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EDI系统在制取超纯水中是怎样工作的?

作者:GE膜     来源:GE膜公司     发布日期:2013-01-26 10:56:07


  EDI系统消除了酸和腐蚀物,它们的运输、存储、处理都很危险的。EDI比复杂的混床操作要简单、连续。需要更少的劳动力。EDI系统还减少了附属设备,比如酸碱计量装置、酸碱储存罐、PH中和装置和相关连的设备等。它的工艺过程产生很少的排放物,产生的排放物都是许可的,实际上EDI系统中大多数排放水可以回收到水处理系统的入口。很多情况下,应用EDI将会操作更少,资本更少。混床消耗树脂、劳力、化学物、废水。而EDI 的消耗是电能,膜堆有时候需要清洗和替换。在相同产水量的情况下,EDI消耗的劳动力和废水的排放量比混床要显著的少。根据进水水质和出水的品质,每产生1000加仑的水每小时EDI消耗的电量为,比起用混和离子交换,操作消耗更少。EDI系统操作的软件设计花费也要比混床系统少,反渗透则通常做为EDI系统的进水。

  EDI系统最近已经被几乎所有需要高纯水和最终用户所接受,有着可靠的、有经济效益的解决方案。历史上,制取超纯水系统总是要依赖于离子交换。这些系统由阳床+阴床+混床组成。在这个系统生产超纯水的同时,它需要大量再生。在过去的二十多年,反渗透已经在工业上被接受,用来代替阳床和阴床,现在EDI系统也在精制领域代替了混床,与发反渗透一起,EDI系统将提供一个连续运行的、无化学处理的系统。

  EDI的工作流程:

  EDI模块(膜堆)是EDI工作的核心。一个简单的EDI膜堆主要由两个电性相反的电极和多个模块单元对组成,一个膜单元对由一个填满阳离子和阴离子交换树脂的淡水室(D-室)、一个阳膜、一个阴膜、一个浓水室(C-室)组成。EDI膜堆包含多个膜单元对。在每个膜堆的内部有两个带有600V电压的电极,这是通过每个膜堆必需的电压。正极带正电压,负极带负电压,电流在正极和负极之间通过30个膜单元。任一个淡水室都包含着阳树脂和阴树脂,它相当于一个8千米厚的混床。一个阳膜朝着阴极的方向把淡水室和浓水室分开,在另外一边,阴膜也把淡水市和浓水室分开。EDI用的膜和反渗透用的膜很不相同,反渗透用的膜允许小颗粒的分子污染物和离子以及水通过,而EDI膜象离子交换树脂一样是用聚苯乙烯材料制作的,只允许带适当电荷的离子通过,水基本上不能通过。树脂通过水的分离持续的再生。在电场中,给水中的水分子被分离成H+和OH- ,被异性电荷相吸,H+通过阳阳树脂移向阴极的方向,OH-通过阴树脂移向阳极的方向。这种H+和OH-的迁移再生了树脂,阳膜允许H+通过进入浓水室,阴膜允许 OH-通过也进入浓水室,H+和OH-结合生成生产的水。浓水室中自己水的流动将带走水中的阴阳离子。膜阻止带相反电荷的离子的进入淡水室在水流通过淡水室的过程中,离子被树脂去处,所以膜的有效侧(淡水室)就会产生纯水。

  再循环工艺

  在EDI中,90%到95%的水流过淡水室,水流并行的通过多个膜堆,每个膜堆都并联很多个淡水室,水流一次性的通过淡水室,流出来的就是高纯水。另外的5%-10%被送到浓水室,其中3%-8%流出EDI后作为补充水,2%用来冲洗电极。浓水的再循环增加了水的电导率而要增加EDI系统通过的电流。EDI废水的PH主要由给水的品质决定。通常都是品质很好的水,PH接近中性。排放的 浓水可以通过返回到进水口进行回收,极水包含低浓度的氢气、氧气和氯气要送到一个通风的地方进行排放。在过去的三年内,EDI系统已经被许多的水处理的领域所接受,最近的研究已经铺平了DEI膜的发展道路,在将来的岁月里,将要为电能的节约和水品质的提高,特别是硅和硼的减少而努力。在将来的几年内,可以预测更高质量的水质可以被制出,而且将对进水的水质要求要降低,特别是硅和硬度的要求。

  EDI的维护需求

  EDI在一个设计良好的系统中需要很少的维护。使用的仪表每1-2年需要一次校准。强烈推荐每周要把压力、流量、电流数据做几次记录在案,便于以后用来研究污物和浓缩比例的问题。当预处理工作不正常或者预系统设计的不好时候,浓缩比例和污染会存在。当发现污染的时候,在很多情况下清洗可以恢复膜的性能。制药系统将根据预处理系统的清洗来决定EDI系统的清洗,其清洗的过程和所用的化学物和反渗透系统很相似。

  EDI的膜堆的寿命为5-10年甚至更长,膜堆确切的寿命主要取决于水源、预处理系统和维护水平、根本上还是取决于其所使用的阴离子的强度的稳定性,在一个标准的设计中,简单的膜的问题可以通过隔离而解决,这只需要几分钟,甚至不需要停运系统。

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