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EDI超純水制取預(yù)處理應(yīng)用的必要性

純水制取中采用EDI模塊和膜分離技術(shù)相結(jié)合，這兩項(xiàng)技術(shù)在設(shè)備運(yùn)行中對(duì)進(jìn)入的水質(zhì)也有著相應(yīng)的要求。膜元件具有微孔極小的特點(diǎn)，如果進(jìn)入反滲透裝置的水質(zhì)大顆粒雜質(zhì)較多，會(huì)直接導(dǎo)致膜元件堵塞，影響整套設(shè)備的運(yùn)行。EDI模塊屬于目前超純水制取裝置中最核心的技術(shù)，它通過電去離子的方式對(duì)水質(zhì)進(jìn)行純化，如果模塊被污染物質(zhì)堆積，不僅僅影響離子交換工藝的正常運(yùn)行，而且直接破壞了EDI模塊，EDI模塊是目前超純水制取中*的技術(shù)，所以價(jià)格較其他配件貴，如果不對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理，就會(huì)縮短設(shè)備使用壽命，給用戶帶來經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

EDI超純水裝置的特點(diǎn)

EDI超純水裝置工藝是應(yīng)用在反滲透系統(tǒng)之后，取代傳統(tǒng)的混合離子交換技術(shù)（MB-DI）生產(chǎn)穩(wěn)定的去離子水。EDI技術(shù)與混合離子交換技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn):

1、占地空間小，省略了混床和再生裝置

2、產(chǎn)水連續(xù)穩(wěn)定，出水質(zhì)量高，而混床在樹脂臨近失效時(shí)水質(zhì)會(huì)變差

EDI超純水裝置是一個(gè)連續(xù)凈水過程，因此其產(chǎn)品水水質(zhì)穩(wěn)定,電阻率一般為15MΩ·cm，最高可達(dá)18MΩ·cm，達(dá)到超純水的指標(biāo)。混床離子交換設(shè)施的凈水過程是間斷式的，在剛剛被再生后，其產(chǎn)品水水質(zhì)較高，而在下次再生之前，其產(chǎn)品水水質(zhì)較差。

3、運(yùn)行費(fèi)用低，再生只耗電，不用酸堿，節(jié)省材料費(fèi)用

EDI超純水裝置運(yùn)行費(fèi)用包括電耗、水耗、藥劑費(fèi)及設(shè)備折舊等費(fèi)用，省去了酸堿消耗、再生用水、廢水處理和污水排放等費(fèi)用。

在電耗方面，EDI超純水裝置約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(jīng)濟(jì)的，可以用廠用電的價(jià)格核算。

在水耗方面，EDI超純水裝置產(chǎn)水率高，不用再生用水，因此在此方面運(yùn)行費(fèi)用低于混床。至于藥劑費(fèi)和設(shè)備折舊費(fèi)兩者相差不大。

總的來說，在運(yùn)行費(fèi)用中，常規(guī)混床噸水運(yùn)行成本高于EDI超純水裝置。因此，EDI超純水裝置多投資的費(fèi)用在幾年內(nèi)可以回收。

4、環(huán)保效益顯著，增加了操作的安全性

EDI技術(shù)屬于環(huán)保型技術(shù)，離子交換樹脂不需酸、堿化學(xué)再生，節(jié)約大量酸、堿和清洗用水，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。更重要的是無廢酸、廢堿液排放，屬于非化學(xué)式的水處理系統(tǒng)，它無需酸、堿的貯存、處理及無廢水的排放，因而它對(duì)新用戶具有特別的吸引力。

EDI超純水制取中預(yù)處理工藝解析

預(yù)處理的作用主要是去除或降低原水中的懸浮物質(zhì)、膠體等大顆粒雜質(zhì)。通常情況下預(yù)處理常用的方式有:

1、 沉淀:利用自然沉淀或藥劑軟化，使水中的泥沙、大顆粒懸浮物或硬度生成沉淀物進(jìn)行沉降處理，已達(dá)到去除雜質(zhì)的目的。

2、 混凝澄清:利用混凝劑使水中的固體顆粒因互相接觸吸附，改變其大小形狀和密度，已使其從水中分離出去。

3、 過濾:是應(yīng)用較為廣泛的一項(xiàng)預(yù)處理技術(shù)，與樹脂原料相結(jié)合，使水中雜質(zhì)被濾料截留，澄清水質(zhì)。

運(yùn)用科學(xué)合理的方式對(duì)原水進(jìn)行預(yù)處理，確保EDI純水裝置持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，預(yù)處理技術(shù)的應(yīng)用為純水制取奠定基礎(chǔ)。

