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EDI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)。它通過使用由離子膜、離子交換樹脂組成的基本單元——膜組件，在直流電的作用下，無需使用酸堿對樹脂進(jìn)行再生，即可連續(xù)不斷地長期運(yùn)行，穩(wěn)定可靠地制出電阻率高達(dá)18兆歐.厘米的超純水。
EDI技術(shù)自上世紀(jì)80年代前后誕生以來，經(jīng)過數(shù)十年的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)踐，目前在技術(shù)上已經(jīng)非常成熟，其單位造價(jià)也降到了合適大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用的水平。由于EDI相比于其它的純水制造方法，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、運(yùn)行穩(wěn)定、產(chǎn)水品質(zhì)高、回收率高、無酸堿再生及其相關(guān)問題的困擾、運(yùn)行費(fèi)用非常低廉等優(yōu)點(diǎn)EDI技術(shù)在工業(yè)純水、超純水的制備中將起到不可或缺、日益重要的作用。
EDI設(shè)備工作原理
高純度水對許多工商業(yè)工程非常重要，比如：半導(dǎo)體制造業(yè)和制藥業(yè)。以前這些工業(yè)用的純凈水是用離子交換獲得的。然而，膜系統(tǒng)和膜處理過程作為預(yù)處理過程或離子交換系統(tǒng)的替代品越來越流行。如電除鹽過程（EDI）之類的膜系統(tǒng)可以很干凈地去除礦物質(zhì)并可以連續(xù)工作。而且，膜處理過程在機(jī)械上比離子交換系統(tǒng)簡單得多，并不需要酸、堿再生及廢水中和。EDI處理過程是膜處理過程中增長最快的業(yè)務(wù)之一。EDI是帶有特殊水槽的非反向電滲析（ED），這個(gè)水槽里的液流通道中填充了混床離子交換樹脂。EDI主要用于把總固體溶解量（TDS）為1-20mg/L的水源制成8-17兆歐純凈水。通常水源是由反滲透（RO）產(chǎn)生。ED和EDI都是用直流電作為除鹽的能源。如圖所示，溶液中的離子被吸向帶相反電荷的電極。用陰、陽離子選擇膜把電極之間的空間隔成小室，這樣可以把一半小室中的鹽除去，而在另一半小室內(nèi)濃縮。不斷地給小室供水和抽水，就可以建立連續(xù)的除鹽處理過程。(如圖1)
ED和EDI中用的膜是用離子交換樹脂制成片狀，通常為了增加強(qiáng)度會(huì)在樹脂片上附一層布。ED和EDI的物理區(qū)別（如圖2）主要在于除鹽室里填充的是混床離子交換樹脂珠。
離子的轉(zhuǎn)移分為2個(gè)步驟。首先離子擴(kuò)散到離子交換樹脂，然后在電場作用下穿過樹脂到達(dá)膜。因?yàn)檫@樣的電阻較小，電流會(huì)流過離子交換樹脂。EDI的濃縮室中沒有樹脂。 EDI中水電離的作用要理解EDI和它的用途，就必須理解"水的電離"。水電離后就會(huì)變?yōu)闅潆x子和氫氧根離子。如果離子在結(jié)合為水以前被分離、就會(huì)形成酸和堿。在ED和EDI中，如果電流超過了移動(dòng)溶解鹽所需的能量，水就會(huì)電離。在ED過程中在陰離子交換膜上有較低電流時(shí)就會(huì)發(fā)生水的電離，原因尚未找出。在ED系統(tǒng)中過大的電流會(huì)引起水的電離。氫離子在直流電場的作用下進(jìn)入離子交換樹脂，并在那與碳酸氫根離子反應(yīng)生成CO2。這會(huì)降低水的pH值。氫氧根離子進(jìn)入陰離子交換膜并與碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸根離子。如果水中存在Ca2+，一部分Ca2+就會(huì)從濃縮室中進(jìn)入陰離子交換膜。陰離子交換膜并不能100%阻隔陽離子。這就使CaCO3沉積在膜內(nèi)部。如果水中沒有鈣或碳酸氫根，氫離子會(huì)穿過擴(kuò)散流通道和陽離子交換膜而進(jìn)入濃縮室。而OH-會(huì)通過陰離子交換膜進(jìn)入濃縮室。兩者會(huì)在濃縮室中結(jié)合成水。（如圖3）
在EDI池中電流是通過離子交換珠的。所以在離子交換珠互相接觸的地方和交換珠與膜接觸的地方，如果有較大的電流，水就會(huì)電離。 在較強(qiáng)電流的作用下，離子交換樹脂不斷地被酸或堿再生。與溶液中的鹽一起進(jìn)入濃縮室中的H+和OH-離子結(jié)合為水。EDI水適用于：醫(yī)用超純水技術(shù)，醫(yī)藥超純水，醫(yī)藥超純水工程，醫(yī)藥超純水設(shè)備，醫(yī)藥超純水機(jī)，也可以選擇混床、混床設(shè)備、PET。 |
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