离子交换树脂的电再生技术(EDI)

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EDI(去离子技术)

EDI(去离子技术)

EDI是Electrodeionization的缩写,国内称之为填充床电渗析设备,是一种具有革命性意义的水处理技术,它巧妙地将电渗析技术和离子交换技术相融合,无需酸碱,而能连续制取高品质的纯水。

它具有技术先进、操作简便、良好的环保特性,代表着一种行业方向。

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列。

EDI装置由增压泵、电去离子(EDI)膜块、直流稳压电源、流量计、仪表等组成。

合格的RO产水经增压泵增压进入EDI系统,EDI膜堆中混合离子交换树脂将不断的去除原水中的阴、阳离子,而通过膜堆电流将在阴膜和阳膜附近连续电离部分EDI进水中的水分子使之产生氢离子和氢氧根离子,电离的氢离子和氢氧根离子将再生混合离子交换树脂,同时交换下来的阴、阳离子经过反扩散分别由阴膜和阳膜进入浓水,部分浓水回流以保持浓水电导率,另一部分浓水和极水则连续排入地沟。

电再生过程使EDI系统既不需要停机也不需要传统的再生设备就能实现持续生产高质量的去离子水。

相对于离子交换制取高纯水处次投入大,但运行费用低而且稳定。

EDI(electrodeionization)是国外对电去离子技术的简称,而且在国外常把连续电去离子技术称为CEDI。

而实际上该技术就是国内通称的填充床电渗析器。

电去离子(EDI)过程中最关键的核心过程就是水电离所产生的H+和OH—离子,不断的自再生离子交换树脂。

1955年美国用EDI净水设备处理放射性废水;1987年美国millipore公司首先实现EDI净水设备生产的产业化;1991年Ionics公司进行EDI净水设备改型,并实现产业化。

目前提供EDI净水设备产品和工程服务的美国公司:Electropure 、Millipore、Ionpure 、Ionics、E-cell公司(加拿大与日本合作,现已被美国通用电气公司收购)。