超純水EDI

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(shù)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(shè)置陰/陽電極。在直流電的推動(dòng)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(jìn)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(tǒng)，成為濃水. EDI設(shè)備一般以二級(jí)反滲透（RO）純水作為EDI給水。RO純水電阻率一般是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。

EDI技術(shù)被制藥工業(yè)、微電子工業(yè)、發(fā)電工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室所普遍接受。在表面清洗、表面涂裝、電解工業(yè)和化工工業(yè)的應(yīng)用也日趨廣泛。

超純水制造歷史進(jìn)程

第一階段:預(yù)處理過濾器-->陽床-->陰床-->混合床

第二階段:預(yù)處理過濾器-->反滲透-->混合床

目前階段:預(yù)處理過濾器-->反滲透-->EDI（無需酸堿）

EDI設(shè)備優(yōu)點(diǎn)

①水質(zhì)穩(wěn)定

②容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制

③不會(huì)因再生而停機(jī)

④不需化學(xué)再生

⑤運(yùn)行費(fèi)用低

⑥廠房面積小

⑦無污水排放

EDI裝置樹脂層態(tài)分析

為了更好地說明EDI的工作原理;試驗(yàn)時(shí)淡水室的樹脂層按水流方向分為4段，并按垂直水流的方向?qū)渲譃?段;對(duì)運(yùn)行一段時(shí)間后的陽離子樹脂層態(tài)進(jìn)行分析.

在垂直于水流方向上，陽離子在樹脂層中向著負(fù)極作定向移動(dòng)，導(dǎo)致靠近負(fù)極區(qū)域的失效樹脂越來越多，同時(shí)，陽膜界面極化產(chǎn)生的H+離子在直流電場(chǎng)的作用下向負(fù)極移動(dòng)，在移動(dòng)的過程中對(duì)失效樹脂進(jìn)行再生，將正極附近的失效樹脂中的陽離子置換下來，因此在陽離子的樹脂層態(tài)圖中，靠近負(fù)極區(qū)域上的失效樹脂比靠近正極區(qū)域的失效樹脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高。而陰離子的樹脂層態(tài)圖則相反，靠近正極區(qū)域的失效樹脂比靠近負(fù)極區(qū)域的失效樹脂的的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高?；齑驳拇怪彼鞣较虻臉渲膶討B(tài)分布與EDI有較大的差異，其失效樹脂的的質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本一致。

在順?biāo)鞣较蛏?，失效樹脂的的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減少，和混床運(yùn)行時(shí)的樹脂層態(tài)相同。不同點(diǎn)在于，混床隨著運(yùn)行時(shí)間的變化，樹脂床層逐漸向下移動(dòng)，保護(hù)層越來越薄，最后導(dǎo)致喪失交換能力，必須通過再生使其恢復(fù)工作狀態(tài)。而EDI在運(yùn)行過程中，其樹脂層態(tài)保持相對(duì)穩(wěn)定，不會(huì)隨運(yùn)行時(shí)間發(fā)生變化。

EDI的樹脂層態(tài)按水流方向分為三個(gè)部分，即遷移層、穩(wěn)定層、保護(hù)層。遷移層位于淡水室人口處，溶液中離子含量較高，樹脂中離子發(fā)生遷移留下的空位能夠得到溶液主體中離子的補(bǔ)充，在遷移層中，離子的遷移方式與電滲析類似，不同的是在EDI中離子主要通過樹脂層發(fā)生遷移，而電滲析中離子通過溶液發(fā)生遷移，由于樹脂的導(dǎo)電性能使得其極限電流較電滲析高，因此離子的遷移速度也相應(yīng)增加。在穩(wěn)定層中，隨著離子的遷移，溶液相中的離子逐漸減少，在直流電場(chǎng)的作用下，溶液中的離子難以承擔(dān)傳遞電流的責(zé)任，這時(shí)在膜和樹脂與溶液界面發(fā)生水解離的現(xiàn)象，使部分水分子裂解為氫離子和氫氧根離子，來完成電流的傳遞。氫離子和氫氧根離子在遷移的過程中使得陰陽離子樹脂得到再生，這樣穩(wěn)定層中的樹脂處于不斷交換、不斷再生的穩(wěn)定狀態(tài)。在淡水室出口，這時(shí)溶液中幾乎沒有其它離子，通過淡水室的電流主要由裂解的氫離子和氫氧根離子來傳遞，這些氫離子和氫氧根離子使該區(qū)域的樹脂得到高度再生，我們稱之為保護(hù)層，保護(hù)層中的樹脂主要以氫型和氫氧根型的形式存在。因此其交換能力更強(qiáng)，從其它層態(tài)泄漏的離子難以穿透，使出水水質(zhì)得到了很好的保證。