發布時間:2025/5/30 新聞來源:唯賽環保 瀏覽次數:
一、EDI模塊的基本原理
電去離子(Electrodeionization, EDI)是一種結合電滲析(ED)與離子交換(IX)技術的先進脫鹽工藝,用于制備超純水(電阻率≥18.2 MΩ·cm)。其核心是通過直流電場驅動離子遷移,并利用離子交換樹脂再生能力實現連續運行,無需化學再生劑。
一,EDI模塊的運行過程詳解
1. 進水預處理階段
- 水質要求:
- 電導率:≤10 μS/cm(通常為反滲透RO產水)
- TOC(總有機碳):≤0.5 ppm
- 硬度:接近零(避免結垢)
- 關鍵步驟:
- 過濾:去除懸浮物、顆粒物(多介質過濾器+保安過濾器)。
- 軟化/阻垢:防止EDI膜堆結垢(可選鈉離子交換器或阻垢劑投加)。
- pH調節:維持中性(pH 6.5~7.5),避免酸堿腐蝕或影響樹脂性能。
2. EDI模塊內部工作流程
EDI模塊由淡水室、濃水室和極水室組成,其核心過程如下:
- 離子遷移:
- 進水(含微量離子)進入淡水室,其中的陽離子(如Na?、Ca²?)被吸引向負極,陰離子(如Cl?、SO?²?)被吸引向正極。
- 離子通過選擇性離子交換膜(陽膜/陰膜)遷移至濃水室。
- 樹脂再生:
- 淡水室內填充混合離子交換樹脂(陽樹脂+陰樹脂),在直流電場作用下:
- 樹脂上的H?和OH?不斷再生,替代被遷移走的離子,維持樹脂交換能力。
- 關鍵區別于傳統混床:無需化學再生,實現連續運行。
- 淡水室內填充混合離子交換樹脂(陽樹脂+陰樹脂),在直流電場作用下:
- 極水室作用:
- 極水室收集電極反應產生的氣體(H?、O?)和少量離子,需定期排放以防止污染。
3. 產水與濃水排放
- 產水:淡水室流出的水為高純水,電阻率可達15~18.2 MΩ·cm。
- 濃水:含高濃度離子,需排放(通常占進水量的5%~15%,具體取決于系統設計)。
4. 電場驅動與能量消耗
- 電壓與電流:EDI模塊需施加直流電壓(0.5~1.5 V/cell),電流密度取決于進水水質和模塊設計。
- 能耗:典型值為0.05~0.15 kWh/m³(遠低于蒸餾法)。
二,EDI模塊運行的關鍵控制參數
- 進水水質監控:
- 電導率、TOC、硬度、SiO?(二氧化硅)等指標需穩定達標。
- 電流與電壓調節:
- 根據進水水質調整電場強度,避免過載或欠載。
- 溫度控制:
- **運行溫度為20~30℃(溫度升高可提高離子遷移速率,但過高會加速樹脂降解)。
- 壓力平衡:
- 淡水室壓力略高于濃水室,防止濃水倒流污染淡水。
三,常見故障與維護措施
問題現象 | 可能原因 | 解決方案 |
---|---|---|
產水電導率升高 | 進水水質惡化、樹脂失效、膜污染 | 檢查預處理系統、清洗EDI模塊、更換樹脂 |
電流異常波動 | 電極結垢、離子遷移受阻 | 清洗電極、檢查膜堆完整性 |
濃水流量不足 | 管路堵塞、泵故障 | 清理管路、檢修泵 |
氣體積累(H?/O?) | 電極反應過度 | 調整電壓、檢查極水排放系統 |
四,EDI模塊的優勢與局限性
- 優勢:
- 連續運行,無需化學再生,降低運行成本。
- 產水水質穩定,無酸堿廢液排放(環保)。
- 模塊化設計,易于擴展和維護。
- 局限性:
- 對進水水質要求高(尤其SiO?和有機物)。
- 初始投資成本較高(但長期節省化學試劑費用)。
五,應用場景
- 半導體制造、制藥、電子行業超純水制備。
- 實驗室高精度分析用水。
- 電力、化工行業的循環冷卻水補給。
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