EDI的工作基本原理和工艺设计知识

Electrodeionization:EDI

主讲人：孙圣东伊乐科环保科技(上海)有限公司

电话13916318023日期：2006年8月ElectropureEDI

模块特性目录1.0EDI模块基本结构特点2.0EDI模块特性3.0ElectropureEDI流程图4.0ElectropureEDI工艺特点5.0ElectropureEDI推荐工艺系统6.0Electropure商业特征21.0模块基本结构特点序号分类结构特性表现ElectropureEDI1淡水室流道宽度窄树脂填充填充2浓水室流道宽度窄树脂填充不填充3极水室水流方向从下往上极水流程阳极到阴极进水/出水流向分配独立进水且独立排放4离子选择性膜来源不同自己专利产品，自己生产膜用量不同多32.0EDI模块特性

淡水室流道特性Electropure：采用窄流道技术

窄流道特点：

(1)离子从淡水室迁移到浓水室的行程短，离子迁移和去除更容易，由于离子迁移快的特性，从而可以以最短的时间和占用最少的树脂层将容易去除的离子（如：H+

、Na+、Ca2+、OH-、CL-、SO42-等）迁移，给后续的弱电解质类离子（如：HCO3-、SiO2等）留出足够的时间和树脂层空间来将其迁移到浓水室，达到最佳的产水品质；

(2)同时，流道窄，其自身的内电阻低，消耗电能低，在相同的进水负荷和达到相同的产水品质条件下，工作电流和电压均较低，比采用宽流道技术的模块节能20~30%。

(3)对于窄流道模块，在相同的设计产水量条件下，离子交换膜的使用数量多于宽流道模块，如果膜的单价相同，则窄流道的模块制造成本要高于宽流道，但模块的性能表现优良。GraphicfromIonics4

浓水室特性

浓差极化特性：

(1)提高膜表面的流速，形成紊流状态，减少离子浓度的极化

(2)Electropure采取窄流道技术，减少流道截面积，在相同的浓水流量情况下，可以提高浓水室的膜表面流速

导电性特性：

(!)加速离子的运动，降低浓水室的内电阻

(2)Electropure采取窄流道技术，减少流道截面积，在相同进水品质的条件下，可以降低浓水室内电阻，从而增强了导电性

(3)由于ElectropureEDI淡水室的特性，可以使一般性的离子快速的迁移到浓水室，因此，更有利于增强浓水室的导电性

5极水室特性PH=7

极水流向，同样的进水条件，阳极和阴极的

PH=4

PH值变化，阴极流出液将呈现出高PH值，在阴极

高碱性条件下，CO2和HCO3-将会全部转换CO32-形

态，由于CO2和硬度的存在，加剧了CaCO3的结晶

形成，导致极水室结垢的倾向加重

PH=4PH=763.0ElectropureEDI流程图

工艺特点三进三出，淡水、浓水、极水单独进水且单独出水浓水系统无需循环浓水无需加盐淡水进产水出

Electropure浓水进EDI

浓水出极水进

极水出74.0ElectropureEDI工艺特点(1)产水、浓水、极水三股水流独立进水、独立出水，可以实现独立调节，

无论哪股水流发生变化，可以快速判断和诊断，起到保护模块的作用(2)进水压力需求低，1.5~5Kgf/cm2(0.15~0.5MPa)，只需要满足模块的压力降和管道的沿程阻力即可(3)压力差（淡水进水和浓水进水之间、淡水进水和极水进水之间、产水和浓水出水之间、产水和极水之间）的调节非常容易和简单，而且压差的少许波动对于产水品质没有太大的影响(4)不需要浓水循环泵(5)不需要在浓水室加盐(6)极水独立排放，其水量小，只有进水总量的1%甚至更低，并且可以使极水的进/出水压力可以最低，尽量创造条件使气体的快速流出、释放或稀释(7)浓水出水可以直接回收利用，没有氧化性气体（氯气）对超滤、反渗透和EDI膜的氧化潜在危险(8)由于系统简单，因此PLC程控技术非常容易实现85.0ElectropureEDI推荐系统工艺5.1原水水质差异中国的地域广阔，自然界的水系非常复杂，主要体现在：

