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超純水設備EDI模塊工作原理詳細描述
發布時間:2013-05-16        

EDI工藝詳細描述

來自城市水源的水中含有鈉、鈣、鎂、氯化物、硝酸鹽、碳酸氫鹽、二氧化硅等溶解鹽。這些鹽由帶負電的離子(anion)和帶正電的離子(cation)組成。98%以上的離子都可以通過反滲透(RO)處理得以去除。城市的水源還含有有機物、溶解氣體(如:O2,、CO2)、微量金屬和其它微電離的無機化合物,這些雜質在工業應用過程當中必須去除(如硼和硅)。RO系統和其預處理也可以去除許多這些雜質。

RO反滲透純凈水設備產水的電導率理想范圍一般在4-20µS/cm,而根據應用領域的不同,超純水或去離子水的電阻率一般在2-18.2MΩ.cm之間。通常,EDI進水離子越少,其產品水質量越高。

 

EDI工藝從水中去除不想要的離子,依靠在淡水室的樹脂吸附離子,然后將它們遷移到濃水室中。

離子交換反應在模塊的淡水室中進行,在那里陰離子交換樹脂釋放出氫氧根離子(OH-)而從溶解鹽(如氯化物、Cl-)中交換陰離子。同樣,陽離子交換樹脂釋放出氫離子(H+)而從溶解鹽中(如鈉、Na+)交換陽離子。

從水流中去除離子的吸附步驟,在模塊中的停留是有限的(近似10~15秒)。當被吸附時,離子僅僅被外在的直流電場驅動遷移。

一個直流(DC)電場通過放置在組件一端的陽極(+)和陰極(-)實現。電壓驅動這些被吸收的離子沿著樹脂球的表面移動,然后穿過離子選擇性膜進入濃水室。直流電場也裂解水分子形成氫氧根離子和氫離子:

H2O=OH-+H+

在圖1中,離子交換膜由垂直線表示,這些垂直線根據離子穿透性的不同標注成不同的幾項。因為這些離子選擇性膜不允許水穿過,所以他們對水流來說是個屏障。

帶負電的陰離子(如OH-、Cl-)被吸引到陽極(+),并且被陰極排斥。這些離子穿過陰離子選擇性膜,進入相鄰的濃水室,而不會穿過相鄰的陽離子選擇性膜,并滯留在濃水室,并隨濃水流出濃水室。在淡水室中帶正電的陽離子(如H+、Na+)被吸引到陰極(-),并且被陽極排斥。這些離子穿過陽離子選擇性膜進入臨近的濃水室,他們在那里被臨近的陰離子選擇性膜阻擋,并隨濃水流出濃水室。

在濃水室中,仍然維持電中性。從兩個方向輸送過來的離子彼此相互中和。從電源流過來的電流跟移動離子的數目成比例。水裂解離子(H+和OH-)和現存的離子都被遷移并且被加到所要求的電流之中。

當水流流過兩種不同類型的腔體時,淡水室中的離子就會完全被去除,同時被收集到鄰近的濃水流之中,這就可以從模塊中帶走被去除了的離子。

在淡水室和(或)濃水室中使用離子交換樹脂是EDI的關鍵技術和專利。在淡水室中還會發生一個重要現象,在電勢梯度高的特定區域,電化學“分解”能夠使水產生大量的H+和OH-離子。這些區域中產生的H+和OH-離子在混合的離子交換樹脂中可以使樹脂和膜不斷再生,并且不需要外加化學試劑。

合格的反滲透純凈水設備對于EDI理想的性能表現和EDI系統無故障工作是一個基本要求(實際上對于任何基于離子交換樹脂的去離子系統都是這樣)。進水流中的污染物質對去離子組件會產生負面影響,要么增加維修頻率,要么減少模塊的使用壽命。因此,RO反滲透系統的品質和它的預處理是需要審定的。

 



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