我国对于EDI技术也早有研究,但由于我国一直未能将该技术进行产业化,因此现在已落后于美国。

EDI工作原理

EDI工作原理

EDI工作原理EDI(Electrodeionization)即电极离子交换,是一种利用电场和离子交换树脂结合的技术,用于去除水中的离子和溶解性固体。

它是一种高效、节能、无化学品添加的水处理技术,广泛应用于电子、制药、化工、电力等行业。

EDI工作原理主要包括三个步骤:预处理、电离和再生。

1. 预处理在EDI系统中,水首先经过预处理单元,包括颗粒过滤器、活性炭过滤器和软化器等。

这些预处理设备用于去除水中的悬浮物、有机物、硬度离子等杂质,以保护EDI模块的正常运行。

2. 电离经过预处理后的水进入EDI模块,EDI模块由阳离子交换膜、阴离子交换膜和离子交换树脂层交替排列而成。

当水通过EDI模块时,外加电场使得水中的离子向交换膜移动。

阳离子交换膜选择性地吸附阳离子,阴离子交换膜选择性地吸附阴离子,而离子交换树脂层则吸附剩余的离子。

在EDI模块中,阳离子交换膜和阴离子交换膜之间形成了电离区域。

在电离区域中,水分解产生氢离子和氢氧根离子,即H+和OH-离子。

这些离子通过交换膜逐渐移动到离子交换树脂层。

3. 再生随着离子的吸附,EDI模块中的离子交换树脂层逐渐饱和。

为了恢复EDI模块的工作能力,需要进行再生。

再生过程主要包括两个步骤:电解再生和水洗再生。

电解再生是通过反向电场,将吸附在离子交换树脂上的离子排除出去。

这样,离子交换树脂就恢复了吸附离子的能力。

水洗再生是用纯水冲洗EDI模块,去除残留的离子和杂质。

EDI系统的优势:1. 高纯水产率:EDI系统能够高效地去除水中的离子,产生高纯度的水。

2. 无需化学品:EDI系统不需要添加任何化学品,避免了化学品的使用和处理过程。

3. 节能环保:EDI系统不需要热再生,相比传统的离子交换技术节能约50%。

4. 操作简便:EDI系统自动化程度高,操作简便,减少了人工干预的需求。

5. 占地面积小:EDI系统结构紧凑,占地面积相对较小。

总结:EDI工作原理是利用电场和离子交换树脂的结合,去除水中的离子和溶解性固体。

离子交换树脂的电再生原理及应用

离子交换树脂的电再生原理及应用

离子交换树脂的电再生原理及应用
离子交换树脂是一种吸附离子的材料,它具有一种固定的离子交换位点。

离子交换树脂的电再生原理是通过电流来控制离子交换树脂中的电位,使吸附在树脂上的离子重新释放出来。

具体来说,离子交换树脂在水溶液中吸附了离子后,其中的交换位点会与溶液中的离子进行交换,实现吸附和释放离子的平衡。

当树脂吸附过多的离子而导致饱和时,树脂需要进行再生。

电再生方法通常是通过将含有树脂的吸附柱与正负极电极相连,形成一个电解池。

然后通过施加适当的电压和电流,将吸附在树脂上的离子重新释放到电解液中。

离子交换树脂的电再生应用广泛,主要包括以下几个方面:
1. 水处理:离子交换树脂被广泛应用于水处理领域,如软化水、去除重金属污染物、去除有机物等。

2. 生物制药:离子交换树脂在生物制药中常用于纯化蛋白质、去除杂质离子等。

3. 食品加工:离子交换树脂可用于食品加工中的脱色、脱盐、去除金属离子等。

4. 化学工业:离子交换树脂在化学工业中常用于分离、纯化和回收溶液中的特定离子。

5. 废水处理:离子交换树脂可以用于废水处理过程中的离子去除和重金属的回收。

总的来说,离子交换树脂的电再生原理和应用使其成为一种重要的材料,在多个领域中都发挥着重要的作用。

EDI技术简介

EDI技术简介

EDI技术简介EDI(Electrodeionization)是⼀种将离⼦交换技术、离⼦交换膜技术和离⼦电迁移技术相结合的纯⽔制造技术。

在EDI除盐过程中,离⼦在电场作⽤下通过离⼦交换膜被清除。

在离⼦交换膜之间充填的离⼦交换树脂⼤⼤地提⾼了离⼦被清除的速度。

同时,⽔分⼦在电场作⽤下产⽣氢离⼦和氢氧根离⼦,这些离⼦对离⼦交换树脂进⾏连续再⽣,以使离⼦交换树脂保持最佳状态。

EDI在清除弱电解质和胶体硅⽅⾯均有较好的效果。

EDI可以被看成带有⾃再⽣功能的离⼦交换设施。

这种⾃再⽣功能是通过离⼦在电场中的迁移过程和⽔分⼦的电离过程实现的。

EDI还可以看成⾼效的电渗析设施。

这种⾼效是通过离⼦交换树脂实现的,⽽其中离⼦交换树脂是被连续再⽣的。

EDI设施的除盐率可以⾼达99%以上。

如果在EDI之前使⽤反渗透设备对⽔进⾏初步除盐,再经EDI除盐就可以产⽣电阻率⾼达18兆欧*厘⽶的超纯⽔。

EDI可以以单元组合的形式构成各种流量的净⽔设施,因此具有相当的灵活性和适应性。

EDI优点* 连续运⾏,产品⽔⽔质稳定* ⽆须⽤酸碱再⽣* 不会因再⽣⽽停机* 节省了反冲和清洗⽤⽔* 以⾼产率产⽣超纯⽔(产率可以⾼达95%)* ⽆再⽣污⽔,不须污⽔处理设施* ⽆须酸碱储备和酸碱稀释运送设施* 减⼩车间建筑⾯积* 使⽤安全可靠,避免⼯⼈接触酸碱* 减低运⾏及维修成本* 安装简单、安装费⽤低廉EDI与离⼦交换⽐较产品⽔⽔质⽐较EDI是⼀个连续净⽔过程,因此其产品⽔⽔质稳定。

离⼦交换设施的净⽔过程是间断式的。

在离⼦交换柱刚刚被再⽣后,其产品⽔⽔质较⾼,⽽在下次再⽣之前,其产品⽔⽔质较差。

投资量⽐较与离⼦交换相⽐EDI不需要酸碱储存、酸碱添加和废⽔处理设施。

EDI⼚房需要量仅为离⼦交换的15%。

因此,EDI的投资量⽐离⼦交换⼩得多。

初略地说,EDI设施相关投资量仅为离⼦交换投资量的30%。

运⾏成本⽐较与离⼦交换⽐较EDI不需要酸碱消耗、再⽣⽤⽔和废⽔处理。

EDI说明书

EDI说明书

EDI装置用户手册一.EDI技术简介1.1 EDI的工作原理电去离子(Electrodeionization 简称EDI)是将电渗析膜分离技术与离子交换技术有机地结合起来的一种新的制备超纯水的技术,它利用电渗析过程中的极化现象对填充在淡水室中的离子交换树脂进行电化学再生。

EDI膜堆主要由交替排列的阳离子交换膜、浓水室、阴离子交换膜、淡水室和正、负电极组成。

在直流电场的作用下,淡水室中离子交换树脂中的阳离子和阴离子沿树脂和膜构成的通道分别向负极和正极方向迁移,阳离子透过阳离子交换膜,阴离子透过阴离子交换膜,分别进入浓水室形成浓水。

同时EDI进水中的阳离子和阴离子跟离子交换树脂中的氢离子和氢氧根离子交换,形成超纯水。

超极限电流使水电解产生的大量氢离子和氢氧根离子对离子交换树脂进行连续的再生。

传统的离子交换,离子交换树脂饱和后需要化学间歇再生。

而EDI膜堆中的树脂通过水的电解连续再生,工作是连续的,不需要酸碱化学再生。

1.2 EDI的发展历史受成本、环境和质量因素的影响,超纯水的生产工艺在最近的几十年内经历了很多变化。

一个趋势特别明显,即减少对离子交换(IX)的依赖程度,其目的在于将化学药品使用减少到最低,并提高水的利用率。

反渗透(RO)技术能将水中95%-98%的离子去除,从而大大减少了酸碱的用量,但还不能完全不使用化学药品。

为了制备超纯水,通常采用反渗透+混床工艺。

混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,在再生过程中使用相应的化学药品(酸碱),已无法满足现代工业清洁生产和环保的需要。

于是将电渗析技术和离子交换技术有机结合形成的EDI技术成为水处理技术的一场革命。

1.3 EDI的应用领域EDI技术具有技术先进、操作简便、无污染,是清洁生产技术,在微电子工业、电力工业、医药工业、化工工业和实验室等领域得到日趋广泛的应用。

二.EDI膜堆性能参数型号EDI-500 EDI-1000 EDI-250产水流量(m3/h) 0.3-0.5 0.5-1.0 1.2-2.5 浓水流量(m3/h) 0.10-0.2 0.10-0.4 0.2-0.8 最高工作压力(MPa) 0.4 0.4 0.4 进出口压差( MPa) 0.1-0.25 0.1-0.25 0.1-0.25 浓水压力(MPa) 0.1-0.15 0.1-0.15 0.1-0.15 最高电流(A) 3.5 3.5 3.5最高电压(V) 100 150 300 回收率70-75%75-80 %90-95 %工作温度(℃)5-38 5-38 5-38 最高温升(℃) 2.0 2.0 2.02.1产水流量流量过低会增加滞流层,浓差极化程度大,影响离子的迁移,而且可能造成水温升高,膜堆部件受热变形。

电去离子技术edi的工作原理

电去离子技术edi的工作原理

电去离子技术edi的工作原理以电去离子技术EDI的工作原理为标题,本文将详细介绍EDI技术的原理和工作过程。

一、EDI技术的概述EDI(Electrodeionization)是一种利用电场力驱动离子传输的技术,用于水处理领域。

它是通过将电场和离子交换材料相结合,实现对水中离子的选择性去除,从而达到纯化水质的目的。

二、EDI技术的工作原理1. 离子交换EDI技术的关键是离子交换膜,它是一种半透膜,具有选择性地将离子分离。

当水通过EDI装置时,正负离子会被离子交换膜吸附,从而实现了对离子的分离。

2. 电场力驱动EDI技术利用电场力驱动离子的传输。

在EDI装置中,存在一个电场,它会施加在离子上,使得离子在水中产生迁移运动。

正离子和负离子会根据电场力的作用而相对移动,通过离子交换膜分离。

3. 离子再生在EDI装置中,水分为两个流动的通道,分别是浓水通道和稀水通道。

通过电场力驱动,离子会逐渐被吸附在离子交换膜上,形成浓水。

而稀水通道则通过外部电场的作用,将浓水中的离子转移到稀水中,实现离子的再生。

4. 滞留离子的去除EDI装置中还包含了一个滞留室,它的作用是用于收集被离子交换膜滞留的离子。

这样可以确保水中的离子得到彻底去除,从而达到高纯水的要求。

三、EDI技术的优势1. 高效纯化EDI技术可以高效地去除水中的离子,能够将电导率降低到极低的水平,从而实现高纯水的生产。

2. 不需要再生化学品与传统的离子交换工艺相比,EDI技术不需要再生化学品,减少了对环境的污染和操作的复杂性。

3. 自动化运行EDI技术可以实现自动化运行,减少人工干预,提高生产效率。

4. 节能环保EDI技术不需要热能参与,没有热能损耗,减少了对能源的消耗,符合节能环保的要求。

四、EDI技术的应用领域EDI技术广泛应用于纯水制备、电子行业、制药工业、化工工业等领域。

在这些领域,对水质要求非常高,EDI技术可以有效地满足纯水的需求。

总结:EDI技术通过离子交换膜和电场力的作用,实现了对水中离子的选择性去除,从而达到纯化水质的目的。

EDI工作原理

EDI工作原理

EDI工作原理EDI(Electrodeionization)是一种利用电化学和离子交换技术进行水处理的方法。

它是一种高效、节能、环保的水处理技术,广泛应用于电子、化工、制药、食品等行业。

一、EDI的工作原理EDI技术是将电化学和离子交换技术相结合,通过电场和离子交换树脂的作用,将水中的离子分离出来,实现水的去离子化。

其工作原理主要包括以下几个步骤:1. 预处理:EDI系统的前端通常会配备预处理设备,如颗粒过滤器、活性炭过滤器等,用于去除水中的悬浮物、有机物和氯等杂质,以保护EDI模块。

