EDI的工作基本原理和工藝設(shè)計知識

Electrodeionization:EDI

主講人：孫圣東伊樂科環(huán)保科技(上海)有限公司

電話13916318023日期：2006年8月ElectropureEDI

模塊特性目錄1.0EDI模塊基本結(jié)構(gòu)特點2.0EDI模塊特性3.0ElectropureEDI流程圖4.0ElectropureEDI工藝特點5.0ElectropureEDI推薦工藝系統(tǒng)6.0Electropure商業(yè)特征21.0模塊基本結(jié)構(gòu)特點序號分類結(jié)構(gòu)特性表現(xiàn)ElectropureEDI1淡水室流道寬度窄樹脂填充填充2濃水室流道寬度窄樹脂填充不填充3極水室水流方向從下往上極水流程陽極到陰極進(jìn)水/出水流向分配獨立進(jìn)水且獨立排放4離子選擇性膜來源不同自己專利產(chǎn)品，自己生產(chǎn)膜用量不同多32.0EDI模塊特性

淡水室流道特性Electropure：采用窄流道技術(shù)

窄流道特點：

(1)離子從淡水室遷移到濃水室的行程短，離子遷移和去除更容易，由于離子遷移快的特性，從而可以以最短的時間和占用最少的樹脂層將容易去除的離子（如：H+

、Na+、Ca2+、OH-、CL-、SO42-等）遷移，給后續(xù)的弱電解質(zhì)類離子（如：HCO3-、SiO2等）留出足夠的時間和樹脂層空間來將其遷移到濃水室，達(dá)到最佳的產(chǎn)水品質(zhì)；

(2)同時，流道窄，其自身的內(nèi)電阻低，消耗電能低，在相同的進(jìn)水負(fù)荷和達(dá)到相同的產(chǎn)水品質(zhì)條件下，工作電流和電壓均較低，比采用寬流道技術(shù)的模塊節(jié)能20~30%。

(3)對于窄流道模塊，在相同的設(shè)計產(chǎn)水量條件下，離子交換膜的使用數(shù)量多于寬流道模塊，如果膜的單價相同，則窄流道的模塊制造成本要高于寬流道，但模塊的性能表現(xiàn)優(yōu)良。GraphicfromIonics4

濃水室特性

濃差極化特性：

(1)提高膜表面的流速，形成紊流狀態(tài)，減少離子濃度的極化

(2)Electropure采取窄流道技術(shù)，減少流道截面積，在相同的濃水流量情況下，可以提高濃水室的膜表面流速

導(dǎo)電性特性：

(!)加速離子的運動，降低濃水室的內(nèi)電阻

(2)Electropure采取窄流道技術(shù)，減少流道截面積，在相同進(jìn)水品質(zhì)的條件下，可以降低濃水室內(nèi)電阻，從而增強了導(dǎo)電性

(3)由于ElectropureEDI淡水室的特性，可以使一般性的離子快速的遷移到濃水室，因此，更有利于增強濃水室的導(dǎo)電性

5極水室特性PH=7

極水流向，同樣的進(jìn)水條件，陽極和陰極的

PH=4

PH值變化，陰極流出液將呈現(xiàn)出高PH值，在陰極

高堿性條件下，CO2和HCO3-將會全部轉(zhuǎn)換CO32-形

態(tài)，由于CO2和硬度的存在，加劇了CaCO3的結(jié)晶

形成，導(dǎo)致極水室結(jié)垢的傾向加重

PH=4PH=763.0ElectropureEDI流程圖

工藝特點三進(jìn)三出，淡水、濃水、極水單獨進(jìn)水且單獨出水濃水系統(tǒng)無需循環(huán)濃水無需加鹽淡水進(jìn)產(chǎn)水出

Electropure濃水進(jìn)EDI

濃水出極水進(jìn)

極水出74.0ElectropureEDI工藝特點(1)產(chǎn)水、濃水、極水三股水流獨立進(jìn)水、獨立出水，可以實現(xiàn)獨立調(diào)節(jié)，

