EDI水處理設備工作過程
一般自然水域暗中存在鈉、鈣、鎂、氯化物、鹽、碳氫鹽等溶解物。這些化合物由帶負電荷的陰離子和帶正電荷的陽離子組成。通過反滲透(RO)的處理,95%-99%以上的離子可以被去除。RO純水(EDI給水)電阻率的一般范圍是0.05-1.0MΩ?cm,即電導率的范圍為20-1μS/cm。根據(jù)相應的情況,去離子水電阻率的范圍一般為5-18 MΩ?cm。另外,原水中也可能包括其它微量元素、溶解的氣體例如CO2)和一些弱電解質(例如硼,二氧化硅),這些雜質在工業(yè)除鹽水中必須被除掉。但是反滲透過程對于這些雜質的清除效果較差。因此,EDI的作用就是通過除去電解質(包括弱電介質)的過程,將水的電阻率從0.05-1.0MΩ?cm提高到5-18 MΩ?cm。
離子交換膜和離子交換樹脂的工作原理相近,可以選擇性地透過離子,其中陰離子交換膜只允許陰離子通過,不允許陽離子通過;而陽離子交換膜只允許陽離子透過,不允許陰離子透過。在一對陰陽離子交換膜之間填充混合離子交換樹脂就形成了一個EDI單元。陰陽離子交換膜之間由混合離子交換樹脂占據(jù)的空間被稱為淡水室。將EDI單元羅列在一起,使陰離子交換和陽離子交換膜交替排列,在離子交換膜之間添加特殊的離子交換樹脂,其形成的空間被稱為濃水室。在給定的直流電壓的推動下,在淡水室中,離子交換樹脂中的陰陽離子分別向正、負極遷移,并透過陰陽離子交換膜進入濃水室,同時給水中的離子被離子交換樹脂吸附而占據(jù)由于離子電遷移而留下的空位。事實上離子的遷移和吸附是同時發(fā)生的。通過這樣的過程,給水中的離子穿過離子交換膜進入到濃水室被除去而成為除鹽水。
帶負電荷的陰離子(例如OH-、C1-)被正極(+)吸引而通過陰離子交換膜,進入到鄰近的濃水室。此后這些離子在繼續(xù)向正極遷移中遇到鄰近的陽離子交換膜,而陽離子交換膜不允許陰離子通過,這些離子即被阻隔在濃水中。淡水流中的陽離子(例如Na+ 、H+)一類似的方式被阻隔在濃水室。在濃水室,透過陰陽膜的離子維持電中性。
EDI組件電流量和離子遷移量成正比。電流量由兩部分組成,一部分源于被除去離子的遷移,另一部分源于水本身電離產生的H+和OH-離子的遷移。
在EDI組件中存在較高的電壓梯度,在其作用下,水會電解產生大量的H+和OH-。這些就地產生的H+和OH-離子交換樹脂有連續(xù)再生的作用。
EDI組件中的離子交換樹脂可以分為兩部分,一部分稱作工作樹脂,另一部分稱作拋光樹脂,二者的界限稱為工作前沿。工作樹脂承擔著除去大部分離子的任務,而拋光樹脂則承擔著去除弱電解質等較難清除離子的任務。
EDI給水的預處理是EDI實現(xiàn)性能和減少設備故障的首要前提條件。給水里的污染物會對除鹽組件有負面影響,增加維護量并降低膜組件的壽命。