CANPURE EDI 技术手册(新)

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CP-S系列EDI产品技术手册 2010 版
第2章 Canpure Super EDI技术介绍
第2章 Canpure Super EDI技术介绍
2.1 Canpure Super EDI的组件结构 Canpure Super EDI主要由以下几个部分组成: 1)淡水室 将离子交换树脂填充在阴、阳离子交换膜之间形成淡水 单元； 2)浓水室 在相邻淡水单元的阴阳离子交换膜之间添加树脂，形成浓
EDI组件中的离子交换树脂可以分为两部分，一部分称作工作树脂，另 一部分称作抛光树脂。工作树脂承担着除去大部分离子的任务，而抛光树 脂则承担着去除弱电解质的任务；工作树脂附近区域导电离子主要是强电 解质，而抛光树脂附近区域导电离子主要是弱电解质和水解离产生的H+和 OH-离子。抛光树脂附近区域阴离子交换膜内部及其表面由于OH-离子浓度 高因而其pH值较高，抛光树脂附近区域阳离子交换膜内部及其表面由于H+
1.3 EDI过程 一般自然水源中存在钠、钙、镁、氯化物、硝酸盐、碳酸氢盐等溶解 物，这些化合物由带负电荷的阴离子和带正电荷的阳离子组成。通过反渗 透(RO)的处理，95%～99%以上的离子可以被去除，RO纯水(EDI给水)电阻 率的一般范围是0.05～1.0MΩ•cm，即电导率的范围为20～1μS/cm。根据 应用的情况，去离子水电阻率的范围一般为5～18MΩ•cm。另外，原水中也 可能包括其它微量元素、溶解的气体(例如CO2)和一些弱电解质(例如硼、
附 录 1 浓 水 侧 结 垢 酸 清 洗 工 艺
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附 录 2 淡 水 侧 有 机 物 污 染 的 清 洗
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附 录 3 E D I 组 件 的 除 菌 清 洁 过 程
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附 录 4 E D I 组 件 再 生 过 程
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附 录 5 保 修 条 款
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附 录 6 术 语 汇 编
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附 录 7 E D I 系 统 测 试 / 运 行 记 录 表
CP-500S
CP-1000S
CP-2000S
CP-3600S
20～80 0.5～6 0.4～0.7 0.06～0.10
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20～100 0.5～6 0.9～1.2 0.13～0.18
60
50～120 0.5～6 1.0～2.0 0.15～0.30
60
50～180 0.5～6 2.0～3.5 0.24～0.41
4
2.2 C a n p u r e S u p e r E D I 组 件 的 优 势
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第3章 运行条件
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3.1 运 行 参 数
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3.2 运 行 电 流 及 运 行 电 压
5
3.3 给 水 要 求
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3.4 给 水 T E A 与 电 导 率
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3.5 污 染 物 对 除 盐 效 果 的 影 响
2.2 Canpure Super EDI组件的优势 Canpure Super EDI组件和其它EDI组件相比，有下列优势： 1)给水硬度可以高达10mg/L； 2)无需加盐，降低了运行费用； 3)无需浓水循环，简化系统、降低运行费用； 4)大大提高电流效率，节约用电。
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第1章 EDI技术介绍
离子浓度高因而其pH值较低。 EDI给水的预处理是EDI实现其最优性能和减少设备故障的首要条件。
给水里的污染物会对EDI除盐组件造成负面影响，这必然会增加维护量，并 降低膜组件的使用寿命。
1.4 EDI的应用领域 超纯水经常用于微电子工业、半导体工业、发电工业、制药行业和实 验室。EDI纯水也可以作为制药蒸馏水、食物和饮料生产用水、化工厂工艺 用水以及其它超纯水应用领域。 CanpureTM EDI组件单件流量范围从0.5m3/hr到3.5m3/hr，不同规格型号 的EDI组件都有一个推荐的流量范围，将组件并行排列可以产生一个几乎无 限规模的系统。根据限定的给水和运行条件操作，CanpureTM EDI组件可生 产出电阻率达10～18.2MΩ•cm的纯水。
注 意！
1. 在操作和维护CanpureTM EDI组件时必须始终遵 守本使用手册中的有关规定 2.必须完全理解本手册内容并经过相关技术培训才 能使用CanpureTM EDI组件 3.对于不符合本手册要求所造成的损失，制造商不 承担任何责任 4.CanpureTM EDI组件在使用期间出现异常现象， 用户不得自行拆装，应立即通知售后服务商 5.我们保留不断改进产品的权利，如有变动恕不另 行通知。