無論哪股水流發(fā)生變化，可以快速判斷和診斷，起到保護(hù)模塊的作用(2)進(jìn)水壓力需求低，1.5~5Kgf/cm2(0.15~0.5MPa)，只需要滿足模塊的壓力降和管道的沿程阻力即可(3)壓力差（淡水進(jìn)水和濃水進(jìn)水之間、淡水進(jìn)水和極水進(jìn)水之間、產(chǎn)水和濃水出水之間、產(chǎn)水和極水之間）的調(diào)節(jié)非常容易和簡單，而且壓差的少許波動對于產(chǎn)水品質(zhì)沒有太大的影響(4)不需要濃水循環(huán)泵(5)不需要在濃水室加鹽(6)極水獨立排放，其水量小，只有進(jìn)水總量的1%甚至更低，并且可以使極水的進(jìn)/出水壓力可以最低，盡量創(chuàng)造條件使氣體的快速流出、釋放或稀釋(7)濃水出水可以直接回收利用，沒有氧化性氣體（氯氣）對超濾、反滲透和EDI膜的氧化潛在危險(8)由于系統(tǒng)簡單，因此PLC程控技術(shù)非常容易實現(xiàn)85.0ElectropureEDI推薦系統(tǒng)工藝5.1原水水質(zhì)差異中國的地域廣闊，自然界的水系非常復(fù)雜，主要體現(xiàn)在：

(1)南北水系有差異

(2)地表和地下水系有差異

(3)同一個地區(qū)的水系也有差異

(4)苦咸水、海水、亞海水水系

(5)江、河、湖、庫、溪等水系

(6)污水的回用系統(tǒng)5.2產(chǎn)水水質(zhì)差異工業(yè)行業(yè)多，生產(chǎn)工藝的差異巨大，對于用水水質(zhì)的需求千差萬別5.3工藝選擇差異EDI工藝系統(tǒng)的選擇，是關(guān)系到EDI能否安全、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，但是，由于原水水源、產(chǎn)水要求、初期投資、運行維護(hù)投資等多方面的約束和影響，因此，并沒有放之四海皆準(zhǔn)的工藝系統(tǒng)存在，必須結(jié)合終端用戶的實際情況進(jìn)行綜合分析后，才能夠確定經(jīng)濟合理的工藝路線。

以下推薦幾種EDI系統(tǒng)工藝，供參考。9(1)UF+RO+RO+EDI（二級RO工藝）

超濾UF水箱WT泵Pump微過濾MF高壓泵HP一級RO

阻垢劑

堿

二級RO高壓泵HP微濾器MF水泵

水箱WT水箱WT水泵Pump微濾器MFEDI設(shè)備注解:UF:超濾UltrafiltrationRO:反滲透ReverseOsmosisWT:水箱WaterMF:微過濾MicronFilterHP:高壓泵HighPressurePump特性描述：二級RO：通過二級RO去除離子和污染物；加堿：當(dāng)在二級RO的進(jìn)水中加堿后，PH值將會上升，這樣二氧化碳將會轉(zhuǎn)變成HCO3-或CO32-

