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工業超純水系統中EDI技術詳解

文章出處:admin 人氣:發表時間:2019-11-13

  作為現在水處理行業中新升起的新星EDI(電滲析)技術,剛被研發出來就受到世界各國的廣泛使用,EDI電滲析技術在很大程度上節約了以往更換樹脂的費用。在工業超純水系統中,老式超純水系統采用的就是混床工藝,主要就是為了去除水中的金屬離子降低水的電導率,但是好的樹脂并不能再生,往往都是一次性的。羅門哈斯核子級拋光樹脂就是一次性的樹脂,雖然功能上非常優質,但是更換的成本太高,假若使用速度太快,這部分的費用極其昂貴,而換成現代的EDI電滲析技術后,EDI并不需要進行重生,而且能持續使用,效果甚至遠甚于樹脂對金屬離子的去除效果,是現代超純水系統中使用最多的技術。

 

EDI超純水機


  
  超純水制造歷史進程:


  
  第一階段:預處理過濾器——>陽床——>陰床——>混合床


  
  第二階段:預處理過濾器——>反滲透——>混合床


  
  目前階段:預處理過濾器——>反滲透——>EDI(無需酸堿)


  
  近幾十年以來,混床離子交換技術(D)一直作為超純水制備的標準工藝。由于其需要周期性的再生且再生過程中消耗大量的化學藥品(酸堿)和工業純水,并造成一定的環境問題,因此需要開發無酸堿超純水系統。


  
  正因為傳統的離子交換已經越來越無法滿足現代工業和環保的需求,于是將膜、樹脂和電化學原理相結合的EDI技術成為水處理技術的一場革命。其離子交換樹脂的的再生使用的是電能,而不再需要酸堿,因而更滿足于當今世界的環保要求。


  
  自從1986年EDI膜堆技術工業化以來,全世界已安裝了上百萬的EDI系統,尤其在制藥、半導體、電力和表面清洗等工業中得到了大力的發展,同時在廢水處理、飲料及微生物等領域也得到廣泛使用。


  
  EDI設備是應用在反滲透系統之后,取代傳統的混床離子交換技術MB-DI)生產穩定的超純水。EDI技術與混合離子交換技術相比有如下優點:


  
 ?、偎|穩定


  
 ?、谌菀讓崿F全自動控制


  
 ?、鄄粫蛟偕C


  
 ?、懿恍杌瘜W再生


  
 ?、葸\行費用低


  
 ?、迯S房面積小


  
 ?、邿o污水排放


  
  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。又在單元組兩端設置陰/陽電極。在直流電的推動下,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,成為濃水. EDI設備一般以二級反滲透(RO)純水作為EDI給水。RO純水電阻率一般是40-2 μS/cm(25℃)。EDI純水電阻率可以高達18 MΩ.cm(25℃),但是根據去離子水用途和系統配置設置,EDI超純水適用于制備電阻率要求在10-18.25 MΩ.cm(25℃)的純水。

 

EDI工作原理

 

EDI工作原理


  
  EDI技術被制藥工業、微電子工業、發電工業和實驗室所普遍接受。在表面清洗、表面涂裝、電解工業和化工工業的應用也日趨廣泛。


  
  有關超純水技術的知識 EDI(Electro deionization)是一種具有革命性意義的水處理技術,它巧妙地將電滲析技術和離子交換 技術相融合,無需酸堿,而能連續制取高品質純水。它具有技術先進、操作簡便、良好的 環保特性,代表著一種行業方向,能廣泛應用于電力、醫藥、化工、電子等行業。它的出 現是水處理技術的一次革命性的進步,標志著水處理工業最終全面跨入綠色產業的行列。


  
  超純水的整個工藝流程 是先經過預處理,然后加藥殺毒,再經過RO反滲透系統,再使用EDI設備制取超純水。


  
  由于超純水對水質的BOD和TOC等 物質的含量要求比較高,所以一般會采取二級反滲透,后面的工藝比較多的采取了EDI的技術,在純水制備技術上EDI比較有優勢。


  
  EDI作為制取超純水的設備,作為反滲透設備后的二次除鹽設備,可以制取出高達10-18.2 MΩ.CM。EDI設備無需化學藥劑的再生,可以連續運行。在具體的應用中,僅調節EDI的運行電流就可以改變其出水水質。因此廣泛 用于微電子工業,半導體工業,發電工業,制藥行業和實驗室。也可以作為制藥蒸餾水、 食物和飲料生產用水、發電廠的鍋爐的補給水,以及其它應用超純水。


  
  連續電除鹽(EDI,Electro deionization或CDI, continuous electrode ionization),是利用混和離子交換樹脂吸附給水中的陰陽離子, 同時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除去的過程 。這一過程離子交換樹脂是電連續再生的,因此不需要使用酸和堿對之再生。這種新技術 可以替代傳統的離子交換裝置,生產出高達18 M-CM的超純水。又可以比較清晰地描述:EDI 是利用陰、陽離子膜,采用對稱堆放的形式,在陰、陽離子膜中間夾著陰、陽離子樹脂, 分別在直流電壓的作用下,進行陰、陽離子交換。而同時在電壓梯度的作用下,水會發生 電解產生大量H+和OH-,這些H+和OH-對離子膜中間的陰、陽離子不斷地進行了再生。由于 EDI不停進行交換——再生,使得純水度越來越高,所以,輕而易舉的產生了高純度的超純水。


  
  EDI技術是由電滲透和離子交換有機結合形成的 一種新型膜分離技術。借助離子交換樹脂的離子交換作用與陰、陽離子交換膜對陰、陽離 子的選擇性透過作用,在直流電場的作用下,實現離子定向遷移,從而完成水的深度除鹽 。由于離子交換、離子遷移及離子交換樹脂的電再生相伴發生,猶如一個邊工作邊再生的 混床離子交換樹脂柱,可以連續不斷地制取高質量的純水、高純水,因而又稱連續去離子 (continuous deionization,簡稱CDI)。

 

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