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3.2 运行电流及运行电压 严重警告：当电流通过EDI组件时会产生热量，在EDI运行过程中必 须用水流将热量全部带出。因此，当EDI组件淡水、浓水水流不畅或停止 时，必须停止供电，否则将使EDI组件彻底烧坏。
3.2.1 供 电 直流电源是提供离子从淡水室进入浓水室的动力元件。在直流电源的 作用下，局部电压梯度使得水解离为H+和OH-，并使这些离子迁移，由此 实现组件中的树脂再生。 组件运行的电压由组件内阻和最佳工作电流决定。 EDI直流电源的纹波系数应小于等于5%。
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第1章 EDI技术介绍
二氧化硅)，这些杂质在工业除盐水中必须被除掉，但是反渗透过程对于这 些杂质的清除效果较差。因此，EDI的作用就是通过除去电解质(包括弱电解 质)的过程，将水的电阻率从0.05～1.0MΩ•cm提高到5～18MΩ•cm。
离子交换膜和离子交换树脂的工作原理相近，可以选择性地透过离子， 其中阴离子交换膜只允许阴离子透过，不允许阳离子透过；而阳离子交换膜 只允许阳离子透过，不允许阴离子透过。在一对阴阳离子交换膜之间充填 混合离子交换树脂，就形成了一个EDI单元。阴阳离子交换膜之间由混合离 子交换树脂占据的空间称为淡水室；将一定数量的EDI单元并列在一起，使 阴离子交换膜和阳离子交换膜交替排列，相邻两个EDI单元的阴阳离子交换 膜之间用隔板隔开或者添加特殊的离子交换树脂，其形成的空间被称为浓水 室；其中靠近EDI组件两侧正负电极板的浓水室分别为正、负极水室。
在给定直流电压的推动下，淡水室中吸附在离子交换树脂中的阴阳离 子分别向正、负极迁移，并透过阴阳离子交换膜进入浓水室，同时给水中 的离子被离子交换树脂吸附而占据因离子电迁移而留下的空位。在该过程 中，离子的迁移和吸附是同时并连续发生的，给水中的离子通过离子交换 膜这个“快速通道”进入到浓水室被连续去除而成为除盐水。
1.2 EDI技术是水处理工业的革命 与传统离子交换(DI)相比，EDI所具有的优点： 1)EDI无需化学再生，节省酸和碱 2)EDI可以连续运行 3)提供稳定的水质 4)操作管理方便，劳动强度小 5)运行费用低 利用反渗透技术进行一次除盐，再用EDI技术进行二次除盐就可以彻底 使纯水制造过程连续化，避免使用酸碱再生。因此，EDI技术给水处理技术 带来了革命性的进步。
水室； 3)极水室 在电极板与相邻离子交换膜中间添加树脂，形成极水室。 一个组件中有正、负两个极水室； 4)绝缘板和压紧板； 5)电源及水路连接； Canpure Super EDI 在传统EDI技术的基础上，对组件的内部结构进行了 革命性的创新，使得EDI的给水条件大大放宽，运行大大简化，运行费用大 大降低。
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4.1 E D I 给 水 处 理
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4.2 E D I 系 统 流 程
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4.3 E D I 系 统 保 护 和 控 制
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目 录
4.4 E D I 系 统 组 成
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第5章 安装注意事项
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5.1 安 全
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5.2 组 件 安 装
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3.2.2 纯水质量与电流的关系 组件在特定给水条件下，要获得最佳水质，都对应着一个最佳电流 量。若实际运行电流低于此电流，产品水中离子不能被完全清除，部分离 子被树脂吸附，短时间内产水水质较好，但由于没有足够的由水解离产生 的H+和OH-使树脂再生，所以树脂终会被离子所饱和，当树脂失效后，产 水水质便会大幅下降；若实际运行电流过多地高于此电流，多余的电流会 引起离子极化现象，同样会使产品水的电阻率降低。 传统EDI运行电流是有效电流的4～5倍才能保证产水的质量。Canpure Super EDI运行电流只需有效电流的1.5～2.0倍，运行电压也只需传统EDI 运行电压的约1/3，因此除盐所需电量(功率)仅约为传统EDI的1/10。再考 虑到Canpure Super EDI无需浓水加盐和无需浓水循环泵这两方面的节约， Canpure Super EDI运行费用仅约为传统运行费用的1/20。
EDI组件电流量和离子迁移量成正比。电流量由两部分组成，一部分源 于被除去离子的迁移，另一部分源于水本身电离产生H+和OH-离子的迁移。
在EDI组件进水中的H+和OH-可以通过离子交换树脂迅速迁移进入浓 水，随着淡水室流程的延长，淡水室越来越纯的水在电场的作用下会解离 产生大量的H+和OH-。这些就地产生的H+和OH-对离子交换树脂有连续再生 的作用，也是这些就地产生的H+和OH-离子来承载电荷，保证了淡水室出 口附近的电流量。
带负电荷的阴离子(例如OH-、Cl-)被正极(+)吸引而通过阴离子交换 膜，进入到邻近的浓水室，这些离子在正极的吸引下继续向正极迁移，在 迁移过程中遇到邻近的阳离子交换膜，而阳离子交换膜不允许阴离子通 过，这些离子即被阻隔在浓水中；淡水中带正电的阳离子(例如Na+、H+) 以类似方式被阻隔在浓水室；透过阴阳膜的离子使得浓水室的水维持电中 性。
