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传统的超纯水制备设备是电渗析、离子交换器(阳床、阴床、复床、混床)。新型超纯水制备设备是EDI(连续电除盐技术)设备。EDI是将电渗析技术和离子交换技术有机结合形成的一种新型除盐技术。可以有效的去除水中几乎全部的阴阳离子,出水电阻率可稳定在15MΩ.CM以上,连续运行、无化学污染、水的利用率高,在超纯水制备工艺上有着强大的优势广阔的应用前景。
一、超纯水制备技术的发展历程
阶段1:预处理 + 阳床 + 阴床 + 混床离子交换
阶段2:预处理 + RO反渗透 + 混床离子交换
阶段3:预处理 + RO反渗透 + 电渗析装置
阶段4:预处理 + RO反渗透 + EDI装置
其中,RO反渗透技术是一种利用膜分离去除水中离子的方法,尽管反渗透系统将水中 95%-98% 的离子去除,但还不能满足部分工业生产的要求,其后续工艺必须使用离子交换设备。近几十年以来,混合床离子交换技术一直作为纯水制备的标准工艺。由于其需要周期性的再生且再生过程中使用大量的化学药品(酸、碱)和纯水,因此已很难满足于无酸碱纯水系统。
将反渗透膜和树脂结合的 EDI 技术成为水处理技术的一场革命,解决了传统的离子交换越来越无法满足现代工业和环保的难题。EDI技术应用电再生离子交换除盐工艺取代传统混合离子交换除盐工艺DI 。通过离子交换树脂及选择性离子膜达到高脱盐效果,与反渗透结合的联合工艺使产水水质可达 电阻率10~17M Ω· CM 的高规格产水。
二、 EDI超纯水设备的工作原理:
1.经RO反渗透设备产出的纯水进入 EDI装置,主要部分流入离子交换树脂/膜内部,而另一部分沿模板外侧流动,以洗去透出膜外的离子。
2.离子交换树脂截留水中的溶存离子。
3.被截留的阴阳离子在电极作用下,阴离子向正极方向运动,阳离子向负极方向运动。
4.阳离子透过阳离子膜,排出离子交换树脂/膜之外。
5.阴离子透过阴离子膜,排出离子交换树脂/膜之外。
6.浓缩了的含离子水(浓水)经废水流路中排出。
7.无离子水(超纯水)从离子交换树脂/膜内流出。
三、EDI超纯水装置进水水质要求:
TEA( 含 CO2 ) <25mg/LasCaCO 3
PH 5 - 9
硬度 < 0.1 mg/LasCaCO 3
硅 <0.5mg/L
TOC <0.5 mg/L
余氯 <0.05mg/L
Fe , Mn , H 2 S <0.01 mg/L
进水压 30 - 100PSI
四、EDI超纯水设备与混床离子交换器的优势对比
EDI超纯水设备是应用在RO反渗透系统之后,取代传统的混合离子交换技术(MB-DI)生产稳定的去离子水。EDI技术与混合离子交换技术相比有如下优点:
(1)EDI超纯水设备产水水质稳定;混床往往因为人工再生的不确定性和不准确而造成产水水质不合格。
(2)EDI超纯水设备容易实现全自动控制;混床实现全自动控制十分复杂,成本昂贵,几乎全为手动控制。
(3)EDI超纯水设备连续运行,不会因再生而停机;混床离子交换柱在用酸碱再生过程中不产水,想要连续产水需要至少一用一备。
(4)EDI模块中的离子交换树脂是用电解水中氢离子和氢氧根离子进行再生;混床离子交换柱中的阴树脂是用下行的氢氧化钠再生,阳树脂是用上行的盐酸再生,化学再生操作复杂,有很多的不安全生产因素。
(5)EDI超纯水设备运行费用低,只需要电,但是比电渗析需要的电量小很多;混床消耗的酸液和碱液的成本很大,树脂更换的费用也比较昂贵。
(6)EDI超纯水设备占地面积小,单个EDI模块的占地仅为0.04平米,高度0.4米;混床离子交换柱和再生液药箱等占地面积大。
(7)EDI超纯水设备回收率高,因为无需化学再生,废水不造成污染。混床酸碱再生时排放的污水量大、污染严重,必须进行污水处理才能达到国家排放标准。