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EDI技术及其在水处理中的应用
来源:未知    日期:2021-01-30    阅读()
EDI概述:连续电除盐(EDI,Electrodeionization或CDI,Continuous Electrode ionization)是国际上20世纪90年代开始逐渐发展起来的新型超纯水制备技术,它的发展是纯水生产技术史上的一次革命性的进步。EDI可以代替传统的离子交换(DI)技术,生产质量稳定的去离子水。与混合离子交换装置不同之处在于EDI系统不需要化学再生,也无须因为补充树脂或者化学再生而停机。因此, EDI可以实现连续产水,且产水水质稳定。同时,也最大限度地降低了设备投资和运行费用。
通常把EDI与反渗透及其他的净化装置结合在一起从水中去除离子。EDI膜堆中的离子交换树脂可以分为两部分,一部分称为工作树脂,另一部分称作抛光树脂,二者的界限称为工作前沿。工作树脂承担着除去大部分离子的任务,而抛光树脂则承担着去除像弱电解质等较难清除离子的任务。通过EDI系统制得的超纯水的电导率可高达15 MΩ·cm。EDI既可以连续运行也可以间歇操作。
EDI工作原理
离子交换膜和离子交换树脂的工作原理相近,可以选择性地透过离子,其中阴离子交换膜只允许透过阴离子,不允许透过阳离子;而阳离子交换膜只允许透过阳离子,不允许透过阴离子。EDI技术巧妙地将电渗析技术和离子交换技术相融合,通过阴、阳离子交换膜的选择性透过作用与离子交换树脂对离子的交换作用,在直流电场作用下,实现离子的定向迁移,从而完成水的深度除盐,同时水的电解离产生的氢离子和氢氧根离子对离子交换树脂进行再生。图1.1为EDI的工作原理图。
如图1.1所示,EDI膜堆中,阳膜和阴膜交替排列在阴极和阳极之间,从左边起依次为浓水室和淡水室,浓水室和淡水室中都填充有混合离子交换树脂。在淡水室中,阴离子交换树脂中的氢氧根离子(OH-)同进水中的阴离子(例如Cl-)交换,同理阳离子交换树脂中的氢离子(H+)同进水中的阳离子(例如Na+)交换,被交换的离子在直流电场的作用下沿着树脂球的表面迁移,分别通过相应的离子交换膜后进入浓水室。在较高的电压梯度作用下,水被电解生成H+ 和OH-,这些H+ 和OH-对离子交换树脂进行连续再生。因此,EDI膜堆中离子交换树脂不需要化学(酸碱)再生。
   综上,EDI运行时主要发生以下三个过程:
(1)离子交换树脂上的H+ 和OH-与水中的电解质离子进行的离子交换过程;
(2)在外电场的作用下发生的电渗析过程(通过离子交换树脂和膜将离子输送到浓水室);
(3)在外加直流电场的作用下所发生的离子交换树脂的水解作用对交换剂进行的电化再生过程。

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