E-Cell MK-3 EDI连续电去离子技术原理介绍.ppt

GE節能減碳超純水系統E-CellMK-3EDI連續電去離子技術原理介紹,TimCheng鄭力升Oct82008,超純水系統去離子脫鹽技術的發展,MK3EDI,Pretreatment預處理,CationIX陽離子交換樹脂,Acid酸,Caustic鹼,AnionIX陰離子交換樹脂,MixedBed混床,Pretreatment預處理,R.O.逆滲透,MixedBed混床,Caustic鹼,Acid酸,Pretreatment預處理,R.O.逆滲透,連續電去離子技術,ToSaveSpace,ChemicalFree,EDI是什麼?,EDI(Electrodeionization)中文全稱“連續電去離子技術”,其主要用於替代傳統混床技術.EDI技術是離子化物質在電場的作用下,透過導電物質從產水中遷移出去,以達到生產高純水的過程.,陰/陽離子交換膜濃水室流道陰/陽電極陰/陽離子交換樹脂,E-CellEDI架構組成:,陰極板,陰離子交換膜,濃水室,陽離子交換膜,淡水室,E-Cell膜塊分解圖:,MobileCounterCations,Water-FilledPassage,FixedAnionSites,PolymerSupportStructure,SO,-,O,O,SO,-,O,O,SO,-,O,O,Na,+,Na,+,Na,+,MobileCounterAnions,Water-FilledPassage,FixedCationSites,PolymerSupportStructure,陽離子交換膜,陰離子交換膜,陰/陽離子交換膜,MobileCounterAnions,Water-FilledPassage,FixedCationSites,PolymerSupportStructure,陰離子交換膜,陰離子交換膜,MobileCounterCations,Water-FilledPassage,FixedAnionSites,PolymerSupportStructure,SO,-,O,O,SO,-,O,O,SO,-,O,O,Na,+,Na,+,Na,+,陽離子交換膜,陽離子交換膜,HCO3-,-,Cathode陰極(-),+,Anode陽極(+),SiO2,CO2,Na+,SO4=,Cl-,Ca+,GEEcellMK3EDI工作原理,EDI去水中鹽分可分為兩個階段:第一階段:強電離性離子遷移時段(高鹽分區域)第二階段:弱電離性物質電離時段(低鹽分區域),EDI工作原理,第一階段:強電離性離子遷移階段,樹脂呈飽和狀態.強電離性離子在樹脂表面可控制的擴散.離子透過擴散從水中擴散進樹脂中.離子在電場作用下,沿樹脂表面運動.離子到達並穿過離子交換膜進入濃水室.,第二階段:弱電離性物質電離階段,樹脂呈H+或OH-狀態透過電離回應,去除水中弱電離性物質(弱酸,弱鹼)CO2+OH-HCO3-pKa=6.4HCO3-+OH-CO3=pKa=10.3SiO2+OH-HSiO3-pKa=9.8H3BO3+OH-B(OH)4-pKa=9.2NH3+H+-NH4+pKa=9.2,離子交換過程,陽離子樹脂,陰離子樹脂,Na+,Cl-,H+,OH-,H2O,+,淡水室,陽樹脂,陰樹脂,陽離子交換膜,陰離子交換膜,OH-,OH-,Cl-,Na+,H+,H+,OH-,H+,淡水室離子遷移,陽樹脂,陰樹脂,OH-,H2O,H+,Na+,Cl-,OH-,H+,淡水室-水分子的裂解電流13A.系統運行能耗更低：0.13to0.4kWhr/m3,MK-3的優點,MK-2E流程圖,產水出,電極水排放,濃水排放,濃水補充,進水,MK-3流程圖,產水出,極水排放,濃水排放,濃水入口,進水,Feed進水,HSiO3-,CO3=,OH-,H+,Cl-,SO4=,NO3-,HCO3-,-,AnionMembrane陰離子交换膜,CationMembrane,Na+,Ca+,Mg+,Na+,AnionMembrane,CationMembrane陽離子交换膜,Ca+,Mg+,Na+,H+,Concentrate,Anode陽極(+),Cathode陰極(-),Concentrate濃水,HSiO3-,CO3=,OH-,Cl-,NO3-,HCO3-,HSiO3-,SO4=,H+,MK3EDI工作原理,濃水,AnodeWaste陽極廢水,HighPurityWater超纯水,HighPurityWater超纯水,CathodeWaste陰極廢水,淡水入口,濃水進口,淡水出口,淡水冲洗口,MK3E-CELL,濃水排放,電極水出口,MK-3Schematic,GEMK3EDI模組的發明並不相同,其他品牌的EDI濃水室樹脂结構會導致CO2,從濃水室擴散回淡水室，有可能導致產水水質下降。,TakenfromIWCpapergivenbyDr.JohnBarberin2007.IWC07-42引用國際水會議文章，JohnBarber博士，2007年國際水會議07-12,濃水,淡水,淡水,GEMK-3EDI樹脂的结構（專利申請中）,機械設計和樹脂的排列對於模組的性能有很大的影響，MK-3濃水室的结構能將預防CO2擴散回淡水室,TakenfromIWCpapergivenbyDr.JohnBarberin2007.IWC07-42引用國際水會議文章，JohnBarber博士，2007年國際水會議07-12,濃水,淡水,淡水,結論,GE將持續研