EDI 技术.doc

EDI(Electrodeionization)是一种具有革命性意义的水处理技术，它巧妙地将电渗析与离子交换有机地结合在一起的膜分离脱盐工艺，属高科技绿色环保技术。EDI净水设备具有连续出水、无需酸碱再生和无人值守等优点，已在制备纯水的系统中逐步代替混床作为精处理设备使用。这种先进技术的环保特性好，操作使用简便，愈来愈多地被人们所认可，也愈来愈多广泛地在医药、电子、电力、化工等行业得到推广，它的出现是水处理技术的一次革命性的进步，标志着水处理工业最终全面跨入绿色产业的行业。EDI装置通常采用模块化设计，即利用若干个EDI模块组合成一套EDI装置，如果其中的一个模块出现故障，可以对故障模块进行维修或更换处理。为了使极室中产生的气体易于排净，EDI模块一般设计为立式。EDI水处理技术的发展史：第一阶段：预处理阳床阴床混合床第二阶段：预处理反渗透混合床第三阶段：预处理反渗透EDI装置反渗透（RO）技术是一种利用膜分离去除水中离子的方法，尽管反渗透系统将水中95%-98%的离子去除，但还不能满足工业生产的要求，其后续工艺必须使用离子交换设备。近几十年以来，混合床离子交换技术一直作为超纯水制备的标准工艺。由于其需要周期性的再生且再生过程中使用大量的化学药品（酸碱）和纯水，并造成一定的环境问题，传统的离子交换已经越来越无法满足现代工业和环保的需要，于是将膜和树脂结合EDI技术成为水处理技术的一场革命。其离子交换树脂的的再生使用的是电，而不再需要酸碱，因而更满足于当今世界的环保要求。EDI 装置是应用在反渗透系统之后，取代离子交换树脂，具有水质稳定、运行费用低、操作管理方便、占地面积小等优点。【EDI模块的分类】1.按结构形式分类按离子交换膜组装在EDI中的形状分，EDI模块可分为板框式和卷式两类，前者组装的是平板状离子交换膜，后者组装的是卷筒状离子交换膜。（1）板框式EDI模块，简称板式模块。它的内部为板框式结构，主要由阳电极板、阴电极板、级框、离子交换膜、淡水隔板、浓水隔板及端板等部件按一定的顺序组装而成，设备的外形一般为方形或圆形。（2）螺旋卷式EDI模块，简称卷式模块。它主要由电极、阳膜、阴膜、淡水隔板、浓水隔板、浓水配集管和淡水配集管等组成。它的组装方式与卷式RO相似，即按“浓水隔板阴膜淡水隔板阳膜浓水隔板阴膜淡水隔板阳膜”的顺序将它们叠放后，以浓水配集管为中心卷制成型，其中浓水配集管兼作EDI的负极，膜卷报复的一层外壳作为阳极。2.按运行方式分类根据浓水处理方式，可将EDI模块分为浓水循环式和浓水直排式两种。（1）浓水循环式EDI模块。浓水循环式EDI系统流程为进水一分为二，大部分水由模块下部进入淡水室中进行脱盐，小部分水作为浓水循环回路的补充水。浓水从模块的浓水室出来后，进入浓水循环泵入口，升压后送入模块的下部，并在模块内一分为二，大部分水送入浓水室内，继续参与浓水循环，小部分水送入集水室作为电解液，电解后携带电级反应的产物与热量而排放。为了避免浓水的浓缩倍数过高，运行中连续不断地排出一部分浓水。与浓水直排式相比，浓水循环式有如下特点：通过浓水循环浓缩，提高了浓水和极水的含盐量，从而提高了工作电流；一部分浓水参与再循环，增大了浓水流量，亦即提高了浓水室的水流速度，因而膜面滞留层厚度减薄，浓差极化减轻，浓水系统结垢的可能性减少；较高的工作电流使EDI模块中的树脂处于较多的H型和OH型状态，保证了EDI除去SiO2等弱电解质的有效性；需要设置一套加盐装置。（2）浓水直排式EDI模块。如果浓水室和极水室填充了离子交换树脂等导电性材料，则可以不设浓水循环系统。这种模块称为浓水直排式EDI模块。与浓水循环式相比，浓水直排环式有如下特点：提高工作电流的方法不是靠增加含盐量，而是借助于导电性材料。因为在EDI模块中，树脂的电导率比水溶液高几个数量级，所以，在电压相同的情况下，工作电流更大，从而可以用较少的电能获得较好的除盐效果。当进水电导率不太低时，浓水室和极水室的电阻主要取决于导电性材料，而与水的含盐量关系不大，所以，当进水电导率波动幅度不大时，膜堆电阻基本不变，这样工作电流变化小，脱盐过程稳定。浓水室中树脂可以迅速地吸着迁移进来的可交换物质，包括SiO2及CO2，这样降低了膜表面浓度，减轻了极差极化，减缓了浓水室的结垢速度。可以省掉加盐以及浓水循环设备，因而系统简单。浓水室的水流速度不高。进水电导率太低时，EDI装置可能无法适应。在此种情况下，可采用浓水循环或加盐措施。【工作原理】EDI工作原理见下图：1树脂/ 膜内部，而另一部分沿模板外侧流动，以洗去透出膜外的离子。2 树脂截留水中的溶存离子。3 被截留的离子在电极作用下，阴离子向正极方向运动，阳离子向负极方向运动。4 阳离子透过阳离子膜，排出树脂/ 膜之外。5 阴离子透过阴离子膜，排出树脂/ 膜之外。6 浓缩了的离子从废水流路中排出。7 无离子水从树脂/ 膜内流出。