2. 离子交换:EDI模块中包含阳离子交换膜和阴离子交换膜,当水通过这些膜时,阳离子和阴离子会被吸附,并与树脂上的H+和OH-交换,形成H2O分子。

3. 电场作用:EDI模块中还包含电极,当外加电场通过电极时,它会促使水中的离子迁移,使得阳离子和阴离子进一步分离。

4. 清洗:EDI模块在长时间使用后,会出现膜污染和树脂污染的问题,因此需要进行定期的清洗操作,以恢复EDI系统的性能。

二、EDI的优势EDI技术相比传统的离子交换技术具有以下优势:1. 高效节能:EDI系统不需要再生剂,不需要酸碱再生,不产生废水和废液,节约了能源和水资源。

2. 操作简便:EDI系统的操作和维护相对简单,只需定期清洗和更换耗材,无需专门操作人员。

3. 水质稳定:EDI技术能够提供稳定的去离子水质,去除了水中的离子杂质,保证了产品质量的稳定性。

4. 环保健康:EDI系统不使用化学药剂,不产生二次污染,对环境和人体健康无害。

5. 节省空间:EDI系统体积小,占地面积少,适合安装在有限空间的场所。

三、EDI的应用领域EDI技术广泛应用于以下领域:1. 电子行业:EDI技术可用于电子芯片、液晶显示器、电子元件等的制造过程中,保证纯净水的供应,避免离子杂质对产品的影响。

2. 化工行业:EDI技术可用于化工工艺中的水处理,确保水质符合生产要求,提高产品质量。

EDI(电去离子技术)相关知识详解

EDI(电去离子技术)相关知识详解

EDI(电去离子技术)相关知识详解1、EDI概念及原理EDI的英文全称是electrode ionization,翻译过来就是电除盐法,也称作电去离子技术,或填充床电渗析。

电去离子技术结合了离子交换和电渗析两项技术。

它是在电渗析的基础上研究发展起来的除盐技术,是继离子交换树脂等之后日益获得广泛应用并取得较好效果的水处理技术。

既利用了电渗析技术可连续除盐的优点,又利用了离子交换技术达到深度除盐的效果;既改善了电渗析过程处理低浓度溶液时电流效率下降的缺陷,增强离子传递,又使离子交换剂可得到再生,避免了再生剂的使用,减少了酸碱再生剂使用过程中所产生的二次污染,实现了去离子的连续操作。

EDI原理示意图EDI去离子的基本原理包括以下3个流程:(1)电渗析过程水中电解质在外加电场作用下,通过离子交换树脂,在水中进行选择性迁移,随浓水排出,从而去除水中的离子。

(2)离子交换过程通过离子交换树脂对水中的杂质离子进行交换,结合水中的杂质离子,从而达到有效去除水中离子的效果。

(3)电化学再生过程利用离子交换树脂界面水发生极化产生的H+和OH-对树脂进行电化学再生,实现树脂的自再生。

2、EDI的影响因素及控制手段?(1)进水电导率的影响在相同的操作电流下,随着原水电导率的增加,EDI对弱电解质的去除率减小,出水的电导率也增加。

如果原水电导率低则离子的含量也低,而低浓度离子使得在淡水室中树脂和膜的表面上形成的电动势梯度也大,导致水的解离程度增强,极限电流增大,产生的H+和OH-的数量较多,使填充在淡水室的阴、阳离子交换树脂的再生效果良好。

因此,需对进水电导率进行控制,使EDI进水电导率小于40us/cm,可以保证出水电导率合格以及弱电解质的去除。

(2)工作电压、电流的影响工作电流增大,产水水质不断变好。

但如果在增至最高点后再增加电流,由于水电离产生的H+和OH-离子量过多,除用于再生树脂外,大量富余离子充当载流离子导电,同时由于大量载流离子移动过程中发生积累和堵塞,甚至发生反扩散,结果使产水水质下降。

edi水处理原理简要介绍

edi水处理原理简要介绍

EDI水处理原理简要介绍一、什么是EDI水处理技术?EDI是英文Electrodeionization的缩写,即电极离子交换技术。

它是一种利用电场效应和离子交换树脂相结合的水处理技术,可以高效地去除水中的溶解离子,得到高纯度的水。

EDI技术广泛应用于电子、化工、制药、食品及饮料等行业,是现代水处理领域的重要技术之一。

二、EDI水处理原理EDI技术是通过将离子交换树脂与电场效应相结合,实现对水中离子的去除。

具体来说,EDI设备由阴阳离子交换膜、电极和离子交换树脂组成。

2.1 阴阳离子交换膜EDI设备中的阴阳离子交换膜起到隔离阴阳离子的作用。

阴离子交换膜只允许阴离子通过,阳离子交换膜只允许阳离子通过。

通过合理配置阴阳离子交换膜,可以实现对水中离子的选择性去除。

2.2 电极EDI设备中的电极是实现电场效应的关键组件。

电极通常由不锈钢或钛合金制成,通过施加电压,形成电场。

电场会对水中的离子产生作用力,促使离子向离子交换膜迁移。

2.3 离子交换树脂EDI设备中的离子交换树脂是实现离子去除的主要介质。

离子交换树脂具有高度选择性,可以选择性地吸附水中的离子。

通过合理配置离子交换树脂的种类和数量,可以有效去除水中的溶解离子。

三、EDI水处理过程EDI水处理过程一般包括预处理、电吸附和再生三个阶段。

3.1 预处理预处理阶段主要是对原水进行初步处理,去除悬浮物、胶体物质、有机物等杂质,以减轻EDI设备的负担,延长设备寿命。

常见的预处理方法包括混凝、沉淀、过滤等。

3.2 电吸附电吸附阶段是EDI水处理的核心过程。

在这一阶段,通过施加电场,离子交换树脂吸附水中的离子,并将其分离出来。

阴离子通过阴离子交换膜,阳离子通过阳离子交换膜,最终得到净化后的水。

3.3 再生再生阶段是为了恢复离子交换树脂的吸附能力。

通常采用两种方法进行再生:酸洗和电脱吸。

酸洗是用酸性溶液洗脱吸附在树脂上的离子,而电脱吸则是通过施加反向电场,使吸附在树脂上的离子向阴阳离子交换膜迁移,从而实现再生。

离子交换树脂的电再生原理及应用

离子交换树脂的电再生原理及应用

离子交换树脂的电再生原理及应用电厂水处理论文题目:离子交换树脂的电再生原理及应用离子交换树脂的电再生原理及应用摘要:离子交换树脂电再生是一项国际独创、市场前景广阔、经济和环保效益极好、社会迫切需求的高新技术。

