EDI(Electrodeionization)又稱連續電除鹽技術,是電子工業車用尿素設備的核心技術,它科學地將電滲析技術和離子交換技術融為一體,通過陽、陰離子膜對陽、陰離子的選擇透過作用以及離子交換樹脂對水中離子的交換作用,在電場的作用下實現水中離子的定向遷移,從而達到水的深度凈化除鹽,并通過水電解產生的氫離子和氫氧根離子對裝填樹脂進行連續再生,因此EDI制水過程不需酸、堿化學藥品再生即可連續制取高品質超純水,它具有技術*、結構緊湊、操作簡便的優點,可廣泛應用于電力、電子、醫藥、化工、食品和實驗室領域,是水處理技術的綠色革命。 出水水質具有的穩定度
EDI(Electrodeionization)是一種將離子交換技術、離子交換膜技術和離子電遷移技術相結合的純水制造技術。它巧妙的將電滲析和離子交換技術相結合,利用兩端電壓使水中帶電離子移動,并配合離子交換樹脂及選擇性樹脂膜以加速離子移動去除,從而達到水純化的目的
因而,這里的EDI系統是一種純水制造系統
在EDI除鹽過程中,離子在電場作用下通過離子交換膜被清除。同時,水分子在電場作用下產生氫離子和氫氧根離子,這些離子對離子交換樹脂進行連續再生,以使離子交換樹脂保持狀態。車用尿素設備在所使用的純凈水必須經過電子除鹽處理。
EDI超純水設備超純水:
制造歷史進程階段: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。
電去離子(EDI)系統主要是在直流電場的作用下,通過隔板的水中電介質離子發生定向移動,利用交換膜對離子的選擇透過作用來對水質進行提純的一種科學的水處理技術。電滲析器的一對電極之間,通常由陰膜,陽膜和隔板(甲、乙)多組交替排列,構成濃室和淡室(即陽離子可透過陽膜,陰離子可透過陰膜)。淡室水中陽離子向負極遷移透過陽膜,被濃室中的陰膜截留;水中陰離子向正極方向遷移陰膜,被濃室中的陽膜截留,這樣通過淡室的水中離子數逐漸減少,成為淡水,而濃室的水中,由于濃室的陰陽離子不斷涌進,電介質離子濃度不斷升高,而成為濃水,從而達到淡化、提純、濃縮或精制的目的。
自從1986年EDI膜堆技術工業化以來,已安裝了數千套EDI系統,猶其在制藥、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優點:
①水質穩定
②容易實現全自動控制
③不會因再生而停機
④不需化學再生
⑤運行費用低
⑥廠房面積小
⑦無污水排放
目前在發電廠水處理工藝中有三種方式:
種方式為傳統的除鹽方式,水中的鹽全部依靠離子交換的方式除去,需要大量酸堿溶液對離子交換樹脂再生,因此運行費用增加,并且再生后的排水對環境也有一定的污染。
第二種方式為改良的除鹽方式,水中的大部分鹽類用反滲透方式除去,但混床中交換樹脂的再生仍需要酸堿。因此此種方式只是改良后的除鹽方式,運行費用稍有降低,對環境也有污染。
第三種方式為綠色的除鹽方式,*去除了在超純水設備中酸堿的使用,實現了全過程的綠色化。
以下將介紹綠色除鹽方式中的EDI裝置的基本原理、優缺點及與混床的比較。
2、EDI的基本工作原理
EDI(Electro-de-ionization)是一種將離子交換技術、離子交換膜技術和離子電遷移技術(電滲析技術)相結合的純水制造技術。該技術利用離子交換能深度脫鹽來克服電滲析極化而脫鹽不*,又利用電滲析極化而發生水電離產生H和OH離子實現樹脂自再生來克服樹脂失效后通過化學藥劑再生的缺陷,是20世紀80年代以來逐漸興起的新技術。經過十幾年的發展,EDI技術已經在北美及歐洲占據了相當部分的超純水市場。
