電去離子Electrodeionization，簡(jiǎn)稱(chēng)EDI，又稱(chēng)連續(xù)電解除鹽技術(shù)，它科學(xué)地將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)融為一體，通過(guò)陰、陽(yáng)離子的選擇透過(guò)作用以及離子交換樹(shù)脂對(duì)水中離子的交換作用，在電場(chǎng)的作用下實(shí)現(xiàn)水中離子的定向遷移，從而達(dá)到水的深度凈化除鹽，并通過(guò)水電解產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子對(duì)裝填樹(shù)脂進(jìn)行連續(xù)再生，因此EDI制水過(guò)程不需酸、堿化學(xué)藥品再生即可連續(xù)制取高品質(zhì)超純水，它具有技術(shù)*、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于電力、電子、醫(yī)藥、化工、食品和實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域，是水處理技術(shù)的綠色革命

    電去離子(EDI)系統(tǒng)的工作原理

    電去離子(EDI)系統(tǒng)主要是在直流電場(chǎng)的作用下,通過(guò)隔板的水中電介質(zhì)離子發(fā)生定向移動(dòng),利用交換膜對(duì)離子的選擇透過(guò)作用來(lái)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行提純的一種科學(xué)的水處理技術(shù)。電滲析器的一對(duì)電極之間,通常由陰膜,陽(yáng)膜和隔板(甲、乙)多組交替排列,構(gòu)成濃室和淡室(即陽(yáng)離子可透過(guò)陽(yáng)膜,陰離子可透過(guò)陰膜).淡室水中陽(yáng)離子向負(fù)極遷移透過(guò)陽(yáng)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(yáng)膜截留,這樣通過(guò)淡室的水中離子數(shù)逐漸減少,成為淡水,而濃室的水中,由于濃室的陰陽(yáng)離子不斷涌進(jìn),電介質(zhì)離子濃度不斷升高,而成為濃水,從而達(dá)到淡化,提純,濃縮或精制的目的。

    自來(lái)水中常含有鈉、鈣、鎂、氯、硝酸鹽、矽等溶解鹽。這些鹽是由負(fù)電離子(負(fù)離子)和正電離子(正離子)組成。反滲透可以除去其中超過(guò)99%的離子。自來(lái)水也含有微量金屬，溶解的氣體(如CO2)和其他必須在工業(yè)處理中去除的弱離子化的化合物(如矽和硼)。

    交換反應(yīng)在模組的純化學(xué)室進(jìn)行，在那里陰離子交換樹(shù)脂用它們的氫氧根據(jù)離子(OH)來(lái)交換溶解鹽中的陰離了(如氯離子C1)。相應(yīng)地，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂用它們的氫離子(H)來(lái)交換溶解鹽中的陽(yáng)離子(如Na)。

    在位于模組兩端的陽(yáng)極(+)和陰極(-)之間加一直流電場(chǎng)。電勢(shì)就使交換到樹(shù)脂上的離子沿著樹(shù)脂粒的表面遷移并通過(guò)膜進(jìn)入濃水室。陽(yáng)極吸引負(fù)電離子(如OH，CI)這些離子通過(guò)陰離子膜進(jìn)入相臨的濃水流卻被陽(yáng)離子選擇膜阻隔，從而留在濃水流中。陰極吸引純水流中的陽(yáng)離子(如H，Na)。這些離子穿過(guò)陽(yáng)離子選擇膜，進(jìn)入相臨的濃水流卻被陰離子膜陰隔，從而留在濃水流中。當(dāng)水流過(guò)這兩種平行的室時(shí)，離子在純水室被除去并在相臨的濃水流中聚積，然后由濃水流將其從模組中帶走。在純水及濃水中離子交換樹(shù)脂的使用是ElectropupreEDI技術(shù)和的關(guān)鍵。一個(gè)重要的現(xiàn)象在純水室的離子交換樹(shù)脂中發(fā)生。在電勢(shì)差高的局部區(qū)域，電化學(xué)反應(yīng)分解的水產(chǎn)生大量的H和OH。在混床離子交換樹(shù)脂中局部H和OH的產(chǎn)生使樹(shù)脂和膜不需要添加化學(xué)藥品就可以持續(xù)再生。

    EDI 膜堆是由夾在兩個(gè)電極之間一定對(duì)數(shù)的單元組成。在每個(gè)單元內(nèi)有兩類(lèi)不同的室:待除鹽的淡水室和收集所除去雜質(zhì)離子的濃水室。淡水室中用混勻的陽(yáng)、陰離子交換樹(shù)脂填滿(mǎn)，這些樹(shù)脂位于兩個(gè)膜之間:只允許陽(yáng)離子透過(guò)的陽(yáng)離子交換膜及只允許陰離子透過(guò)的陰離子交換膜。 樹(shù)脂床利用加在室兩端的直流電進(jìn)行連續(xù)地再生，電壓使進(jìn)水中的水分子分解成 H+及 OH-，水中的這些離子受相應(yīng)電極的吸引，穿過(guò)陽(yáng)、陰離子交換樹(shù)脂向所對(duì)應(yīng)膜的方向遷移，當(dāng)這些離子透過(guò)交換膜進(jìn)入濃室后， H +和 OH-結(jié)合成水。這種 H+和 OH-的產(chǎn)生及遷移正是樹(shù)脂得以實(shí)現(xiàn)連續(xù)再生的機(jī)理。