(1)南北水系有差异

(2)地表和地下水系有差异

(3)同一个地区的水系也有差异

(4)苦咸水、海水、亚海水水系

(5)江、河、湖、库、溪等水系

(6)污水的回用系统5.2产水水质差异工业行业多，生产工艺的差异巨大，对于用水水质的需求千差万别5.3工艺选择差异EDI工艺系统的选择，是关系到EDI能否安全、稳定运行的关键，但是，由于原水水源、产水要求、初期投资、运行维护投资等多方面的约束和影响，因此，并没有放之四海皆准的工艺系统存在，必须结合终端用户的实际情况进行综合分析后，才能够确定经济合理的工艺路线。

以下推荐几种EDI系统工艺，供参考。9(1)UF+RO+RO+EDI（二级RO工艺）

超滤UF水箱WT泵Pump微过滤MF高压泵HP一级RO

阻垢剂

碱

二级RO高压泵HP微滤器MF水泵

水箱WT水箱WT水泵Pump微滤器MFEDI设备注解:UF:超滤UltrafiltrationRO:反渗透ReverseOsmosisWT:水箱WaterMF:微过滤MicronFilterHP:高压泵HighPressurePump特性描述：二级RO：通过二级RO去除离子和污染物；加碱：当在二级RO的进水中加碱后，PH值将会上升，这样二氧化碳将会转变成HCO3-或CO32-