EDI裝置包括陰/陽離子交換膜、離子交換樹脂、直流電源等設備。其中陰離子交換膜只允許陰離子透過,不允許陽離子通過,而陽離子交換膜只允許陽離子透過,不允許陰離子通過。離子交換樹脂充夾在陰 陽離子交換膜之間形成單個處理單元,并構成淡水室。單元與單元之間用網狀物隔開,形成濃水室。在單元組兩端的直流電源陰 陽電極形成電場。來水水流流經淡水室,水中的陰 陽離子在電場作用下通過陰 陽離子交換膜被清除,進入濃水室。在離子交換膜之間充填的離子交換樹脂大大地提高了離子被清除的速度。同時,水分子在電場作用下產生氫離子和氫氧根離子,這些離子對離子交換樹脂進行連續再生,以使離子交換樹脂保持狀態。EDI裝置將給水分成三股獨立的水流:純水、濃水、和極水。純水(90%-95%)為最終得到水,濃水(5%-10%)可以再循環處理,極水(1%)排放掉。圖2表示了EDI的凈水基本過程。
EDI裝置屬于精處理水系統,一般多與反滲透(RO)配合使用,組成預處理、反滲透、EDI裝置的超純水處理系統,取代了傳統水處理工藝的混合離子交換設備。EDI裝置進水要求為電阻率為0.025-0.5MΩ·cm,反滲透裝置*可以滿足要求。EDI裝置可生產電阻率高達15MΩ·cm以上的超純水。
3、EDI裝置的特點
EDI裝置不需要化學再生,可連續運行,進而不需要傳統水處理工藝的混合離子交換設備再生所需的酸堿液,以及再生所排放的廢水。其主要特點如下:
連續運行,產品水水質穩定。
容易實現全自動控制。
無須用酸堿再生。
不會因再生而停機。
節省了再生用水及再生污水處理設施。
產水率高(可達95%)。
無須酸堿儲備和酸堿稀釋運送設施。
占地面積小。
使用安全可靠,避免工人接觸酸堿。
降低運行及維護成本。
設備單元模塊化,可靈活的組合各種流量的凈水設施。
安裝簡單、費用低廉?! ?/span>
4、EDI裝置與離子交換設備比較
EDI裝置與離子交換設備屬于水處理系統中的精處理設備,下面將兩種設備在產水水質、投資量及運行成本方面進行比較,來說明EDI裝置在水處理中應用的*性。
(1)產品水水質比較
EDI裝置是一個連續凈水過程,因此其產品水水質穩定,電阻率一般為15MΩ·cm,可達18MΩ·cm,達到超純水的指標。離子交換設施的凈水過程是間斷式的,在剛剛被再生后,其產品水水質較高,而在下次再生之前,其產品水水質較差。
(2)投資量比較
與離子交換設施相比EDI裝置投資量要高約20%左右,但從混床需要酸堿儲存、酸堿添加和廢水處理設施及后期維護、樹脂更換來看,兩者費用相差在10%左右。隨著技術的提高與批量生產,EDI裝置所需的投資量會大大的降低。另外,EDI裝置設備小巧,所需廠房遠遠小于混床。
(3)運行成本比較
EDI裝置運行費用包括電耗、水耗、藥劑費及設備折舊等費用,省去了酸堿消耗、再生用水、廢水處理和污水排放等費用。
在電耗方面,EDI裝置約0.5kWh/t水,混床工藝約0.35kWh/t水,電耗的成本在電廠來說是比較經濟的,可以用廠用電的價格核算。
在水耗方面,EDI裝置產水率高,不用再生用水,因此在此方面運行費用低于混床。
至于藥劑費和設備折舊費兩者相差不大。
總的來說,在運行費用中,EDI裝置噸水運行成本在2.4元左右,常規混床噸水運行成本在2.7元左右,高于EDI裝置。因此,EDI裝置多投資的費用在幾年內*可以回收。
5、EDI技術的應用
EDI技術在國外廣泛的應用有十幾年的時間,大多用于制藥行業、微電子行業、發電工業和實驗室。在表面清洗、表面涂裝、電解工業和化工工業,汽車用品的車用尿素設備等應用也日趨廣泛。在我國應用時間只有2-3年,主要用于醫藥和微電子工業的超純水的處理,而在發電行業化學水處理系統中的應用剛剛興起。