離子，然后通過二級RO去除。應(yīng)用條件：

(1)原水總含鹽量（TDS）或電導(dǎo)率太高，例如：如果電導(dǎo)率、堿度、硬度和硅等全部太高或者其中的一項指標(biāo)很高，那么，采用二級反滲透將是最好的EDI前處理系統(tǒng)；(2)如果原水總含鹽量（TDS）或電導(dǎo)率可能有時候變化太大，那么，采用二級反滲透也將是最好的EDI前處理系統(tǒng)。10(2)UF+SF+堿+RO+EDI(一級RO工藝)超濾UF水箱WT泵Pump軟化器器SF微過濾濾MF堿Alkali高壓泵泵HPEDI設(shè)備微微濾濾器MF水泵Pump水箱WT一級RO注解:UF:超濾UltrafiltrationRO:反滲透透ReverseOsmosisWT:水箱WaterTankMF:微過濾濾MicronFilterHP:高壓泵泵HighPressurePumpSF:軟化器器SoftenerFilter特性描描述：：一級RO：通過過一級級RO去除離離子和和污染染物；；軟化化：通通過軟軟化工工藝去去除原原水的的硬度度；加堿堿：當(dāng)當(dāng)原水水的硬硬度被被去除除后，，可以以在一一級RO的進(jìn)水水中加加堿，，PH值將會會上升升，這這樣原水中中的二二氧化化碳將將會轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成成HCO3-或CO32-離子，，然后后通過過RO去除。。應(yīng)用條條件：：(1)原水總總含鹽鹽量（（TDS）或電電導(dǎo)率率不高高，例例如：：如果果電導(dǎo)導(dǎo)率、、堿度度、硬硬度和和硅等等指標(biāo)標(biāo)都較低，，那么么，采采用一一級反反滲透透將是是可行行的EDI前處理理系統(tǒng)統(tǒng)；(2)如果原原水總總含鹽鹽量（（TDS）或電電導(dǎo)率率變化化不大大，原原水品品質(zhì)比比較穩(wěn)穩(wěn)定，，那么么，采采用一一級反滲透透也將將是可可行的的EDI前處理理系統(tǒng)統(tǒng)。11(3)UF+RO+DGS+SF+EDI（一級RO工藝）超濾UF水箱WT水泵Pump微過濾MF高壓泵HP一級RO阻垢劑AntiscaleEDI微過濾MF軟化SF脫氣DGS供水泵Pump水箱WT注解:UF:超濾UltrafiltrationRO:反滲透ReverseOsmosisWT:水箱WaterTankMF:微過濾MicronFilterHP:高壓泵HighPressurePumpSF:軟化器SoftenerFilterDGS:脫氣Degasification特性描述：：一級RO：通過一級級RO去除離子和和污染物；；軟化化：通通過軟化工工藝去除原原水的硬度度；脫氣氣：通通常使用脫脫氣塔或脫脫氣膜從EDI的進(jìn)水中去去除二氧化化碳，但是是，二種工工藝會有不不同的效果，如如果采用脫脫氣塔，出出水二氧化化碳的濃度度可以達(dá)到到4~6ppm；如果采用用脫氣膜，出水二二氧化碳的的濃度可以以達(dá)到2ppm以下，也可可以達(dá)到1ppm以下或更低低。當(dāng)EDI進(jìn)水的TDS、硬度、硅硅等含量高高或堿度較較高時，我我們建議優(yōu)優(yōu)先采用脫脫氣膜技術(shù)，這這應(yīng)該是最最好的選擇擇。當(dāng)EDI進(jìn)水的二氧氧化碳濃度度很低時，，即使EDI進(jìn)水的硬度比要求求的值大一一點點，ElectropureEDI也能安全運運行應(yīng)用條件：：(1)原水總含鹽鹽量（TDS）或電導(dǎo)率率不是太高高，硅也不不高，硬度度和堿度太太高，原水水品質(zhì)比較較穩(wěn)定，那么么，采用一一級反滲透透和脫氣將將是可行的的EDI前處理系統(tǒng)統(tǒng)；(2)軟化樹脂必必須是最好好的品質(zhì)；；樹脂再生生的鹽也必必須是最好好品質(zhì)，至至少達(dá)到食食品等級。。