它是从EDI 技术工作原理中引申的应用技术,依据EDI 净水装置中阴阳离子交换树脂在运行过程中能自行再生,而不需酸碱化学药剂再生就能长期运行的事实而发明的。

电再生法所消耗的是电能和水,不用酸碱等化学品,操作简便,既能够减少废物排放和对水体的污染,又可以降低生产成本,提高现场的技术水平。

因此,电再生法可望产生良好的经济效益和环保效益。

一、引言目前,离子交换水处理已成为发电、电子、制药和化工等行业制备高纯水除盐水处理系统中的主导关键工艺。

在离子交换水处理工艺中,通常采用阴、阳离子交换树脂。

离子交换树脂失效后,需要用酸和碱来再生,为使逆反应尽可能的安全,还需要采用过量的酸和碱。

因而再生时形成大量废酸碱,严重污染环境。

随着人们环境意识的提高,迫切需要一种对环境无污染的再生方法,譬如说,+-能不利用逆反应产生H 和OH 离子来再生,即利用水作为再生剂。

如此,树脂再生时就不污染环境了。

利用水作为再生剂再生离子交换树脂是一个富有吸引力的令人感兴趣的方法。

人们对此已作了不少研究,有的用高温水进行树脂的+-热再生,有的用靠电极反应由水产生H 和OH离子来再生,还有人将阳极插入阳树脂和阴极插入阴树脂来再生,并作了中试试验。

也有借助于离子交换膜对+-H与OH离子的选择透过性,而不让树脂与电极接触。

这种方法再生耗电量大,电极腐蚀严重,树脂再生不均匀,未能得到推广使用。

在研究电去离子净水技术时发明了一种将水电离来再生失效离子交换树脂的新方法,这种再生方法利用水作为再生剂,只消耗电能,称为离子交换树脂的电再生法。

二、离子交换树脂的电再生原理1.水的电离水的电离度很小,加强其电离,需要很小一点能量。

稍提高温度,就能大大加强。

水处理中的EDI

水处理中的EDI

水处理中的EDIEDI(Electrodeionization)是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。

它巧妙的将电渗析和离子交换技术相结合,利用两端电极高压使水中带电离子移动,并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除,从而达到水纯化的目的。

在EDI除盐过程中,离子在电场作用下通过离子交换膜被清除。

同时,水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子,这些离子对离子交换树脂进行连续再生,以使离子交换树脂保持最佳状态。

EDI设施的除盐率可以高达99%以上,如果在EDI之前使用反渗透设备对水进行初步除盐,再经EDI除盐就可以生产出电阻率高达成15M .cm以上的超纯水。

EDI 膜堆是由夹在两个电极之间一定对数的单元组成。

在每个单元内有两类不同的室:待除盐的淡水室和收集所除去杂质离子的浓水室。

淡水室中用混匀的阳、阴离子交换树脂填满,这些树脂位于两个膜之间:只允许阳离子透过的阳离子交换膜及只允许阴离子透过的阴离子交换膜。

树脂床利用加在室两端的直流电进行连续地再生,电压使进水中的水分子分解成 H+及 OH-,水中的这些离子受相应电极的吸引,穿过阳、阴离子交换树脂向所对应膜的方向迁移,当这些离子透过交换膜进入浓室后,H +和 OH-结合成水。

这种 H+和 OH-的产生及迁移正是树脂得以实现连续再生的机理。

当进水中的 Na+及 CI-等杂质离子吸咐到相应的离子交换树脂上时,这些杂质离子就会发生象普通混床内一样的离子交换反应,并相应地置换出 H+及 OH-。

一旦在离子交换树脂内的杂质离子也加入到 H+及OH-向交换膜方向的迁移,这些离子将连续地穿过树脂直至透过交换膜而进入浓水室。

这些杂质离子由于相邻隔室交换膜的阻挡作用而不能向对应电极的方向进一步地迁移,因此杂质离子得以集中到浓水室中,然后可将这种含有杂质离子的浓水排出膜堆。

几十年来纯水的制备是以消耗大量的酸碱为代价的,酸碱在生产、运输、储存和使用过程中,不可避免地会带来对环境的污染,对设备的腐蚀,对人体可能的伤害以及维修费用的居高不下。

EDI工作原理

EDI工作原理

EDI工作原理EDI(Electrodeionization)是一种用于水处理的高效、节能的技术,它能够去除水中的离子和溶解物,产生高纯度的水。

本文将详细介绍EDI的工作原理。

1. EDI的基本原理EDI技术是通过电化学和离子交换的结合来实现水处理的。

它通常由离子交换膜、电极和离子交换树脂组成。

在EDI装置中,水通过离子交换膜,该膜具有选择性地允许某些离子通过,而阻止其他离子通过。

当水通过这些膜时,离子交换树脂将水中的离子捕获并与之交换,从而净化水质。

2. EDI的工作过程EDI的工作过程可以分为三个阶段:预处理、电化学反应和再生。

2.1 预处理在EDI之前,通常需要对水进行预处理,以去除悬浮物、有机物和大部分离子。

这可以通过过滤、活性炭吸附和反渗透等方法来实现。

预处理的目的是保护EDI装置,提高其工作效率和寿命。

2.2 电化学反应在EDI装置中,水通过离子交换膜,同时有一个电场施加在膜上。

这个电场会导致水中的离子在膜上形成浓度极化层。

在浓度极化层中,离子会与离子交换树脂发生反应,被捕获并与之交换。

正向离子(如钠离子、钙离子)会被交换树脂吸附,而负向离子(如氯离子、硫酸根离子)会被交换树脂释放。

2.3 再生随着时间的推移,交换树脂会逐渐饱和,需要进行再生。

再生是通过改变电场的方向来实现的。

在再生过程中,正向离子会被释放出来,负向离子会被吸附。

这样,交换树脂重新恢复到可再次捕获离子的状态,从而实现连续的水处理。

3. EDI的优势EDI技术相对于传统的水处理方法具有以下优势:3.1 高纯度水的生产EDI能够高效地去除水中的离子和溶解物,可以产生高纯度的水,适用于许多应用领域,如电子行业、制药行业和化工行业等。

3.2 节能环保EDI不需要使用化学品进行再生,相比传统的离子交换方法,EDI更加节能环保。

它可以降低运营成本和废水处理的负担。

3.3 连续运行EDI可以实现连续的水处理,无需停机进行再生。

这大大提高了生产效率和连续供水的可靠性。

美国Electropure EDI电去离子技术

美国Electropure EDI电去离子技术

一、什么是EDIEDI全称是"electrodeionization",中文全称:“电去离子”、或是“连续电去离子”、“连续电除盐”等,早期国内也称之为“填充床电渗析”。

