原理
圖1表示了EDI的工作原理。在圖中，離子交換膜用豎線表示，并標(biāo)明它們?cè)试S通過的離子種類。這些離子交換膜是不允許水穿過的，因此，它們可以隔絕淡水和濃水水流。
離子交換膜和離子交換樹脂的工作原理相近，可以選擇性地透過離子，其中陰離子交換膜只允許陰離子透過，不允許陽離子透過；而陽離子交換膜只允許陽離子透過，不允許陰離子透過。在一對(duì)陰陽離子交換膜之間充填混合離子交換樹脂就形成了一個(gè)EDI單元。陰陽離子交換膜之間由混合離子交換樹脂占據(jù)的空間被稱為淡水室。將一定數(shù)量的EDI單元羅列在一起，使陰離子交換膜和陽離子交換膜交替排列，在離子交換膜之間添加特殊的離子交換樹脂，其形成的空間被稱為濃水室。在給定的直流電壓的推動(dòng)下，在淡水室中，離子交換樹脂中的陰陽離子分別向正、負(fù)極遷移，并透過陰陽離子交換膜進(jìn)入濃水室，同時(shí)給水中的離子被離子交換樹脂吸附而占據(jù)由于離子電遷移而留下的空位。事實(shí)上離子的遷移和吸附是同時(shí)并連續(xù)發(fā)生的。通過這樣的過程，給水中的離子穿過離子交換膜進(jìn)入到濃水室被去除而成為除鹽水。
帶負(fù)電荷的陰離子（例如OH-、Cl-）被正極（+）吸引而通過陰離子交換膜，進(jìn)入到鄰近的濃水室。此后這些離子在繼續(xù)向正極遷移中遇到鄰近的陽離子交換膜，而陽離子交換膜不允許陰離子通過，這些離子即被阻隔在濃水中。淡水流中的陽離子（例如Na+、H+）以類似的方式被阻隔在濃水室。在濃水室，透過陰陽膜的離子維持電中性。
EDI組件電流量和離子遷移量成正比。電流量由兩部分組成，一部分源于被除去離子的遷移，另一部分源于水本身電離產(chǎn)生的H+和OH-離子的遷移。
在EDI組件中存在較高的電壓梯度，在其作用下，水會(huì)電解產(chǎn)生大量的H+和OH-。這些就地產(chǎn)生的H+和OH-對(duì)離子交換樹脂有連續(xù)再生的作用。
EDI組件中的離子交換樹脂可以分為兩部分，一部分稱作工作樹脂，另一部分稱作拋光樹脂，二者的界限稱為工作前沿。工作樹脂承擔(dān)著除去大部分離子的任務(wù)，而拋光樹脂則承擔(dān)著去除弱電解質(zhì)等較難清除離子的任務(wù)。
EDI給水的預(yù)處理是EDI實(shí)現(xiàn)其*性能和減少設(shè)備故障的首要條件。給水里的污染物會(huì)對(duì)除鹽組件有負(fù)面影響，增加維護(hù)量并降低膜組件的壽命。
四、EDI的應(yīng)用領(lǐng)域
超純水經(jīng)常用于微電子工業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)、發(fā)電工業(yè)、制藥行業(yè)和實(shí)驗(yàn)室。EDI純水也可以作為制藥蒸餾水、食物和飲料生產(chǎn)用水、化工廠工藝用水，以及其它超純水應(yīng)用領(lǐng)域。五、EDI運(yùn)行參數(shù)
Super EDI組件運(yùn)行結(jié)果取決于各種各樣的運(yùn)行條件，其中包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)、給水質(zhì)量、給水壓力等。下表列出的是較為典型的運(yùn)行條件：
| 型號(hào) | CP-500S | CP-1000S | CP-2000S | CP-3600S |
| 電壓（VDC） | 20-60 | 30-100 | 40-150 | 70-300 |
| 電流（ADC） | 0.5-6 | 0.5-6 | 0.5-6 | 0.5-6 |
| 產(chǎn)品水流量（m3/h） | 0.3-0.7 | 0.8-1.2 | 1.3-2.0 | 2.0-3.5 |
| 濃水流量（m3/h） | 0.04-0.07 | 0.08-0.12 | 0.13-0.20 | 0.20-0.35 |
| 極水流量（m3/h） | 0.04-0.06 | 0.04-0.06 | 0.04-0.06 | 0.04-0.06 |
5.1運(yùn)行電流及運(yùn)行電壓
嚴(yán)重警告:當(dāng)電流通過EDI膜塊時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量。在EDI運(yùn)行過程中必須用水流將熱量全部帶出。因此，當(dāng)EDI淡水、濃水水流不暢或停止時(shí)必須停止供電，否則將使EDI膜塊*燒壞。
5.2 給水要求
以下每項(xiàng)指標(biāo)均是保證EDI正常運(yùn)行的必要zui低條件，為了使系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果更佳，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高。