    當(dāng)進(jìn)水中的 Na+及 CI-等雜質(zhì)離子吸咐到相應(yīng)的離子交換樹(shù)脂上時(shí)，這些雜質(zhì)離子就會(huì)發(fā)生象普通混床內(nèi)一樣的離子交換反應(yīng)，并相應(yīng)地置換出 H+及 OH-。一旦在離子交換樹(shù)脂內(nèi)的雜質(zhì)離子也加入到 H+及 OH-向交換膜方向的遷移，這些離子將連續(xù)地穿過(guò)樹(shù)脂直至透過(guò)交換膜而進(jìn)入濃水室。這些雜質(zhì)離子由于相鄰隔室交換膜的阻擋作用而不能向?qū)?yīng)電極的方向進(jìn)一步地遷移，因此雜質(zhì)離子得以集中到濃水室中，然后可將這種含有雜質(zhì)離子的濃水排出膜堆。

    電去離子(EDI)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

    1、電廠化學(xué)水處理;

    2、電子、半導(dǎo)體、精密機(jī)械行業(yè)超純水;

    3、食品、飲料、飲用水的制備;

    4、小型純水站，團(tuán)體飲用純水;

    5、精細(xì)化工、精尖學(xué)科用水;

    6、其他行業(yè)所需的高純水制備;

    7、制藥工業(yè)工藝用水;

    8、海水、苦咸水的淡化;

    EDI系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益及市場(chǎng)分析

    EDI技術(shù)出現(xiàn)，更進(jìn)一步降低了運(yùn)行成本，無(wú)酸堿消耗，對(duì)環(huán)境不造成任何污染，使我們真正進(jìn)入綠色水處理的時(shí)代，且能耗少，每產(chǎn)水3.8m3/h，耗電1kw。目前，市場(chǎng)上常用的多為國(guó)外產(chǎn)品，如Ebara、Orgamo、Nomura、Nippon Rensui和Elga。但其共同特點(diǎn)是費(fèi)用高。所以本產(chǎn)品如進(jìn)行市場(chǎng)開(kāi)拓，肯定會(huì)有良好的發(fā)展前景。其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都會(huì)異常顯著。

    EDI設(shè)備的經(jīng)濟(jì)技術(shù)特點(diǎn)及環(huán)保價(jià)值

    EDI技術(shù)的特點(diǎn)是用電場(chǎng)和離子膜取代離子交換樹(shù)脂的化學(xué)再生，使RO-EDI純水系統(tǒng)在設(shè)備結(jié)構(gòu)、使用操作、運(yùn)行費(fèi)用等方面與RO2混床相比具有明顯優(yōu)勢(shì);并克服了再生樹(shù)脂所產(chǎn)生的廢水排放問(wèn)題。

    (1)EDI與RO配套使用,可調(diào)節(jié)電流以改變出水質(zhì)量，用標(biāo)準(zhǔn)模塊組合改變出水量。十多年的商業(yè)應(yīng)用表明，該系統(tǒng)在100磅/平方英寸(7kg/cm2)壓力下運(yùn)行穩(wěn)定，出水電阻率可達(dá)到16M8·cm以上，含Si量在20ppb以下，水質(zhì)可靠，能滿(mǎn)足目前Z嚴(yán)格的工業(yè)用水質(zhì)量要求，出水量可高達(dá)2000加侖/分(450立方米/小時(shí))。

    (2)EDI不用再生樹(shù)脂，免除了樹(shù)脂化學(xué)再生配套設(shè)施(如酸堿貯罐、泵和管道)使純水系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，投資節(jié)省，操作簡(jiǎn)化，運(yùn)行費(fèi)用降低。

    (3)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較還表明，EDI比混床系統(tǒng)更能適應(yīng)進(jìn)水中TDS變化而不影響出水質(zhì)量，而且對(duì)制水成本影響很小。

    (4)EDI環(huán)境效益顯著，表現(xiàn)在二個(gè)方面:①克服了樹(shù)脂化學(xué)再生造成的廢水污染;②EDI排放的濃水可直接回到RO之前再利用，這樣EDI單元可以做到?jīng)]有廢水排放。

    EDI技術(shù)應(yīng)用前景

    由于EDI上述優(yōu)點(diǎn)，EDI技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展很快。其應(yīng)用不僅在制藥、造紙、化工、發(fā)電等工業(yè)部門(mén)，而且還應(yīng)用于其他領(lǐng)域。事實(shí)上，EDI已在國(guó)際上形成穩(wěn)定市場(chǎng)，并在不斷拓展。隨著環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng)和環(huán)保要求的提高，與需要化學(xué)再生而產(chǎn)生大量廢水污染的傳統(tǒng)混床相比，EDI技術(shù)將倍受青睞。

    我國(guó)還沒(méi)有大規(guī)模應(yīng)用EDI技術(shù)，與UF和RO等膜技術(shù)研究相比，EDI技術(shù)研究滯后。而國(guó)內(nèi)水處理技術(shù)市場(chǎng)很大，并且發(fā)展很迅猛。因此，研究開(kāi)發(fā)和應(yīng)用EDI技術(shù)十分必要。

    EDI工作原理

    EDI模塊將離子交換樹(shù)脂充夾在陰/陽(yáng)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(shù)量的EDI單元間用格板隔開(kāi)，形成濃水室和淡水室。又在單元組兩端設(shè)置陰/陽(yáng)電極。在直流電的推動(dòng)下，通過(guò)淡水室水流中的陰陽(yáng)離子分別穿過(guò)陰陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入到濃水室而在淡水室中去除。而通過(guò)濃水室的水將離子帶出系統(tǒng)，成為濃水. EDI設(shè)備一般以二級(jí)反滲透設(shè)備(RO)純水作為EDI給水。RO純水電導(dǎo)率一般是40-2μS/cm(25℃)。EDI純水電阻率可以高達(dá)18 MΩ.cm(25℃)，但是根據(jù)去離子水用途和系統(tǒng)配置設(shè)置，EDI超純水適用于制備電阻率要求在1-18.2MΩ.cm(25℃)的純水。