EDI是一种将电渗析与离子交换有机地结合在一起的膜分离深度除盐技术,属高科技绿色环保技术。

它利用电渗析过程中的极化现象对离子交换填充床进行电化学再生,以直流电压为驱动力,利用混合离子交换树脂的离子吸附的交换作用和阴阳离子交换膜的选择透过性,使一水体中的阴阳离子分别通过阴阳离子交换膜迁移到另一水体中而得到纯化的分离过程。

这一过程离子交换树脂是连续电再生的,因此不需要使用外加的酸和碱对之再生,而且生产出高达18MΩ.cm(25℃)的超纯水。

这种新技术完全可以替代传统的离子交换技术(如:混合离子交换器)。

二、Electropure EDI原理基本原理EDI是利用阴、阳离子膜,采用对称堆放的形式,在阴、阳离子膜中间夹着阴、阳离子树脂,水中的离子首先被树脂捕捉,阴阳离子分别在直流电压的作用下,向不同的方向迁移,离子通过相应的离子膜而到达膜的另一侧,使水得到纯化。

而同时在电压梯度的作用下,水会发生电解产生大量H+和OH-,这些H+和OH-对离子膜中间的阴、阳离子交换树脂不断地进行了再生。

由于EDI不停的进行交换一一再生,使得水的纯度越来越高,所以,最终产生了高纯度的超纯水。

三股独立水流Electropure EDI模块将进水流分成了三股独立的水流:1.产水水流(最高水回收率达99%)2.浓水水流(通常5~10%,可以循环回流到RO进水)3.极水水流(1%,阳极和阴极的水排放)离子选择性膜阴离子选择性膜可以透过阴离子而不能透过阳离子阳离子选择性膜可以透过阳离子而不能渗透过阴离子树脂离子交换技术Electropure EDI从水中去除不想要的离子是通过在淡水室中将它们吸附在离子交换树脂上,然后将这些离子输送到浓水室中。

在模块的淡水室中,阴离子交换树脂释放出氢氧根离子(OH-)与溶解盐中的阴离子(如:Cl-)交换。

电去离子edi的原理及过程

电去离子edi的原理及过程

电去离子edi的原理及过程一、EDI技术的基本原理EDI(Electrodeionization)技术是一种基于电化学原理和离子交换原理的水处理技术,通过电场作用与离子交换树脂相结合,实现高效、连续、自动地去除水中离子的方法。

其基本原理如下:1. 双极板:EDI设备由一系列交替排列的阳、阴离子交换膜和电极板组成,形成了一种双极板结构。

正极板上的阴离子交换膜只能使阴离子通透,而负极板上的阳离子交换膜只能使阳离子通透。

2. 电化学反应:在正负极板之间施加直流电压,产生电化学反应。

正极板上的水分子被氧化成氧气和氢离子,而负极板上的水分子则被还原成氢氧根离子和氢气。

这些反应会导致阳离子和阴离子在交换膜上的富集。

3. 离子交换:由于正负离子交换膜的存在,正极板上的阴离子被阻挡,只有阳离子可以通过,而负极板上的阳离子也被阻挡,只有阴离子可以通过。

这样,水中的离子经过这一过程后,被有效地去除。

二、EDI技术的工作过程EDI技术主要包括了预处理、电离子产生和再生三个过程。

1. 预处理:水在进入EDI设备之前,需要经过预处理过程,去除悬浮物、有机物、细菌和病毒等杂质,保证EDI设备的正常运行。

2. 电离子产生:经过预处理后的水进入EDI设备,通过正负离子交换膜之间的电化学反应,产生大量的氢离子和氢氧根离子。

这些离子会在交换膜上富集。

3. 再生:当交换膜上的离子富集到一定程度时,需要进行再生。

再生过程中,通过逆流洗脱的方式,将富集的离子冲洗出系统,同时恢复交换膜的活性,使其继续去除水中的离子。

三、EDI技术在水处理领域的应用EDI技术在水处理领域具有广泛的应用,主要体现在以下几个方面:1. 纯水制备:EDI技术可以用于纯水的制备,特别适用于电子、化工、制药等行业对水质要求较高的领域。

通过EDI技术,可以去除水中的离子、溶解性固体和有机物,获得高纯度的水。

2. 脱盐处理:EDI技术可以应用于海水淡化和地下水脱盐等领域。

EDI(电混床)技术及产品介绍

EDI(电混床)技术及产品介绍

EDI系统流程
OMEXELL 吨水耗电
进水电导率 5µ s/cm 10 µ s/cm 20 µ s/cm 30 µ s/cm 40 µ s/cm 直流电耗 100W 150W 250W 350W 450W
25℃水温,水回收率95%且浓水电导率不小于250µ s/cm
PM-UF-RO-OMEXELL 系统

OMEXELL 组件
浓水口 进水口
浓水口 产水口
EDI-1040组件
பைடு நூலகம்
OMEXELL 进水条件


EDI进水必须是RO产水或具有同等水质; 总含盐量(含CO2)<20 ppm(CaCO3计) PH值 5~9 硬度 <1.0 ppm (CaCO3计) 可溶硅 <0.5 ppm TOC <0.5 ppm 余氯 <0.05 ppm Fe、Mn、H2S <0.01 ppm
OMEXELL 基本性能


最大产水量 产水水质 水利用率 工作温度 最小进水压力 最大工作压差 浓水流量 浓水压力 浓水电导率 运行功率 外形尺寸
2.5m3/h 2-16 M.cm 90 ~ 95 % 10 ~ 38 0C 2.0 bar 1.5 bar 1.2 ~ 1.8 m3/h 小于淡水0.4 bar 250 ~ 1500 µ s/cm 5A/150V Dc ø 250X1040 mm
EDI的树脂再生过程
EDI中交换树脂再生剂的产生
EDI的离子迁移
EDI在水处理系统中所适用场合
在反渗透之后替代离子交换单元制取纯水; 在纳滤膜之后替代离子交换单元制取纯水; 在离子交换系统中替代混床; 在原水含盐量低的场合中,可作为预脱盐手段;

edi原理

edi原理

edi原理
一般认为EDI的原理在横向上可以分为离子交换、直流电场下离子的选择性迁移和树脂的电再生方面。

在高纯水中,离子交换树脂的导电性能比与之相接触的水要高2~3个数量级,所以几乎全部的从溶液到脂面的离子迁移都是通过树脂来完成的。

水中的离子,首先因交换作用吸附于树脂颗粒上,再在电场作用下,经由树脂颗粒构成的离子传播通道迁移到膜表面并透过离子选择性膜进人浓水室。

同时,在树脂、膜与水相接触的界面处,界面扩散中的极化使水解离为氢离子和氢氧根离子。

它们除部分参与负载电流外,大多数又起到对树脂的再生作用,从而使离子交换、离子迁移、电再生3个过程相伴发生、相互促进,达到连续去离子的目的。

EDI在我国也称之为填充床电渗析。

电渗析器的淡水室装了阴、阳混合离子交换剂(颗粒、纤维或编织物),将电渗析和离子交换两个过程在同一容器中进行,使两个过程内在地联系在一起。

电去离子技术(EDI)简介

电去离子技术(EDI)简介

电去离子技术(EDI)简介1 电去离子净水技术电去离子净水技术是一种将电渗析和离子交换相结合的脱盐新工艺,其英文名称为electrodeion ization(EDI)。

