基本原理
EDI是利用陰、陽離子膜，采用對稱堆放的形式，在陰、陽離子膜中間夾著陰、陽離子樹脂，水中的離子首先被樹脂捕捉，陰陽離子分別在直流電壓的作用下，向不同的方向遷移，離子通過相應(yīng)的離子膜而到達(dá)膜的另一側(cè)，使水得到純化。而同時(shí)在電壓梯度的作用下，水會(huì)發(fā)生電解產(chǎn)生大量H+和OH-，這些H+和OH-對離子膜中間的陰、陽離子交換樹脂不斷地進(jìn)行了再生。由于EDI不停的進(jìn)行交換一一再生，使得水的純度越來越高，所以，zui終產(chǎn)生了高純度的超純水。
三股獨(dú)立水流
Electropure EDI模塊將進(jìn)水流分成了三股獨(dú)立的水流：
1.產(chǎn)水水流(zui高水回收率達(dá)99%)
2.濃水水流(通常5~10%，可以循環(huán)回流到RO進(jìn)水)
3.極水水流(1%，陽極和陰極的水排放)
離子選擇性膜
陰離子選擇性膜可以透過陰離子而不能透過陽離子
陽離子選擇性膜可以透過陽離子而不能滲透過陰離子
樹脂離子交換技術(shù)
Electropure EDI從水中去除不想要的離子是通過在淡水室中將它們吸附在離子交換樹脂上，然后將這些離子輸送到濃水室中。在模塊的淡水室中，陰離子交換樹脂釋放出氫氧根離子(OH-)與溶解鹽中的陰離子(如：Cl-)交換。同樣，陽離子交換樹脂釋放出氫離子(H+)與溶解鹽中的陽離子(如:Na+)交換。
離子遷移
通過放置在組件兩個(gè)末端的陽極(+)和陰極(-)建立一個(gè)直流(DC)電場。直流電場牽引或排斥這些吸附的離子，驅(qū)動(dòng)這些被吸附的離子沿著樹脂球的表面移動(dòng)，然后穿過薄膜進(jìn)入到濃水室。
水電解和樹脂再生
在淡水室中的離子交換樹脂還會(huì)發(fā)生一個(gè)重要現(xiàn)象，在電壓梯度高的特定區(qū)域，通過水的電化學(xué)“分解”能夠產(chǎn)生大量的H+和OH-離子。這些區(qū)域中產(chǎn)生的H+和OH-離子在混合離子交換樹脂中可 以使樹脂和膜連續(xù)不斷得到再生，并且不需要添加化學(xué)試劑。
電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氣體
陽極處的氧化反應(yīng)產(chǎn)生O2、Cl2
陰極處的還原反應(yīng)產(chǎn)生H2
Electropure EDI各種離子去除特性
在EDI除鹽過程中用相同的效率并不能去除所有的離子。這個(gè)事實(shí)會(huì)影響產(chǎn)品水的質(zhì)量和純度。
1)首先去除簡單離子
離子以電荷zui大、質(zhì)量zui小和樹脂對其吸附能力zui大的去除效率zui高。
這些典型的離子包括： H+、OH-、Na+、Cl-、Ca2+和SO42- (和一些相似的離子)。在EDI模塊的*個(gè)區(qū)域，相較其它離子，這些離子優(yōu)先被去除。這些離子的數(shù)量直接影響到其它離子的去除。當(dāng)H+和OH-離子變得平衡后，pH值接近7.0。
EDI模塊的*個(gè)區(qū)域被稱為“工作床”。
2)其次去除中等強(qiáng)度離子和極化離子 (例如，CO2)
CO2是zui常見的EDI進(jìn)水組成。CO2有著復(fù)雜的化學(xué)發(fā)應(yīng)，依據(jù)其H+離子當(dāng)?shù)貐^(qū)域的濃度，被認(rèn)為是可以適度的離子化：CO2 + H2O = H2CO3 = H+ + HCO3- = 2H+ + CO32-當(dāng)pH值在這個(gè)部分接近7.0左右時(shí)，大部分CO2以重碳酸鹽(HCO3-)形式存在。重碳酸鹽被陰離子樹脂微弱地吸附，如此仍然不能與“簡單”離子(例如Cl-、和SO42-) 相抗衡。在EDI模塊的第二個(gè)區(qū)域， CO2 (包括它所有的形式)相較于強(qiáng)度更加微弱的離子優(yōu)先被去除。EDI進(jìn)水中CO2和HCO3-的數(shù)量強(qiáng)烈影響EDI產(chǎn)品水zui終的電阻率以及二氧化硅和硼的去除效率。
3)zui后去除強(qiáng)度微弱的離子 (例如:溶解的二氧化硅和硼)
對于類似二氧化硅分子物質(zhì)的離子化能力相當(dāng)微弱，并且難吸附在離子交換樹脂上，使用任何反電離過程都很難將之去除。
如果已經(jīng)去除了所有的“簡單”離子，并且去除了所有CO2，EDI模塊就能集中去除電離能力微弱的物質(zhì)種類。在模塊第三個(gè)區(qū)域的停留時(shí)間非常重要。停留時(shí)間越長，去除效率就越高。第三個(gè)區(qū)域較長的停留時(shí)間，需要RO產(chǎn)品水的電導(dǎo)率達(dá)到zui小(去除大量“簡單”離子)，同時(shí)使RO產(chǎn)水中CO2的數(shù)量zui少化。而且需要使EDI進(jìn)水的pH值在7.0~7.5的*范圍，減少H+離子負(fù)荷和創(chuàng)造CO2轉(zhuǎn)變成離子態(tài)的條件。EDI模塊的第二個(gè)區(qū)域和第三個(gè)區(qū)域被成為“拋光床”。
EDI進(jìn)水中不同的離子種類，以及它們的濃度，將直接影響著EDI的工作性能和效率。
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