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1.1EDI技術(shù)本質(zhì)
連續(xù)電除鹽(EDI，Electro-deionization或CDI，Continuous Electrode ionization)，是利用混和離子交換樹脂吸附給水中的陰陽(yáng)離子，同時(shí)這些被吸附的離子又在直流電壓的作用下，分別透
過(guò)陰陽(yáng)離子交換膜而被去除的過(guò)程。此過(guò)程離子交換樹脂不需要用酸和堿再生。這一新技術(shù)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的離子交換(DI)裝置，生產(chǎn)出電阻率高達(dá)18 MΩ·cm的超純水。
1.2 EDI技術(shù)是水處理工業(yè)的革命。
與傳統(tǒng)離子交換(DI)相比，EDI所具有的優(yōu)點(diǎn)：
EDI無(wú)需化學(xué)再生，節(jié)省酸和堿。
EDI可以連續(xù)運(yùn)行。
提供穩(wěn)定的水質(zhì)。
操作管理方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小。
運(yùn)行費(fèi)用低。
利用反滲透技術(shù)進(jìn)行一次除鹽，再用EDI技術(shù)進(jìn)行二次除鹽就可以使純水制造過(guò)程連續(xù)化避免使用酸堿再生。因此，EDI技術(shù)給水處理技術(shù)帶來(lái)了革命性的進(jìn)步。
1.3 EDI過(guò)程
一般自然水源中存在鈉、鈣、鎂、氯化物、硝酸鹽、碳酸氫鹽等溶解物。這些化合物由帶負(fù)電荷的陰離子和帶正電荷的陽(yáng)離子組成。通過(guò)反滲透(RO)的處理，95%-99%以上的離子可以被去除。
RO純水(EDI給水)電阻率的一般范圍是0.05-1.0MΩ·cm，即電導(dǎo)率的范圍為20-1μS/cm.根據(jù)應(yīng)用的情況，去離子水電阻率的范圍一般為5-18 MΩ·cm.另外，原水中也可能包括其它微量元素、溶解
的氣體(例如CO2)和一些弱電解質(zhì)(例如硼，二氧化硅)，這些雜質(zhì)在工業(yè)除鹽水中必須被除掉。但是反滲透過(guò)程對(duì)于這些雜質(zhì)的清除效果較差。因此，EDI的作用就是通過(guò)除去電解質(zhì)(包括弱電介質(zhì))的過(guò)程，將水的電阻率從0.05-1.0MΩ·cm提高到5-18 MΩ·cm.
離子交換膜和離子交換樹脂的工作原理相近，可以選擇性地透過(guò)離子，其中陰離子交換膜只允許陰離子透過(guò)，不允許陽(yáng)離子透過(guò);而陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子透過(guò)，不允許陰離子透過(guò)。在一對(duì)陰陽(yáng)離子交換膜之間充填混合離子交換樹脂就形成了一個(gè)EDI單元。陰陽(yáng)離子交換膜之間由混合離子交換樹脂占據(jù)的空間被稱為淡水室。將一定數(shù)量的EDI單元羅列在一起，使陰離子交換膜和陽(yáng)離子交換膜交替排列，并使用網(wǎng)狀物將每個(gè)EDI單元隔開，兩個(gè)EDI單元間的空間被稱為濃水室。在給定的直流電壓的推動(dòng)下，在淡水室中，離子交換樹脂中的陰陽(yáng)離子分別向正負(fù)極遷移，并透過(guò)陰陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入濃水室，同時(shí)給水中的離子被離子交換樹脂吸附而占據(jù)由于離子電遷移而留下的空位。事實(shí)上離子的遷移和吸附是同時(shí)并連續(xù)發(fā)生的。通過(guò)這樣的過(guò)程，給水中的離子穿過(guò)離子交換膜進(jìn)入到濃水室被去除而成為除鹽水。
EDI給水的預(yù)處理是EDI實(shí)現(xiàn)其優(yōu)性能和減少設(shè)備故障的重要條件。給水里的污染物會(huì)對(duì)除鹽組件有負(fù)面影響，增加維護(hù)量并降低膜組件的壽命。
1.4 EDI的應(yīng)用領(lǐng)域
超純水經(jīng)常用于微電子工業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)、發(fā)電工業(yè)、制藥行業(yè)和實(shí)驗(yàn)室。EDI純水也可以作為制藥蒸餾水、食物和飲料生產(chǎn)用水、化工廠工藝用水，以及其它超純水應(yīng)用領(lǐng)域。帶負(fù)電荷的陰離子(例如OH-、Cl-)被正極(+)吸引而通過(guò)陰離子交換膜，進(jìn)入到鄰近的濃水室。此后這些離子在繼續(xù)向正極遷移中遇到鄰近的陽(yáng)離子交換膜，而陽(yáng)離子交換膜不允許陰離子通過(guò)，這些離子即被阻隔在濃水中。淡水流中的陽(yáng)離子(例如Na+、H+)以類似的方式被阻隔在濃水室。在濃水室，透過(guò)陰陽(yáng)膜的離子維持電中性。
EDI組件電流量和離子遷移量成正比。電流量由兩部分組成，一部分源于被除去離子的遷移，另一部分源于水本身電離產(chǎn)生的H+和OH-離子的遷移。在EDI組件中存在較高的電壓梯度，在其作用下，水會(huì)電解產(chǎn)生大量的H+和OH-。這些就地產(chǎn)生的H+和OH-對(duì)離子交換樹脂有連續(xù)再生的作用。EDI阻件中的離子交換樹脂可以分為兩部分，一部分稱作工作樹脂，另一部分稱作拋光樹脂，二者的界限稱為工作前沿。工作樹脂承擔(dān)著除去大部分離子的任務(wù)，而拋光樹脂則承擔(dān)著去除像弱電解質(zhì)等較難清除離子的任務(wù)。
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