EDI,可以连续出水,不需化学药剂(酸、碱、盐)再生,从而不污染环境;可以实现全自动控制;适应性广,从而可用于各行各业用水处理;运行成本低,经济性好,易于普及推广。

国外一些专家的论证与分析表明,在当今的水处理脱盐系统中,采用反渗透(RO)与EDI组合工艺,可确保获得最佳的水处理工艺性能,其经济性也不错,为这种组合工艺的推广,提供了良好的发展前景.填充床电渗析脱盐处理过程中同时进行着如下三个主要过程:1)在外电场作用下,水中电解质离子通过离子交换膜进行选择性迁移的电渗析过程;2)阴、阳混合离子交换剂上的OH-和H+离子对水中电解质离子的离子交换过程(从而加速去除淡水室内水中的离子);3)电渗析的极化过程所产生的H+和OH-及交换剂本身的水解作用对交换剂进行的电化学再生过程.前两个过程可提高出水水质,而最后再生过程却因进行再生反应而使水质变坏,然而这一再生过程是填充床电渗析器长期不间断运行所必需的,因此,只要选择适宜的工作条件,就能保证获得高质量的纯水,又能达到交换剂的自行再生.用填充床电渗析制备超纯水的运行实践也表明,此时的工艺过程有两种状态:在欲脱盐水的盐浓度高时,淡水室中的树脂为盐基型;而在盐浓度低时,树脂将电化学地转为氢型和氢氧型.这样,电渗析与离子交换两者有机错综地结合在一起,所发生的反应及过程,共同构成了整个电去离子过程.即利用离子交换能深度脱盐来克服电渗析过程因发生极化而脱盐不彻底;又利用电渗析极化而发生水电离产生H+和OH-离子实现树脂自再生来克服树脂失效后通常要用化学药剂再生的缺陷.从而,使电去离子过程达到一种比较完美的境界.这种方法适合于含盐量低的水脱盐处理使用,它基本上能够去除水中全部离子,所以它在制备超纯水、纯水、软化水及处理放射性废水方面有着广阔的发展前景.EDI为何有如此广泛的适应性呢?下面提出一个反应叠加实用分析方法,用它来形象理解该问题和解释一些应用实例.2反应叠加实用分析方法先将电去离子过程解体为各组成反应再叠加合成的分析方法,依据各组成反应的前后次序和发生地点,确定这些反应在某种应用场合下的主次地位,并对它们作侧重于离子交换方面的应用分析,该实用分析方法的要点描述如下:1)将电去离子过程解体为电渗析过程和离子交换过程,它们彼此独立,各受其所固有的规律所支配.它们两者虽然都起从水中除去离子的作用,但是在电去离子过程中电渗析起真正清除掉离子的作用,而离子交换仅仅起去离子的中间过渡作用.2)离子交换树脂截留住离子,抑制了电渗析,使离子交换进行;树脂解吸出离子,抑制了离子交换,使电渗析进行.以上两点,可形象地示意为:3)电渗过程中离子迁移速度由该离子在水溶液和膜中的迁移率而定.各种离子迁移率的大小决定离子从淡水室迁移至浓水室的离子浓度分布层谱.在直流电场作用下离子电渗析迁移的方向与离子受水流流动挟带运动的方向相垂直.因此,在淡水室中阴离子和阳离子的浓度分布层谱分别偏向两侧.4)在电渗析出现浓差极化时会发生水的电离,它促使树脂解吸.发生浓差极化的位置在水溶液和树脂颗粒或膜之间的界面上,有随机性.在树脂颗粒表面界面层中发生水电离所生成的H+和OH-离子,能及时将邻近失效树脂再生;在膜表面界面层中发生水电离所产生的一种离子(H+或OH-)只是穿过膜,入浓水室,起电载体作用,不参与再生,另一种离子(OH-或H+)作横向迁移,参与再生.原有的离子电渗析浓度分布层谱会被这种随机产生的水电离造成的树脂解吸所破坏,并且会出现离子多次被树脂解吸又吸附的现象.5)离子交换反应速度极快,远大于离子电渗析迁移速度,因此离子交换过程受扩散因素控制.同时,离子随水流挟带流动,水流不断冲刷树脂颗粒,使水中大部分离子在电渗析迁移出淡水室以前都被树脂吸附截留住,以后再逐步解吸并电渗析迁移出淡水室而除去.可见,在电去离子过程中,树脂是转运离子的中间体.6)电去离子过程中的离子交换应遵守通常的柱内离子交换层谱的分布规律[8]:在离子交换过程中,对某一种被吸附的离子,离子交换层可分为失效层、工作层和保护层;各离子层谱和先后置换的选择性顺序都根据它们与树脂的亲和力的大小而定.对强酸性阳树脂的选择性顺序为:Fe3+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>H+对强碱性阴树脂的选择性顺序为:SO-4>NO-3>Cl->OH->HCO3->HSiO-3离子交换层谱是判定已处理水电去离子程度的依据.淡水室内水的流速愈大,离子的扩散速度愈小,层谱的扩展深度也就愈深.淡水室内水的流速取决于进出口压差和流阻.7)在描述电去离子过程时应将电渗析与离子交换有机地结合一起分析.根据当时各组成反应的前后次序和发生地点,确定各反应的主次地位,有时以电渗析的一些反应为主,有时则以离子交换的一些反应为主,最后再将它们叠加起来作综合分析.3结论电去离子方法是一种将电渗析和离子交换有机地结合在一起的离子分离方法.根据已有的大量实践和理论,将电去离子过程进行时所发生化学反应分清主次、前后和地点,得出描述电去离子的反应叠加实用分析方法,用它能圆满解释应用EDI除去水中电解质离子制备超纯水、纯水、软化水和部分去离子水等实用问题,从而有利于EDI的推广应用.。

EDI简单原理

EDI简单原理

EDI简单原理EDI(Electro deionization)是一种具有革命性意义的水处理技术,它巧妙地将电渗析技术和离子交换技术相融合,无需酸碱再生,而能连续制取高品质的超纯水。