【设计参数】进水水质要求TEA(含CO2 )25mg/LasCaCO3PH59硬度 0.1 mg/LasCaCO3硅0.5mg/LTOC0.5 mg/L余氯0.05mg/LFe，Mn，H2S0.01 mg/L进水压30100PSI电导率4040s/cm【技术规格】EDI膜堆技术规格如下:型号流量产水电导率EDI堆尺寸(mm)电压电流EDI5050L/h5-15M27060018080V1.8AEDI500500L/h5-15M260600280120V2.0AEDI10001000L/h5-15M260600420200V5.0AEDI20002000L/h5-15M360600440250V6.0AEDI60006000L/h5-15M460600680400V10.0A注:各个生产厂家膜堆的规格有所区别,以上规格仅供参考。【装配清单】EDI装置零件组成清单（以国产4t/h为例）如下:EDI装置4t/h 产水水质10M.CMEDI膜块C-2000国产套2淡水加压泵CHL4-40国产台10.75kW浓水加压泵CHL2-40国产台10.55kW浓水循环水箱PE-80L国产台1PE流量计20GPM国产支3流量计2GPM国产支1充油压力表100PSI台湾支6浓水电导仪CM230国产台1在线电导仪,有温度补偿功能产水电阻表RM220国产台1在线电阻表,有温度补偿功能电控装置250V 6A国产套2管/阀组件DN20-25国产套1不锈钢机架1400*750*1450国产套1即设备外形尺寸【EDI模块的规格】1MK系列模块：MK系列模块由加拿大E-CELL公司生产，属浓水循环式EDI模块，主要技术参数如下图所示：E-CELL公司MK系列模块主要技术参数序号项目技术参数MK-1E型MK-2E型MK-2MINI型MK-1Pharma型*1产水量（m3/h）1.362.841.73.410.571.141.594.092回收率（%）90958095809580953工作温度（）4.4384.4384.4384.4384进水压力（bar）3.16.93.16.93.16.93.16.95最大运行电压（VDC）6006004006006最大运行电流（ADC）4.54.54.54.57外形尺寸（宽深高）（cm）3045613045613045613045618产水管材PP（聚丙烯）PP（聚丙烯）PP（聚丙烯）PP（聚丙烯）*医药及生物行业专用模块。2XL系列模块：XL系列模块有美国Electropure公司成产，属浓水直排式EDI模块，无盐系统。XL系列模块性能如下所示：Electripure公司XL系列模块性能产品型号流量范围（L/h）最大电压（VDC）最大电流（ADC）外形尺寸（宽深高）XL-100501501006152156XL-2001003001806182156XL-3003009002406232156XL-40070015003006282156XL-500130023004006362156 Electripure公司XL-500型模块主要技术参数序号项目技术参数序号项目技术参数1产水量（m3/h）1.32.35最大运行电压（VDC）4002回收率（%）80956最大运行电流（ADC）63工作温度（）5357外形尺寸（宽深高）（cm）3621564进水压力（bar）1.54.08产水管材PS（聚砜）3IPLX系列模块：IPXL系列模块由美国Electropure公司（1993年并入U.S.Fliter公司）生产，属浓水直排式EDI模块，主要的技术参数如下表所示： Ionpure公司IPLX系列模块主要技术参数 型号高温专用模块一般模块IPLX10HIPLX24HIPLX10HIPLX24HIPLX30H产水量（最小/正常/最大）（m3/h）0.55/1.0/1.651.4/2.8/4.20.55/1.1/1.651.4/2.8/4.21.65/3.3/4.95回收率（5%）90959095909590进水及产生规格DN32DN32DN32DN32DN32浓水管规格DN20DN20DN20DN20DN20最大进水压力（bar）6.96.96.96.96.9正常运行压差（bar）1.11.41.11.41.11.41.11.41.11.4最高进水温度（）8080454545外形尺寸（宽深高）（cm）333061333861333061333861338961设备重量（kg）5010050100114运行重量(kg)108.8145108.81451684. 卷式EDI模块：美国OMEXELL公司生产的卷式EDI模块属浓水循环式模块，主要技术参数如下表所示： OMEXELL公司生产的卷式EDI主要技术参数序号型号规格EDI-210序号型号规格EDI-2101产水量（m3/h）1.52.25运行降压（bar）1.52.52回收率（%）80956外形尺寸（直径长度）（cm）2587.53工作温度（）10387浓水电导率（S/cm）25010004工作压力（bar）2.57.08产水管材UPVC5.VNX-X3型模块：VNX-X3型模块由美国Inopure公司成产，系由3个VNX子模块进行内部连接而成，属浓水直排式EDI模块。其中，VNX子模块处理为3.8m3/h，既可以单独使用，还也可以由2个组合成1个模块使用。VNX子模块这种独特的内部连接方式，减少了EDI系统的连接管道和占地面积。VNX-X3型模块正常的运行流量为11.4 m3/h，