電去離子(EDI)工藝
EDI的設計包括了兩個成熟的水凈化技術—電滲析和離子交換樹脂除鹽。通過這種革命性的技術,用較低的能源成本就能去除溶解鹽,而且不需要化學再生;它能產生好幾個兆歐(MΩ·cm)電阻率的高質量純水,且能夠連續穩定大流量的生產。
EDI通過一個電勢迫使離子從進水流中分離出來,再進入與進水流毗連的水流中。EDI與ED不同的是在淡水室中使用了樹脂—這種樹脂允許離子在很低電導率的水中更快地遷移。
樹脂在穩定狀態下工作,它們的工作不像一個離子匯聚庫,而更像是一個離子輸送的導體。
EDI技術總述
圖1: EDI工藝原理示意圖
電去離子(EDI)工藝采用一種離子選擇性膜和離子交換樹脂夾在直流電壓下兩個電極之間(陽極(+)和陰極(-)),在兩極間的直流電源電場從RO預處理過的水中去除離子。
離子選擇性膜同離子交換樹脂有著相同的工作原理和原材料,他們用于將某種特定的離子進行分離。陰離子選擇性膜允許陰離子透過而不能透過陽離子,陽離子選擇性膜允許陽離子透過而不能透過陰離子,這兩種膜不允許水透過。
通過在一個層狀、框架式的組件中放置不同的陰離子選擇性膜和陽離子選擇性膜,就建立了并列交替的淡水室和濃水室。離子選擇性膜被固定在一個惰性的聚合體框架上,框架內裝填混合樹脂就形成淡水室,淡水室之間的層就形成了濃水室。
EDI基本重復單元叫做“膜對”,見插圖1。模塊的膜對放置在兩個電極之間,兩電極提供直流電場給模塊。在提供的直流電場推動下,離子通過膜從淡水室被輸送到濃水室。因此,當水通過淡水室流動時,逐步達到無離子狀態,這股水流就是產品水流。
流入 EDI模塊的反滲透純凈水被分成了三股獨立的水流:
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產水水流(高達99%的水回收率)
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濃水水流(一般為5~10%,可以循環回流到RO進水)
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極水水流(0.5~1%,陽極+陰極統一排放)
濃水室和產水室(純化)在由變換的陰離子和陽離子滲透膜組成的蜂窩式的堆棧中形成單絲屏幕空格。這些形成了兩個截然不同的、變換的流體腔體。嵌入高聚材料框架的離子選擇性膜和裝滿離子交換樹脂形成純化室。
EDI基本的工作單元稱為“膜對”在圖2中畫出!澳Α倍褩N挥诮o模塊施加直流電壓(DC)的兩個電極之間。
第3股水流(極水)持續不斷地流過陽極和陰極,陽極液首先流入陽極室,陽極室是位于陽極和臨近的陰離子選擇性膜之間,在該室PH值下降,產生Cl2和O2。極水流然后流入陰極室,陰極室是位于陰極(-)和一個臨近的陽離子選擇性膜之間。在陰極室,產生H2(氫氣),因此,極水室排出不想要的氯氣、氧氣和氫氣。
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