它具有技术先进、操作简便、良好的环保特性,代表着一种行业方向,能广泛应用于电力、医药、化工、电子等行业。

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列。

超纯水的整个工艺流程是先经过预处理,然后加药杀毒,再经过RO反渗透系统,再使用EDI设备制取超纯水。

由于超纯水对水质的BOD和TOC等物质的含量要求比较高,所以一般会采取二级反渗透,后面的工艺比较多的采取了EDI的技术,在超纯水制备技术上EDI比较有优势。

EDI作为反渗透设备后的二次除盐制取超纯水的设备,可以制取高达10-18.2MΩ.CM的超纯水。

EDI设备无需化学药剂的再生,可以连续运行。

在具体的应用中,仅调节EDI的运行电流就可以改变其出水水质。

因此广泛用于微电子工业、半导体工业、发电行业、制药行业和实验室。

也可以作为制药蒸馏水、食物和饮料生产用水、发电厂的锅炉的补给水,以及其它应用超纯水的方面。

连续电除盐(EDI,Electro deionization或CDI,continuous electrode ionization),是利用混和离子交换树脂吸附给水中的阴阳离子,同时这些被吸附的离子又在直流电压的作用下,分别透过阴阳离子交换膜而被除去的过程。

这一过程使离子交换树脂是电连续再生的,因此不需要使用酸和碱对之再生。

这种新技术可以替代传统的离子交换装置,生产出高达18MΩ-CM的超纯水。

可以比较清晰地描述如下:EDI是利用阴、阳离子膜,采用对称堆放的形式,在阴、阳离子膜中间夹着阴、阳离子树脂,分别在直流电压的作用下,进行阴、阳离子交换。

而同时在电压梯度的作用下,水会发生电解产生大量H+和OH-,这些H+和OH-对离子膜中间的阴、阳离子不断地进行了再生。

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离子交换树脂的电再生技术(EDI)离子交换水处理的主要方式有混床和复床两种,混床和复床树脂的电再生各有不同的特点。

下面将在简述混床树脂电再生的基础上,着重讨论复床树脂电再生特点、原理和试验研究结果及电再生器的结构。

1 混床树脂电再生在EDI过程中,水电离所产生的H+ 和OH-离子,不断地自再生填充在淡水室内的树脂,这一自再生作用是EDI净水设备得以连续出水且出水水质很高的关键因素。

因此,如果制造出结构上类似于EDI净水设备而其淡水室不填混床树脂的电再生器,那么设法将失效的混床树脂送入其中,并通电和通纯水,使该电再生器运行一段时间,这些失效的混床树脂就必然得到彻底再生。

在这一电再生器的再生室内,水电离所产生的H+ 和OH-离子不断地电再生失效的混床树脂,从其树脂上置换下来的盐类离子,又受电场作用不断地被迁移至浓水室排出。

失效混床阴、阳树脂,从盐基型转为H、OH型树脂,完成了再生过程。

由于失效树脂不流动,称这种方式为静态体外电再生。

相应地,只要源源不断地将失效混床树脂送入树脂体外电再生器,就有再生好的混床树脂从其中徐徐流出,从而实现了混床树脂的动态体外电再生,其工作原理示意地如图1所示。

图1 混床树脂动态体外电再生原理示意图1—阴膜;2—阳膜;3—混床树脂电再生室;4—下部失效混床树脂;5—中部已部分再生的混床树脂;6—上部已再生混床树脂。

混床树脂体外电再生是在直流电场作用下,利用水作为再生剂,用它代替酸碱再生失效混床树脂,再生时不必采用分离、再生、混合、清洗等复杂的再生步骤,只需用水力输送法将失效混床树脂送入体外电再生器进行再生,不用酸、碱化学药剂,对环境无污染,只消耗少量电能,使用方便,费用低廉,使传统的离子交换水处理工艺发生根本性的变化。

除了普通混床外,还有凝结水精处理用高速混床,这种混床通常在120 m/h的高流速下工作,树脂失效后要靠水力输送至专门的树脂再生装置进行酸碱化学再生,再生后再回输至原高速混床使用。

这时将酸碱化学再生改用体外再生就很方便,因为输送系统是现成的,只需将体外电再生器串联在树脂输送系统中就可,由于电再生时阴、阳树脂不必分离,所以也没有酸碱化学再生时常见的发生交叉污染的忧虑。

为获得电子、医药或其他行业用电导率0.055μS/cm(电阻率18.2MΩ·cm)的理论纯水,在普通混床或EDI净水设备后,通常还装设抛光混床进行最终的精处理。

这种抛光混床用树脂是相对密度很接近的阴树脂和阳树脂的混合物,由于无法将这种树脂的阴、阳树脂分离,不能用酸碱将它们分别再生,所以这种抛光树脂失效后,弃之不用。

如果采用电再生来再生这种废的阴、阳树脂,就可将其混合后,一起电再生为可用的新再生树脂,变废为宝,经济效益极高。

清华大学、天津大学、武汉大学和华北电力大学等高等院校与企业合作,组成五个研究团队,验证了树脂电再生的可行性。

试验证明,失效树脂经电再生后的再生度可达到与化学法再生相媲美的程度[4]。

2 复床树脂体外电再生2.1 特点复床是指阳树脂和阴树脂分置于两个设备中,一为阳床,另一为阴床,以区别于这两种树脂混合同置于一个设备中的混床。

又由于复床在水处理系统流程中位置靠前,承担绝大部分脱盐负载,所以与混床相比,其电再生有不同的特点:1)阳床与阴床再生不同步在复床水处理系统再生实践中,阳床与阴床再生往往不同步,需要在不同时刻分别再生。

在混床树脂送入上述体外电再生器再生时,由于水电离产生的H+ 和OH-离子都得到利用,因而浓水室排水呈中性。

在复床电再生时,若先再生阳床失效树脂,则利用了H+ 离子,未利用OH-离子,因而浓水室排水呈微碱性;若另一时刻再再生阴床失效树脂,则利用了OH-离子,未利用H+离子,因而浓水室排水呈微酸性。

这些微碱(或酸)性的排水,若能收集来再生相应的阴(或阳)床,则要另外增添再生设备及系统;若直接排放,则因分别再生阳床与阴床而增加体外电再生的耗电量。

2)要求体外电再生器的再生强度高与混床相比,复床通常承担绝大部分脱盐负载。

如以一级复床与一级混床的串联脱盐系统为例,复床需承担90%脱盐负载,也就是水中绝大部分盐分都要靠复床除去。

复床解联停用供再生的时间通常为8~24h,所以体外电再生的所有操作应在8 h内完成。

由于复床的脱盐负载大,在短时间内的电再生强度也就大,因此复床体外电再生器应是高再生强度的电再生设备。

3)硬度离子在膜上结垢的影响混床作为水处理系统中的精处理设备,主要用来除去水中残余NaCl 盐分,因而失效阳树脂呈Na型;复床用来除去水中绝大部分盐分,因而失效阳树脂除有Na型外还有Ca、Mg型。

