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EDI(Electrodeionization)又稱連續(xù)電除鹽技術(shù),是電子工業(yè)車用尿素設(shè)備的核心技術(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,通過陽、陰離子膜對(duì)陽、陰離子的選擇透過作用以及離子交換樹脂對(duì)水中離子的交換作用,在電場的作用下實(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,并通過水電解產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子對(duì)裝填樹脂進(jìn)行連續(xù)再生,因此EDI制水過程不需酸、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。 出水水質(zhì)具有的穩(wěn)定度
EDI(Electrodeionization)是一種將離子交換技術(shù)、離子交換膜技術(shù)和離子電遷移技術(shù)相結(jié)合的純水制造技術(shù)。它巧妙的將電滲析和離子交換技術(shù)相結(jié)合,利用兩端電壓使水中帶電離子移動(dòng),并配合離子交換樹脂及選擇性樹脂膜以加速離子移動(dòng)去除,從而達(dá)到水純化的目的
因而,這里的EDI系統(tǒng)是一種純水制造系統(tǒng)
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(shí),水分子在電場作用下產(chǎn)生氫離子和氫氧根離子,這些離子對(duì)離子交換樹脂進(jìn)行連續(xù)再生,以使離子交換樹脂保持狀態(tài)。車用尿素設(shè)備在所使用的純凈水必須經(jīng)過電子除鹽處理。
EDI超純水設(shè)備超純水:
制造歷史進(jìn)程階段: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) 近幾十年以來,混床離子交換技術(shù)(D)一直作為超純水制備的標(biāo)準(zhǔn)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(xué)藥品(酸堿)和工業(yè)純水,并造成一定的環(huán)境問題,因此需要開發(fā)無酸堿超純水系統(tǒng)。 正因?yàn)閭鹘y(tǒng)的離子交換已經(jīng)越來越無法滿足現(xiàn)代工業(yè)和環(huán)保的需求,于是將膜、樹脂和電化學(xué)原理相結(jié)合的EDI技術(shù)成為水處理技術(shù)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(dāng)今世界的環(huán)保要求。
電去離子(EDI)系統(tǒng)主要是在直流電場的作用下,通過隔板的水中電介質(zhì)離子發(fā)生定向移動(dòng),利用交換膜對(duì)離子的選擇透過作用來對(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,陽膜和隔板(甲、乙)多組交替排列,構(gòu)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(fù)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(shù)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(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。
自從1986年EDI膜堆技術(shù)工業(yè)化以來,已安裝了數(shù)千套EDI系統(tǒng),猶其在制藥、半導(dǎo)體、電力和表面清洗等工業(yè)中得到了大力的發(fā)展,同時(shí)在廢水處理、飲料及微生物等領(lǐng)域也得到廣泛使用。
EDI設(shè)備是應(yīng)用在反滲透系統(tǒng)之后,取代傳統(tǒng)的混床離子交換技術(shù)(MB-DI)生產(chǎn)穩(wěn)定的超純水。
EDI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
目前在發(fā)電廠水處理工藝中有三種方式:
種方式為傳統(tǒng)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(duì)離子交換樹脂再生,因此運(yùn)行費(fèi)用增加,并且再生后的排水對(duì)環(huán)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(yùn)行費(fèi)用稍有降低,對(duì)環(huán)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(shè)備中酸堿的使用,實(shí)現(xiàn)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(yōu)缺點(diǎn)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(shù)、離子交換膜技術(shù)和離子電遷移技術(shù)(電滲析技術(shù))相結(jié)合的純水制造技術(shù)。該技術(shù)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(fā)生水電離產(chǎn)生H和OH離子實(shí)現(xiàn)樹脂自再生來克服樹脂失效后通過化學(xué)藥劑再生的缺陷,是20世紀(jì)80年代以來逐漸興起的新技術(shù)。經(jīng)過十幾年的發(fā)展,EDI技術(shù)已經(jīng)在北美及歐洲占據(jù)了相當(dāng)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(shè)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(gè)處理單元,并構(gòu)成淡水室。單元與單元之間用網(wǎng)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(jīng)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(jìn)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(shí),水分子在電場作用下產(chǎn)生氫離子和氫氧根離子,這些離子對(duì)離子交換樹脂進(jìn)行連續(xù)再生,以使離子交換樹脂保持狀態(tài)。EDI裝置將給水分成三股獨(dú)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(huán)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(tǒng),一般多與反滲透(RO)配合使用,組成預(yù)處理、反滲透、EDI裝置的超純水處理系統(tǒng),取代了傳統(tǒng)水處理工藝的混合離子交換設(shè)備。EDI裝置進(jìn)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(chǎn)電阻率高達(dá)15MΩ·cm以上的超純水。
3、EDI裝置的特點(diǎn)
EDI裝置不需要化學(xué)再生,可連續(xù)運(yùn)行,進(jìn)而不需要傳統(tǒng)水處理工藝的混合離子交換設(shè)備再生所需的酸堿液,以及再生所排放的廢水。其主要特點(diǎn)如下:
連續(xù)運(yùn)行,產(chǎn)品水水質(zhì)穩(wěn)定。
容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制。
無須用酸堿再生。
不會(huì)因再生而停機(jī)。
節(jié)省了再生用水及再生污水處理設(shè)施。
產(chǎn)水率高(可達(dá)95%)。
無須酸堿儲(chǔ)備和酸堿稀釋運(yùn)送設(shè)施。
占地面積小。
使用安全可靠,避免工人接觸酸堿。
降低運(yùn)行及維護(hù)成本。
設(shè)備單元模塊化,可靈活的組合各種流量的凈水設(shè)施。
安裝簡單、費(fèi)用低廉。
4、EDI裝置與離子交換設(shè)備比較
EDI裝置與離子交換設(shè)備屬于水處理系統(tǒng)中的精處理設(shè)備,下面將兩種設(shè)備在產(chǎn)水水質(zhì)、投資量及運(yùn)行成本方面進(jìn)行比較,來說明EDI裝置在水處理中應(yīng)用的*性。
(1)產(chǎn)品水水質(zhì)比較
EDI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,可達(dá)18MΩ·cm,達(dá)到超純水的指標(biāo)。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。
(2)投資量比較
與離子交換設(shè)施相比EDI裝置投資量要高約20%左右,但從混床需要酸堿儲(chǔ)存、酸堿添加和廢水處理設(shè)施及后期維護(hù)、樹脂更換來看,兩者費(fèi)用相差在10%左右。隨著技術(shù)的提高與批量生產(chǎn),EDI裝置所需的投資量會(huì)大大的降低。另外,EDI裝置設(shè)備小巧,所需廠房遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于混床。
(3)運(yùn)行成本比較
EDI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,EDI裝置噸水運(yùn)行成本在2.4元左右,常規(guī)混床噸水運(yùn)行成本在2.7元左右,高于EDI裝置。因此,EDI裝置多投資的費(fèi)用在幾年內(nèi)*可以回收。
5、EDI技術(shù)的應(yīng)用
EDI技術(shù)在國外廣泛的應(yīng)用有十幾年的時(shí)間,大多用于制藥行業(yè)、微電子行業(yè)、發(fā)電工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室。在表面清洗、表面涂裝、電解工業(yè)和化工工業(yè),汽車用品的車用尿素設(shè)備等應(yīng)用也日趨廣泛。在我國應(yīng)用時(shí)間只有2-3年,主要用于醫(yī)藥和微電子工業(yè)的超純水的處理,而在發(fā)電行業(yè)化學(xué)水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用剛剛興起。
