引言
電去離子（Eiectrodeionzation,簡稱EDI）技術很好地融合了電滲析技術和離子交換技術,是一種將混床樹脂填充於離子交換膜之間,在直流電場作用下實現連續除鹽的新型水處理方法。它兼有電滲析技術的連續除鹽和離子交換技術深度脫鹽的優點,又避免了電滲析技術濃差極化和離子交換技術中的酸鹼再生等帶來的問題。該技術源於20世紀50年代,在現代工業飛速發展的背景下,於20世紀90年代取得了突破性進展,現在廣泛地套用於電子、醫藥、能源等行業及實驗室,可望成為未來主流的水處理技術。EDI原理
一般認為EDI的原理在橫向上可以分為離子交換、直流電場下離子的選擇性遷移和樹脂的電再生方面。在高純水中,離子交換樹脂的導電性能比與之相接觸的水要高2～3個數量級,所以幾乎全部的從溶液到脂面的離子遷移都是通過樹脂來完成的。水中的離子,首先因交換作用吸附於樹脂顆粒上,再在電場作用下,經由樹脂顆粒構成的離子傳播通道遷移到膜表面並透過離子選擇性膜進人濃水室。同時,在樹脂、膜與水相接觸的界面處,界面擴散中的極化使水解離為氫離子和氫氧根離子。它們除部分參與負載電流外,大多數又起到對樹脂的再生作用,從而使離子交換、離子遷移、電再生3個過程相伴發生、相互促進,達到連續去離子的目的。EDI在我國也稱之為填充床電滲析。電滲析器的淡水室裝了陰、陽混合離子交換劑(顆粒、纖維或編織物),將電滲析和離子交換兩個過程在同一容器中進行,使兩個過程內在地聯繫在一起。
EDI技術的特點
化學除鹽系統工藝中,離子交換裝置從一級復床發展到兩級復床,直到混床。採用離子交換法可製得質量接近理論純水電阻率為18.2MΩ·cm的高純水。然而,離子交換樹脂可反覆再生這一優點卻帶來了樹脂再生的廢酸鹼,造成了環境污染。為了克服污染,反滲透技術被引入到水的脫鹽系統,即反滲透+混床脫鹽系統,其廢酸鹼排量與離子交換脫鹽系統相比,減少了90%,基本上解決了廢酸鹼排放的問題。但是隨著對工藝要求的提高,此法暴露出兩個缺陷:混床再生需要貯備酸鹼,操作繁瑣。隨著EDI技術的發展,以EDI設備代替混床,形成RO-EDI脫鹽系統,可以克服污染,進行自動化純水生產。RO-EDI脫鹽系統的特點:不用酸鹼,不污染環境;可連續生產,不需備用裝置;無人值守,水質穩定;占地面積小,運行費用低;對RO設備和EDI設備的進水有特殊要求。
系統工藝流程的選擇
具體工藝流程如下:一級RO→反滲透後的預脫鹽水箱→升壓泵→脫碳器→EDI升壓泵→EDI模組→出水
由於反滲透後的預脫鹽水中含有游離的CO2,為了減小EDI模組的負擔,在EDI模組前安裝了CO2脫碳器。
EDI系統啟動階段的數據統計
從啟動階段的數據中可以看到,在電壓保持不變的情況下,系統的電流和出水的電阻都變大。
