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文件名称:三期培训第六讲:EDI基本原理.docx
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更新时间:2025-05-26
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文档摘要

EDI技术简介

EDI技术简介和工作原理

EDI〔Electrodeionization〕又称连续电除盐技术,它科学地将电渗析技术和离子交换技术融为一体,通过阳、阴离子膜对阳、阴离子的选择透过作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用,在电场的作用下实现水中离子的定向迁移,从而到达水的深度净化除盐,并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进展连续再生,因此EDI制水过程不需酸、碱化学药品再生即可连续制取高品质超纯水,它具有技术先进、构造紧凑、操作简便的优点,是水处理技术的绿色革命。

EDI工作原理

构造:EDI由电极、淡水通道、浓水通道构成。交替排列的阴阳离子交换膜分别构成淡水和浓水流道,离子交换树脂以肯定的方式填充于淡水室,和阴阳电

极一起组成了EDI单元。

原理:EDI的除盐过程即在化学位差的作用下水中的离子与树脂活性基团上的可交换离子进展离子交换,并在直流电场的作用下进展选择性的定向迁移.

由于淡水室中阳树脂颗粒的严密接触,使阳树脂的活性基团形成了一个只允许阳离子通过的“阳离子传输通道”,同样,淡水室中阴树脂颗粒的严密接触,使阴树脂的活性基团形成了一个只允许阴离子通过的“阴离子传输通道”。当原水通过淡水室时,在直流电场的作用下,水中的阳离子沿着“阳离子传输通道”向右边的负极定向迁移,遇到阳膜而顺当通过进入隔壁的浓

水室;同样,水中的阴离子沿着“阴离子传输通道”向左边的正极定向迁移,遇到阴膜而顺当通过进入隔壁的浓水室。随着这一过程的进展,淡水室中的离子不断削减,到达除去水中盐类的目的;而浓水室中没有填充树脂,水中阳离子在直流电场的作用下向右边的负极定向迁移,遇到的是阴膜不能通过。水中阴离子在直流电场的作用下向左边的正极定向迁移,遇到的是阳膜也不能通过,让不断被流过的浓水带出浓水室。所以浓水室中的离子浓度不会太高。

与此同时,由于离子交换树脂和离子交换膜的选择透过性,水中离子在树脂和膜中的迁移速度比水中的迁移速度大100到1000倍以上。所以在树脂颗粒外表和网孔内部外表及膜的外表处,离子浓度很快降至接近于零,即产生了浓差极

化。这时的电流密度称为极限集中电流密度,假设进一步增大电流密度,淡水室中原有的离子已不能完全满足传导电流的需要,必将导致上述外表的水被电离为H

+和OH-,以负载局部电流,并与树脂上的可交换离子进展交换,使有相当数量的树脂以RH和ROH形态存在,这一过程可称为树脂的“电再生”,从而保证了EDI淡水室中离子迁移、离子交换和“电再生”这三过程的连续性。

在纵向上我们又可以把EDI工作过程由进水侧到产水侧分成3局部,靠近进水侧称为饱和区,即这局部区间里,填充的树脂已和进水的离子发生离子交换;靠近出水侧的称为再生区,即在这局部区间里,出水的大局部别子已经除去,少量弱电离离子在这里得到去除,同时纯水在这个区间里被电离,生成的H+和OH-得以再生填充的树脂。在饱和区和再生区之间称为工作区,离子交换和电再生在这个区电里趋向平衡。

浓水循环系统:在系统中设臵浓水循环系统,一方面可通过增加浓水室的电导率而减小浓水室的电阻,另一方面浓水室保持较高的流量也可以削减结垢的可能性.一般保持浓水室的电导率为150-500μs/cm。

加盐系统:由于EDI系统原水电导率低,可能达不到相应的浓水电导率,为了保持足够大的电流通过模块,以利于离子的定向迁移,必需在浓水室中参加盐以到达相应的浓水电导率,削减浓水室的电阻。因此系统设臵了加盐系统。当浓水循环泵启动时同时启动。

极水排放:小局部循环的浓水通过极水室后直接排污,极水带走局部杂质离子和

电极反响的产物,如H、O和CL,一些CL

会溶解于水中。这样氧化剂的存在不

2 2 2 2

利回收,并且极水排放量很少故必需把它排污掉。极水排污不回收利用。两个电

极的极水由浓水补充.(阴极化学反响:2H

O+2e-=2OH-+H

2

,生成氢气,PH值高,易产

2

生结垢,水从阴极得到电子,阳极反响:2H

生成氯气,PH值低,阳极从水中得到电子)

O=4H++O2+4e-;2CL-=CL

2

+2e-,生成氧气,

2

浓水排放:浓水侧的阳离子交换膜PH值很低(H+多),浓水侧的阴离子交换膜PH值很高(OH-离子多),极端的高PH值简洁导致结垢,浓水室保持较高的流速可以削减结垢,所以设臵浓水循环,同时浓水室中被浓缩的离子浓度假设超过肯定的极限就会产生结垢。为了防止这种现象发生,因此需要少量的浓水排污,排掉的浓水通过浓水补充阀补充。

EDI除盐的特点

它与传统的离子交换混床相比具有以下优点:〔1〕操作无需酸碱再生,节约了反冲和清洗用水,使水处理变得简洁了。〔2〕连续运行,产品水水质稳定不