5.3 组 件 方 向
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5.4 管 件 的 连 接
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5.5 接 地
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5.6 电 源 连 接 和 接 线
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5.7 隔 板 间 距
18Βιβλιοθήκη Baidu
第6章 组件的清洗及维护
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第7章 系统运行操作
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7.1 开 机 准 备
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7.2 组 件 启 动
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7.3 关 机
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第8章 组件的故障处理
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4
第3章 运行条件
第3章 运行条件
3.1 运行参数 EDI组件运行结果取决于各种各样的运行条件，其中包括系统设计参 数、给水质量、给水压力等。下表列出的是较为典型的运行条件。
型 号
电压(VDC) 电流(ADC) 产品水流量(m3/h) 浓水流量(m3/h) 极水流量(L/h)
表3-1 CanpureTM EDI 主要型号与参数表
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附 录 8 E D I 系 统 流 程 图
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第1章 EDI技术介绍
第1章 EDI技术介绍
1.1 EDI技术本质 连续电除盐(EDI，Electro-deionization或CDI，Continuous deionization)， 是利用填充在淡水室中的混合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发生横向电迁移，并分别透过阴 阳离子交换膜进入浓水室而被去除；另一方面，在给水前进的方向上，由 于离子不断被去除，溶液的电导率越来越低，在直流电压的作用下水会发 生解离以产生足够的H+和OH-离子来维持系统的电流量，这些水解离产生 的H+和OH-除了发生横向电迁移外，还会就地把吸附有离子的树脂再生， 从而实现连续深度脱盐。因此EDI过程的本质是离子交换、电渗析和水解离 产生H+和OH-离子再生树脂这三个过程的综合过程。在此过程中，离子交 换树脂仅仅为离子提供一个导体的作用，因此不需要用酸和碱进行再生。 电渗析才是EDI用来脱盐的手段。但是树脂终会因吸附饱和而发生离子泄 露，无法使除盐过程连续而稳定地运行。水解离是EDI的核心所在，而要实 现水的解离，关键是：(1)给水中的离子不能太多；(2)所施加的直流电压 必须达到一定的数值。这一新技术可以代替传统的离子交换(DI)装置，生 产出电阻率高达18MΩ•cm的超纯水。
目 录
目录
第1章 EDI技术介绍
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1.1 E D I 技 术 本 质
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1.2 E D I 技 术 是 水 处 理 工 业 的 革 命
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1.3 E D I 过 程
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1.4 E D I 的 应 用 领 域
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第2章 Canpure Super EDI组件简介
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2.1 C a n p u r e S u p e r E D I 的 组 件 结 构
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3.6 浓 水 系 统
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3.7 离 子 性 质 与 运 行 参 数 的 关 系
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3.8 温 度 与 运 行 参 数 的 关 系
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3.9 流 量 与 运 行 参 数 的 关 系
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3.10 浓 ( 极 ) 水 出 口 管 路
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3.11 优 化 运 行 条 件
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第4章 EDI系统设计