l 給水：二級(jí)反滲透或單級(jí)反滲透產(chǎn)水。
l TEA（總可交換陰離子，以CaCO3 計(jì)）：<35ppm。
TEA包括所有陰離子及以陰離子形式被EDI除去的物質(zhì)。由于水中所含的 CO2 、SiO2和H3BO3以HCO3- / CO32-、HSiO3- / SiO32-和B（OH）4-的形式被EDI清除，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算TEA時(shí)分別以電荷為-1.7、-1.5和-1.0計(jì)。給水中HCO3- 也有一部分是以CO32-形式被清除，在計(jì)算TEA時(shí)電荷也以-1.7計(jì)。TEA計(jì)算公式如下：
TEA=50[CCl-/35.5+2CSO42-/96+1.7CCO2/44+1.7CHCO3-/61+1.5CSiO2/60+ …]
其中所有物質(zhì)濃度均以mg/L計(jì)
l pH ：6.0～9.0
當(dāng)總硬度低于0.1ppm時(shí)，EDI*工作的pH范圍為 8.0～9.0。
注：PH是入水的參考指標(biāo)，其是影響入水CO2含量的指標(biāo)之一。
l 溫度： 5-35℃。
l 進(jìn)水壓力：1.5bar（25psi）~ 5bar（75psi）。
濃/極水的入口壓力一般低于產(chǎn)品水的出口壓力0.3-0.5kgf/cm2。
l 硬度（以CaCO3計(jì)）：<10.0 ppm。
注意：EDI工藝需要限定進(jìn)水硬度以免結(jié)垢。在進(jìn)水硬度 <10.0 ppm時(shí)，Canpure™ EDI系統(tǒng)zui高的回收率是 *，濃極水可以回收利用。
在進(jìn)水硬度超過10.0ppm時(shí)運(yùn)行Canpure ™ EDI膜塊，會(huì)造成結(jié)垢和不可修復(fù)的損壞，應(yīng)與坎普爾公司。
l 有機(jī)物（TOC）：<0.5 ppm，*<0.1 ppm。
l 氧化劑：Cl2<0.05 ppm，O3<0.02 ppm，*為0。
l 變價(jià)金屬：Fe<0.01 ppm，Mn<0.01 ppm。
鐵錳離子對(duì)離子交換樹脂有中毒作用。而對(duì)于EDI，鐵錳離子對(duì)樹脂的中毒現(xiàn)象要比混床嚴(yán)重很多倍。造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的：（1）由于在EDI陰膜附近pH 值很高，致使鐵錳在該區(qū)域中毒現(xiàn)象較明顯；（2）混床在運(yùn)行時(shí)陽離子交換樹脂不斷釋放氫離子，這些氫離子在局部對(duì)中毒的離子交換樹脂有洗脫作用；（3）在用酸對(duì)混床中的陽離子交換樹脂再生時(shí)對(duì)中毒鐵錳有洗脫作用；（4）由于EDI中樹脂總量較少，使全部樹脂中毒的時(shí)間也比混床短很多倍。由于這些原因，當(dāng)給水鐵或錳含量超標(biāo)時(shí)，EDI膜件可能在幾個(gè)至幾十個(gè)小時(shí)內(nèi)中毒。
另外變價(jià)金屬對(duì)離子交換樹脂的氧化催化作用，會(huì)造成樹脂的*性損傷。
l H2S ：<0.01 ppm。
l 二氧化硅 ：<0.5 ppm。
l SDI 15min：<1.0。
l 色度: <5 APHA 。
l 二氧化碳的總量：二氧化碳含量和pH值將明顯影響產(chǎn)品水電阻率。如果CO2大于10ppm，Canpure™EDI系統(tǒng)不能制備高純度的產(chǎn)品水?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)反滲透進(jìn)水 pH 值或使用脫氣裝置來降低CO2 量。*<5ppm。
l 電導(dǎo)率: <60μS/cm。
電導(dǎo)率只能作為EDI運(yùn)行的一個(gè)參考性指標(biāo)，
六、Canpure ™ EDI系列組件的外觀尺寸表
| 型號(hào) | CP-500S | CP-1000S | CP-2000S | CP-3600S |
| 尺寸（mm） | 616×266×240 | 616×266×262 | 616×266×367 | 616×266×459 |
| A（mm） | 78 | 109 | 197 | 315 |
| B（mm） | 170 | 202 | 290 | 415 |
| 單元數(shù) | 8 | 12 | 24 | 42 |
注：以上膜塊尺寸僅供參考，如有修改，恕不通知。
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