离子，然后通过二级RO去除。应用条件：

(1)原水总含盐量（TDS）或电导率太高，例如：如果电导率、碱度、硬度和硅等全部太高或者其中的一项指标很高，那么，采用二级反渗透将是最好的EDI前处理系统；(2)如果原水总含盐量（TDS）或电导率可能有时候变化太大，那么，采用二级反渗透也将是最好的EDI前处理系统。10(2)UF+SF+碱+RO+EDI(一级RO工艺)超滤UF水箱WT泵Pump软化器器SF微过滤滤MF碱Alkali高压泵泵HPEDI设备微微滤滤器MF水泵Pump水箱WT一级RO注解:UF:超滤UltrafiltrationRO:反渗透透ReverseOsmosisWT:水箱WaterTankMF:微过滤滤MicronFilterHP:高压泵泵HighPressurePumpSF:软化器器SoftenerFilter特性描描述：：一级RO：通过过一级级RO去除离离子和和污染染物；；软化化：通通过软软化工工艺去去除原原水的的硬度度；加碱碱：当当原水水的硬硬度被被去除除后，，可以以在一一级RO的进水水中加加碱，，PH值将会会上升升，这这样原水中中的二二氧化化碳将将会转转变成成HCO3-或CO32-离子，，然后后通过过RO去除。。应用条条件：：(1)原水总总含盐盐量（（TDS）或电电导率率不高高，例例如：：如果果电导导率、、碱度度、硬硬度和和硅等等指标标都较低，，那么么，采采用一一级反反渗透透将是是可行行的EDI前处理理系统统；(2)如果原原水总总含盐盐量（（TDS）或电电导率率变化化不大大，原原水品品质比比较稳稳定，，那么么，采采用一一级反渗透透也将将是可可行的的EDI前处理理系统统。11(3)UF+RO+DGS+SF+EDI（一级RO工艺）超滤UF水箱WT水泵Pump微过滤MF高压泵HP一级RO阻垢剂AntiscaleEDI微过滤MF软化SF脱气DGS供水泵Pump水箱WT注解:UF:超滤UltrafiltrationRO:反渗透ReverseOsmosisWT:水箱WaterTankMF:微过滤MicronFilterHP:高压泵HighPressurePumpSF:软化器SoftenerFilterDGS:脱气Degasification特性描述：：一级RO：通过一级级RO去除离子和和污染物；；软化化：通通过软化工工艺去除原原水的硬度度；脱气气：通通常使用脱脱气塔或脱脱气膜从EDI的进水中去去除二氧化化碳，但是是，二种工工艺会有不不同的效果，如如果采用脱脱气塔，出出水二氧化化碳的浓度度可以达到到4~6ppm；如果采用用脱气膜，出水二二氧化碳的的浓度可以以达到2ppm以下，也可可以达到1ppm以下或更低低。当EDI进水的TDS、硬度、硅硅等含量高高或碱度较较高时，我我们建议优优先采用脱脱气膜技术，这这应该是最最好的选择择。当EDI进水的二氧氧化碳浓度度很低时，，即使EDI进水的硬度比要求求的值大一一点点，ElectropureEDI也能安全运运行应用条件：：(1)原水总含盐盐量（TDS）或电导率率不是太高高，硅也不不高，硬度度和碱度太太高，原水水品质比较较稳定，那么么，采用一一级反渗透透和脱气将将是可行的的EDI前处理系统统；(2)软化树脂必必须是最好好的品质；；树脂再生生的盐也必必须是最好好品质，至至少达到食食品等级。。12(4)UF+RO+DGS+EDI（一级RO工艺）超滤UF水箱WT水泵Pump微过滤MF高压泵HP阻垢剂AntiscaleEDI脱气DGS供水泵Pump水箱WT一级RO注解:UF:超滤UltrafiltrationRO:反渗透ReverseOsmosisWT:水箱WaterTankMF:微过滤MicronFilterHP:高压泵HighPressurePumpDGS:脱气Degasification特性描述：：一级RO：通过一级级RO去除离子和和污染物；；脱气气：通通常使用脱脱气塔或脱脱气膜从EDI的进水中去去除二氧化化碳，但是是，二种工工艺会有不不同的效果，如果果采用脱气气塔，出水水二氧化碳碳的浓度可可以达到4~6ppm；如果采用用脱气膜，，出水二氧化化碳的浓度度可以达到到2ppm以下，也可可以达到1ppm以下或更低低。当EDI进水的TDS、硬度、硅硅等含量高高或碱度较较高时，我我们建议优优先采用脱脱气膜技术，这应应该是最好好的选择。。当EDI进水的二氧氧化碳浓度度很低时，，即使EDI进水的硬度比要求的的值大一点点点，ElectropureEDI也能安全运运行。应用条件：：(1)原水总含盐盐量（TDS）或电导率率、硅、硬硬度较低，，碱度低或或高，原水水品质比较较稳定，那那么，采用一级反反渗透和脱脱气将是可可行的EDI前处理系统统。13(5)UF+RO+EDI（一级RO工艺）超滤UF水箱WT水泵Pump微过滤MF高压泵HP阻垢剂AntiscaleEDI供水泵Pump水箱WT一级RO注解:UF:超滤UltrafiltrationRO:反渗透ReverseOsmosisWT:水箱WaterTankMF:微过滤MicronFilterHP:高压泵HighPressurePump特性性描描述述：：一级级RO：通通过过一一级级RO去除除离离子子和和污污染染物物；；应用用条条件件：：(1)原水水总总含含盐盐量量（（TDS）或或电电导导率率、、硅硅、、硬硬度度、、碱碱度度都都很很低低，，原原水水品品质质比比较较稳稳定定，，那那么么，，只只采用用一一级级反反渗渗透透将将是是可可行行的的EDI前处处理理系系统统。14(6)ElectropureEDI特殊殊工工艺艺（A）一一级级RO系统统超滤滤UF水箱箱WT泵Pump微过过滤滤MF高压压泵泵HP阻垢垢剂剂EDI设备备微滤滤器器MF水泵泵水箱箱WT一级级RO从RO直接接进进入入EDI注解解:UF:超滤滤UltrafiltrationRO:反渗渗透透ReverseOsmosisWT:水箱箱WaterMF:微过过滤滤MicronFilterHP:高压压泵泵HighPressurePump15(6)ElectropureEDI特殊殊工工艺艺（B）二二级级RO系统统超滤滤UF水箱箱WT泵Pump微过过滤滤MF高压压泵泵HP一级级RO阻垢垢剂剂碱二级级RO高压压泵泵HP微滤滤器器MF水泵泵水箱箱WT水箱箱WT水泵泵Pump微滤滤器器MFEDI设备备从RO直接接进进入入EDI注解解:UF:超滤滤UltrafiltrationRO:反渗渗透透ReverseOsmosisWT:水箱箱WaterMF:微过过滤滤MicronFilterHP:高压压泵泵HighPressurePump16(6)ElectropureEDI特殊殊工工艺艺工艺艺特特性性：(1)ElectropureEDI对于于运运行行压压力力的的需需求求很很低低，，压压力力0.15~0.5MPa，满满足足压力力降降即即可可；；(2)反渗渗透透的的产产水水直直接接进进入入EDI设备备；；(3)不需需要要使使用用中中间间水水箱箱、、水水泵泵、、微微过过滤滤器器及及其其配配套套系系统统；；(4)