1)描述
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18MΩ·cm以上的超純水
2)工作原理
一般自然水源中都會存在鈉、鈣、鎂、氯化物、硝酸鹽、碳酸氫鹽等溶解物。這些化合物由帶負電荷的陰離子和帶正電荷的陽離子組成。通過反滲透預(yù)處理,有95%-99%以上的離子可以被去除。反滲透產(chǎn)水的電阻率一般范圍是0.05-1.0 MΩ·cm,即反滲透產(chǎn)水電導(dǎo)率的一般范圍為20-1μS/cm。根據(jù)在實際應(yīng)用的情況,EDI電去離子產(chǎn)品水電阻率的范圍一般為5~18.2 MΩ·cm。另外,原水中也可能包括其它微量元素、溶解的氣體(如CO2)和一些弱電解質(zhì)(如硼、二氧化硅等),這些雜質(zhì)在工業(yè)除鹽水中必須被除掉。但是反滲透預(yù)處理對于這些雜質(zhì)的清除效果較差。因此,EDI的作用就是除去電解質(zhì)(包括弱電介質(zhì)),將水的電阻率從0.05~1.MΩ·cm提高到5~18.2 MΩ·cm。
3)EDI優(yōu)點
A、無需酸堿再生,無化學(xué)藥劑使用,無酸堿廢水排放,生產(chǎn)過程無任何污染,屬清潔生產(chǎn);
B、無需停機再生,連續(xù)生產(chǎn)水質(zhì)穩(wěn)定的高純水;
C、運行穩(wěn)定可靠,降低運行和維修費用;
D、無需派專門人員看守,易于實現(xiàn)設(shè)備自動化控制;
E、設(shè)備占地面積小,減少車間建設(shè)面積,節(jié)約場地建設(shè)費用投資。
F、控制系統(tǒng)可根據(jù)用戶具體使用要求進行個性化設(shè)計,結(jié)合控制軟件,現(xiàn)場在線集中監(jiān)控重要工藝操作參數(shù),避免人工誤操作,多方位確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。
4)應(yīng)用領(lǐng)域
A、制藥行業(yè)、微電子行業(yè)、發(fā)電工業(yè)和實驗室。
B、在表面清洗、表面涂裝、電解工業(yè)和化工工業(yè)的應(yīng)用也日趨廣泛。
C、半導(dǎo)體材料、器件、印刷電路板和集成電路;
D、超純材料和超純化學(xué)試劑;
E、實驗室和中試車間;
F、汽車、家電表面拋光處理;
G、光電產(chǎn)品;
H、其他高科技精微產(chǎn)品
5)EDI優(yōu)秀性比較
(1)產(chǎn)水水質(zhì)比較
EDI裝置是一個連續(xù)凈水過程,因此其產(chǎn)品水水質(zhì)穩(wěn)定,電阻率高可達18.25MΩ·cm,達到超純水的指標(biāo)。混床離子交換設(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
與混床離子交換設(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存、酸堿添加和廢水處理設(shè)施及后期維護、樹脂更換來看,兩者費用相差在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大大的降低。另外,EDI裝置設(shè)備小巧,所需廠房遠遠小于混床。
(3)運行成本比較
EDI裝置運行費用包括電耗、水耗、藥劑費及設(shè)備折舊等費用,省去了酸堿消耗、再生用水、廢水處理和污水排放等費用。
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)濟的,可以用廠用電的價格核算。
在水耗方面,EDI裝置產(chǎn)水率高,不用再生用水,因此在此方面運行費用低于混床。
EDI裝置是一個連續(xù)凈水過程,因此其產(chǎn)品水水質(zhì)穩(wěn)定,電阻率高可達18.25MΩ·cm,達到超純水的指標(biāo)。混床離子交換設(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
與混床離子交換設(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存、酸堿添加和廢水處理設(shè)施及后期維護、樹脂更換來看,兩者費用相差在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大大的降低。另外,EDI裝置設(shè)備小巧,所需廠房遠遠小于混床。
(3)運行成本比較
EDI裝置運行費用包括電耗、水耗、藥劑費及設(shè)備折舊等費用,省去了酸堿消耗、再生用水、廢水處理和污水排放等費用。
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)濟的,可以用廠用電的價格核算。
在水耗方面,EDI裝置產(chǎn)水率高,不用再生用水,因此在此方面運行費用低于混床。
結(jié)論:在運行費用中,EDI裝置噸水運行成本在1.8元左右,常規(guī)混床噸水運行成本在3.2元左右,高于EDI裝置。因此,EDI裝置多投資的費用在1-2年內(nèi)可以回收。
6)EDI電去離子的三個相互條件
(1)反滲透產(chǎn)純水進水EDI純水室后,純水中的離子與EDI模塊中的離子交換樹脂發(fā)生離子交換,從而從水中脫離;
(2)入水水壓如低于0.2 Mpa需加裝管道泵被交換的離子受電性吸引作用,陽離子穿過陽離子交換膜向陰極遷移,陰離子穿過陰離 子交換膜向陽極移,并進入濃水室從而從淡水中去除;
(3)水分子在電的作用下被不斷地離解為H+和OH-,H+和OH-將分別使得被消耗的陽、陰離子交換樹脂連續(xù)得到再生。
(2)入水水壓如低于0.2 Mpa需加裝管道泵被交換的離子受電性吸引作用,陽離子穿過陽離子交換膜向陰極遷移,陰離子穿過陰離 子交換膜向陽極移,并進入濃水室從而從淡水中去除;
(3)水分子在電的作用下被不斷地離解為H+和OH-,H+和OH-將分別使得被消耗的陽、陰離子交換樹脂連續(xù)得到再生。