因此,这种方法只是一种改进的淡化方法,运行成本略低,对环境也有污染;第三种方法是绿色淡化方法,彻底去除了超纯水设备中酸碱的使用,实现了全过程的绿色化。

  下面将介绍绿色脱盐法中EDI装置的基本原理、优缺点并与混床进行比较。EDI EDI(Electro-de-ionization)的基本工作原理是一种结合了离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术(电渗析技术)的纯水制造技术,该技术利用离子交换能深度脱盐克服电渗析极化和脱盐不完全,利用电渗析极化产生水电离产生H和OH离子实现树脂自再生克服树脂失效后化学再生的缺陷,是20世纪80年代以来逐渐兴起的新技术。

  经过十多年的发展,EDI技术已经占据了北美和欧洲超纯水市场的相当一部分,EDI器件包括阴/阳交换膜、离子交换树脂、直流电源等设备。

  阴离子交换膜只允许阴离子通过,不允许阳离子通过,而阳离子交换膜只允许阳离子通过,不允许阴离子通过。离子交换树脂填充并夹在阴、阳离子交换膜之间,形成单个处理单元,构成淡水室。单元之间由网孔隔开,形成浓缩水室。

  单元组两端直流电源的阴阳极电极形成电场,来水流经淡水室,水中的阴阳离子在电场作用下通过阴阳离子交换膜除去,进入浓缩水室。

  离子交换膜之间填充的离子交换树脂大大提高了离子被去除的速率,同时水分子在电场的作用下产生氢离子和氢氧化物离子,这些离子不断地再生离子交换树脂,使离子交换树脂保持在最佳状态。EDI装置将给水分为纯水、浓缩水和极性水三个独立的流。

  纯水(90%-95%)为最终水,浓缩水(5%-10%)可循环利用,极性水(1%)排出。图2显示了EDI净水的基本过程。EDI装置是精密水处理系统,一般与反渗透(RO)结合使用,形成预处理、反渗透和EDI装置的超纯水处理系统,取代传统水处理工艺的混合离子交换设备。

  EDI装置的进水要求是电阻率为025-0.5MΩ·cm,反渗透装置完全可以满足要求,EDI装置可以生产电阻率高达15 MΩ·cm以上的超纯水,EDI装置的特点EDI装置不需要化学再生,可以连续运行,这又不需要传统水处理工艺的混合离子交换设备再生所需的酸碱液体,以及再生排出的废水。

  其主要特点如下:连续运行,产品水质稳定。易于实现自动控制。无需使用酸碱再生。

  再生不停机。节省再生水和再生污水处理设施。产水率高(高达95%)。

  无需酸碱储存和酸碱稀释运输设施。占地面积小。使用安全可靠,避免工人接触酸碱。

  降低运行和维护成本。设备单元为模块化,可灵活组合各种流量的净水设施。

  安装简单,成本低。EDI装置和离子交换设备比较EDI装置和离子交换设备属于水处理系统中的精细处理设备。下面从水质、投资和运行成本等方面对两种装置进行比较,以说明EDI装置在水处理中的优势。(1)产品水质比较EDI装置是一种连续的净水工艺,因此其产品水质稳定,电阻率一般为15MΩ·cm,可达18MΩ·cm,达到超纯水指标。

EDI技术在水处理系统中的应用

  离子交换设施的净水过程是间歇性的,它刚刚再生后,其产品的水质较高,而在下次再生前,其产品的水质较差。(2)与离子交换设施相比,EDI装置的投资约高20%,但从酸碱储存、酸碱添加、废水处理设施及后期维护、树脂更换等角度来看,两者的成本相差约10%。

  随着技术的提高和批量生产,EDI装置所需的投资将大大减少,此外,EDI装置设备小,所需的车间比混床小得多。(3)EDI装置的运行成本比较包括功耗、水耗、制药成本和设备折旧,消除了酸碱消耗、再生水、废水处理和污水排放的需要。

  在耗电量方面,EDI装置约为0.5kWh/t水,混床工艺约为0.35kWh/t水,耗电量的成本在电厂中比较经济,可以从耗电量的价格来计算,在耗电量方面,EDI装置产水率高,不使用循环水,因此这方面的运行成本比混床低,至于药品和设备折旧的成本,差别不大。

  总体而言,在运行成本中,EDI装置每吨水的运行成本约为4元,常规混床每吨水的运行成本约为7元,高于EDI装置。因此,在EDI装置上进行更多投资的成本可以在几年内完全收回。

  EDI技术在国外广泛应用已有十多年,多应用于制药行业、微电子行业、发电行业和实验室等领域,也广泛应用于表面清洗、表面涂装、电解行业和化工等行业。

  在我国应用时间仅2-3年,主要用于制药、微电子行业超纯水的处理,在发电行业化学水处理系统中的应用才刚刚兴起,目前山东部分火电厂已采用EDI技术处理锅炉补水,该系统主要包括加药系统、多介质过滤器、活性炭过滤器、反渗透、EDI设备。

  处理水量160t/h,2000年冬季采暖期投入运行,运行良好。

  目前二期(150t/h)工程正在安装中,两期工程将在今年冬季采暖期投产。结论EDI装置是一种水处理设备,具有产水连续、水质高、易控制、占地少、无需酸碱、有利于环境保护等优点,具有广泛的应用前景。

  随着设备和工艺的改进,以及针对不同行业的优化,初期投资成本将大大降低,相信在不久的将来,传统水处理工艺中的混合离子交换设备将被彻底取代。