在复床失效阳树脂进入体外电再生器再生时,由于再生室内有大量OH-离子的存在,离子交换膜的表面及其离子孔道就有可能被Ca(OH)2和Mg(OH)2沉淀物所阻塞,使离子交换膜丧失对离子的选择性迁移作用,因此,混床树脂再生用的体外电再生器不能直接用于复床失效阳树脂的电再生。

4) 树脂表面无机和有机沉淀物的影响由于复床在水处理系统流程中的位置靠前,若除去水中悬浮物和有机物的预处理设备工作不好,则会在树脂表面结有无机沉淀物和滋生有机物。

在复床树脂电再生时,这些无机和有机沉淀物随树脂一起带入体外电再生器,这会严重污染或堵塞离子交换膜,影响再生效果,使体外电再生器不能正常工作,因此,这时需在树脂电再生之前,增加树脂擦洗工序,将树脂清洗干净后再送入体外电再生器再生。

2.2 原理复床树脂与混床树脂相比,其体外电再生器的区别在于:复床树脂电再生器膜对构成中增添了双极膜,这相当于在混床树脂电再生室中间插了双极膜,将其一分为二,一变为复床中阳床树脂电再生室,另一变为复床中阴床树脂电再生室。

这时,在直流电场作用下,水电离所产生的H+和OH-离子,分别进入各自的阳、阴离子再生室,与相应的失效树脂发生交换反应,使失效树脂相应转化为H型和OH型,实现电再生。

同时,又避免发生对树脂电再生过程有危害的副反应,因为复床位于脱盐系统的前端,失效阳床树脂除了吸着了水中所含的大部分离子外,还吸着了水中所含的全部Ca2+和Mg2+离子,如果将这种树脂送入原来的混床电再生室中,那么电再生时水电离所生成的H+离子可与树脂上所含Ca2+、Mg2+和Na+ 离子交换,交换下来的Ca2+和Mg2+离子就可能与水电离所生成的OH-离子发生反应,生成Ca(OH)2或Mg(OH)2沉淀,覆盖在树脂或膜的表面,堵塞孔道,影响后续的离子迁移、扩散和交换过程,最终使树脂电再生难以持续下去。

所谓双极膜是由阴离子交换树脂层、阳离子交换树脂层和中间界面亲水层所组成,在直流电场的作用下,它能将水直接电离为H+和OH-离子,并受电场力作用形成彼此反向的离子流。

因此将一张双极膜插在原一个混床树脂再生室中间,就可将其分成复床再生用阴、阳床树脂各自再生的两个电再生室。

只要将失效阳床的阳树脂和失效阴床的阴树脂,分别送入各自的阴、阳树脂体外电再生室,经一定再生时间,就能获得再生程度与酸碱化学再生相媲美的新鲜再生树脂。

在树脂流动情况下,复床动态体外电再生原理示意图,如图2所示。

图2 复床树脂动态体外电再生原理示意图1—阴膜;2—阳膜;3—下部失效阳树脂;4—中部已部分再生的阳树脂;5—上部已再生阳树脂;6—双极膜;7—上部已再生阴树脂;8—中部已部分再生的阴树脂;9—下部失效阴树脂。

2.3 试验研究结果1992年美国Millipore公司设计了利用双极膜的EDI技术并申报了专利[5]。

据报道,在原水的电导率为1 μS/cm的条件下,双极膜界面电压降大于1 V,测得电流效率低于30 %,双极膜水解离所产生的H+和OH-离子的浓度可达到104 mg/L以上,而原水中杂质离子浓度仅为10-2~10-5 mg/L,两者离子浓度相差106~109倍。

这一比例与传统的化学再生相比,要高出2~5个数量级,所以,这时,树脂的再生度应比化学再生法高。

河北建筑科技学院的几位青年教师,在受作者树脂电再生发明的启发下,完成了混床离子交换树脂电再生的试验研究后,又与河北电力设备厂工程师及太原理工大学教师合作,进行了利用双极膜的复床树脂电再生试验(河北省2000年科学技术研究攻关指导计划项目00213093)[6]。

他们采用了国产双极膜及其它材料,按照Millipore 公司利用双极膜的EDI技术,制造了在双极膜两侧分别填装阴、阳树脂的EDI装置。

复床离子交换树脂电再生的试验结果表明,当再生电压为60 V和再生时间为60 min时,该试验装置树脂电再生的效果接近化学再生的效果,显示了良好的技术可行性。

华中科技大学曹练成和邓泳南,也进行了利用双极膜的复床树脂电再生试验(1999年湖北省科委重点科技计划项目992P1202)[7],得出与上述试验相同的结论。

北京国电龙源环保工程有限公司和华北电力大学,把利用双极膜进行复床树脂电再生作为实施树脂电再生技术的重点来进行开发。

他们实施树脂电再生技术的工作是由本文作者作为树脂电再生专利发明人建议、北京国电龙源环保工程有限公司申办的,并将它列为2001年国家电力公司科技基金项目(SP-2001-02-25)。

试验结果表明,对阴树脂的再生效果很好,达到或超过碱再生的效果,而对阳树脂的再生效果稍差[8]。

他们没有进一步深入研究,去查找原因,改进阳树脂的再生效果,却放弃了利用双极膜直接进行树脂电再生的研究,改而进行用双极膜制备酸、碱的试验,用制得的酸、碱来分别再生复床中的阳床和阴床,认为这是最合适于复床树脂再生的方法。

利用双极膜制备酸、碱这个课题尚有不少问题要解决,看来似乎很简单,实际上很难实施,所以,利用双极膜制备酸碱要达到实用阶段,还可能要落在复床电再生产业化之后实现。

另一方面,他们已放弃利用双极膜直接进行树脂电再生的研究,而且在这方面他们的研究还迟于他人的研究,但是他们却去申报“双极膜水解离法再生离子交换树脂的方法和装置”发明专利,声称双极膜水解离法优于化学再生法,试图获得利用双极膜电再生树脂的专利权。

这使人疑惑,这是商业上的炒作,还是另有其它原因。

2.4 电再生器的结构本文作者根据开发离子交换树脂电再生的实践,不失时机地申报了“复床离子交换树脂电再生装置”实用新型专利[9],用它作为“离子交换树脂电再生方法及装置”发明专利的补充。

该实用新型专利,除提出双极膜将原混床用树脂电再生室一分为二,将它分为复床中阳床树脂的电再生室和阴床树脂的电再生室以外,还提出在浓水室内按等空隙法填充导电树脂。

这可降低浓水室电阻,提高电流效率,也省去了浓水循环或浓水加盐等麻烦措施。

图3 是复床离子交换树脂电再生器(双膜对)的剖面示意图。

由图3可知,复床离子交换树脂电再生器主要包括膜堆、电极装置和端部夹紧装置三部分,膜堆的基本单元为膜对18,膜堆由若干个膜对18组合而成,每个膜对18依次有阴离子交换膜5、阴床树脂电再生空心隔板6、双极膜7、阳床树脂电再生空心隔板8、阳离子交换膜9和浓水室空心隔板10各一张按固定的程序交替排列组成。

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