12(4)UF+RO+DGS+EDI（一級RO工藝）超濾UF水箱WT水泵Pump微過濾MF高壓泵HP阻垢劑AntiscaleEDI脫氣DGS供水泵Pump水箱WT一級RO注解:UF:超濾UltrafiltrationRO:反滲透ReverseOsmosisWT:水箱WaterTankMF:微過濾MicronFilterHP:高壓泵HighPressurePumpDGS:脫氣Degasification特性描述：：一級RO：通過一級級RO去除離子和和污染物；；脫氣氣：通通常使用脫脫氣塔或脫脫氣膜從EDI的進(jìn)水中去去除二氧化化碳，但是是，二種工工藝會有不不同的效果，如果果采用脫氣氣塔，出水水二氧化碳碳的濃度可可以達(dá)到4~6ppm；如果采用用脫氣膜，，出水二氧化化碳的濃度度可以達(dá)到到2ppm以下，也可可以達(dá)到1ppm以下或更低低。當(dāng)EDI進(jìn)水的TDS、硬度、硅硅等含量高高或堿度較較高時，我我們建議優(yōu)優(yōu)先采用脫脫氣膜技術(shù)，這應(yīng)應(yīng)該是最好好的選擇。。當(dāng)EDI進(jìn)水的二氧氧化碳濃度度很低時，，即使EDI進(jìn)水的硬度比要求的的值大一點點點，ElectropureEDI也能安全運運行。應(yīng)用條件：：(1)原水總含鹽鹽量（TDS）或電導(dǎo)率率、硅、硬硬度較低，，堿度低或或高，原水水品質(zhì)比較較穩(wěn)定，那那么，采用一級反反滲透和脫脫氣將是可可行的EDI前處理系統(tǒng)統(tǒng)。13(5)UF+RO+EDI（一級RO工藝）超濾UF水箱WT水泵Pump微過濾MF高壓泵HP阻垢劑AntiscaleEDI供水泵Pump水箱WT一級RO注解:UF:超濾UltrafiltrationRO:反滲透ReverseOsmosisWT:水箱WaterTankMF:微過濾MicronFilterHP:高壓泵HighPressurePump特性性描描述述：：一級級RO：通通過過一一級級RO去除除離離子子和和污污染染物物；；應(yīng)用用條條件件：：(1)原水水總總含含鹽鹽量量（（TDS）或或電電導(dǎo)導(dǎo)率率、、硅硅、、硬硬度度、、堿堿度度都都很很低低，，原原水水品品質(zhì)質(zhì)比比較較穩(wěn)穩(wěn)定定，，那那么么，，只只采用用一一級級反反滲滲透透將將是是可可行行的的EDI前處處理理系系統(tǒng)統(tǒng)。14(6)ElectropureEDI特殊殊工工藝藝（A）一一級級RO系統(tǒng)統(tǒng)超濾濾UF水箱箱WT泵Pump微過過濾濾MF高壓壓泵泵HP阻垢垢劑劑EDI設(shè)備備微濾濾器器MF水泵泵水箱箱WT一級級RO從RO直接接進(jìn)進(jìn)入入EDI注解解:UF:超濾濾UltrafiltrationRO:反滲滲透透ReverseOsmosisWT:水箱箱WaterMF:微過過濾濾MicronFilterHP:高壓壓泵泵HighPressurePump15(6)ElectropureEDI特殊殊工工藝藝（B）二二級級RO系統(tǒng)統(tǒng)超濾濾UF水箱箱WT泵Pump微過過濾濾MF高壓壓泵泵HP一級級RO阻垢垢劑劑堿二級級RO高壓壓泵泵HP微濾濾器器MF水泵泵水箱箱WT水箱箱WT水泵泵Pump微濾濾器器MFEDI設(shè)備備從RO直接接進(jìn)進(jìn)入入EDI注解解:UF:超濾濾UltrafiltrationRO:反滲滲透透ReverseOsmosisWT:水箱箱WaterMF:微過過濾濾MicronFilterHP:高壓壓泵泵HighPressurePump16(6)ElectropureEDI特殊殊工工藝藝工藝藝特特性性：(1)ElectropureEDI對于于運運行行壓壓力力的的需需求求很很低低，，壓壓力力0.15~0.5MPa，滿滿足足壓力力降降即即可可；；(2)反滲滲透透的的產(chǎn)產(chǎn)水水直直接接進(jìn)進(jìn)入入EDI設(shè)備備；；(3)不需需要要使使用用中中間間水水箱箱、、水水泵泵、、微微過過濾濾器器及及其其配配套套系系統(tǒng)統(tǒng)；；(4)