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超纯水设备系统EDI结构和工作原理
EDI常与RO连用,构成RO-EDI纯水系统。如上所述,EDI已设计成标准模块,EDI单元就是由若干模块组合而成。每个EDI模块结构如图1所示,有数个双腔室夹在两个电极(加直流电)之间,呈层叠式板框结构;双腔室包括淡水腔(用D表示)和浓水腔(用C表示);二腔之间隔以一对阴、阳离子膜(亦称阴向膜或阳向膜),阴、阳膜间装填阴阳树脂混合床构成D室;该阴、阳膜分别与另一D室中的阳、阴膜间构成C室。
进水按一定比例通过C室和D室。离子在D室的行为可以理解为四个过程:①离子在电场作用下向浓水室迁移;②离子与树脂的结合;③水的电离和迁移,迁移到C室中的H+和OH-离子又结合成水;④由于电场作用,离子不断从树脂上离解,使树脂不断再生。它们在电场作用下达成平衡(以Na+为例):
与普通混床不同之处在于,进入D室中的阴、阳离子先是与树脂结合,而后在直流电场作用下从树脂上不断离解,分别通过阴、阳膜向阳极和阴极移动,树脂同时得以再生。由于上述平衡作用,在水流方向上形成浓度梯度,可根据进水情况和出水要求调节电流(电压)大小,使流出的水为不含阴、阳离子的纯水;由于膜对阴、阳离子的选择通透性,进入C室的离子不能通过另一极膜而在C室浓缩。
典型的EDI系统中,90%～95%的进水是通过D腔的,5%～10%的进水通过C腔。为了防止结垢,浓水用泵强制循环,高速通过膜面。浓水部分排放;排放的浓水可返回RO再处理。
超纯水设备系统EDI的经济技术特点及环保价值
EDI技术的最大特点是用电场和离子膜取代离子交换树脂的化学再生,使RO-EDI纯水系统在设备结构、使用操作、运行费用等方面与RO2混床相比具有明显优势;并克服了再生树脂所产生的废水排放问题，同时有废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。
(1)EDI与RO配套使用,可调节电流以改变出水质量,用标准模块组合改变出水量。十多年的商业应用表明,该系统在100磅/平方英寸(7kg/cm2)压力下运行稳定,出水电阻率可达到16M8·cm以上,含Si量在20ppb以下,水质可靠,能满足目前最严格的工业用水质量要求,出水量可高达2000加仑/分(450立方米/小时)。
(2)EDI不用再生树脂,免除了树脂化学再生配套设施(如酸碱贮罐、泵和管道)使纯水系统设备结构简化,投资节省,操作简化,运行费用降低。设备投资安装和运行费用按10年摊还期计,EDI投资系数为10%,EDI在低流量情况下较混床系统经济得多;在大流量时相当。上述比较中未考虑占地和环保管理等费用,在这方面EDI占明显优势。
(3)技术经济比较还表明,EDI比混床系统更能适应进水中TDS变化而不影响出水质量,而且对制水成本影响很小。
(4)EDI环境效益显著,表现在二个方面:①克服了树脂化学再生造成的废水污染;②EDI排放的浓水可直接回到RO之前再利用,这样EDI单元可以做到没有废水排放。
超纯水设备系统EDI技术应用前景
由于EDI上述优点,EDI技术和产品发展很快。目前,国际上已有多家公司生产销售RO-EDI系统。其应用不仅在制药、造纸、化工、发电等工业部门,而且还应用于其他领域。随着环境意识的加强和环保要求的提高,与需要化学再生而产生大量废水污染的传统混床相比,EDI技术将倍受青睐。并且随着膜技术的不断发展,RO-EDI系统可望有进一步的改进。