电厂制水EDI技术应用研究

EDI技术原理及在超纯水设备中的应用【EDI超纯水处理设备的工作原理：】EDI超纯水设备主要是在直流电场的作用下，通过隔板的水中电介质离子发生定向移动，利用交换膜对离子的选择透过作用来对水质进行提纯的一种科学的水处理技术。

电渗析器的一对电极之间，通常由阴膜，阳膜和隔板(甲、乙)多组交替排列，构成浓室和淡室(即阳离子可透过阳膜,阴离子可透过阴膜)。

淡室水中阳离子向负极迁移透过阳膜,被浓室中的阴膜截留;水中阴离子向正极方向迁移阴膜,被浓室中的阳膜截留，这样通过淡室的水中离子数逐渐减少，成为淡水，而浓室的水中，由于浓室的阴阳离子不断涌进，电介质离子浓度不断升高，而成为浓水，从而达到淡化、提纯、浓缩或精制的目的。

【EDI纯水模块和RO反渗透在纯水中的应用】RO、EDI、树脂离子交换是当今制备纯水的必选工艺设备。

其中RO反渗透是当今一项最实用的膜分离技术，是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。

可有效地去除水中的重金属离子、盐类、细菌等，去除率达到98%以上;EDI 连续电除盐设备为模块式设备，可根据需要任意组合，该系统不需要停机再生，无需酸碱，因此废水排放问题也得到解决，更符合环保要求。

可将水的电阻值由0.05-0.1MΩ/cm提升至15-18MΩ/cm。

EDI装置现已应用在半导体、电厂、电子、制药、实验室等领域制备高纯水;阴阳离子及混床离子交换水处理设备是利用阴阳离子树脂与水中溶解性盐类离子进行离子交换的水处理技术;根据最终去除水中阴阳离子及混床离子交换除盐水系统的交换特性，可将系统分为：单床式离子交换除盐系统、双床式离子交换除盐系统和混床式离子交换除盐系统。

【纯水设备应用领域：】微电子行业:电解电容器生产、电子管生产、显像管和阴极射线管生产、黑白显像管荧光屏生产、液晶显示器的生产、晶体管生产、集成电路生产、电子新材料生产;医药行业：医药注射用无菌水生产、口服液生产、药剂生产纯化水、血液透析用水化学化工：超纯化学试剂生产化工新材料生产;其它：贵金属冶炼、磁性材料生产、电子级无尘布生产、光学材料生产等。

一．E DI装置的概述连续电渗析除盐装置（EDI，Elect-deionization ）,是利用混合离子交换树脂吸附给水的阴阳离子，同时这些被吸附的离子在直流电压的作用下，分别透过阴阳离子交换膜而被除去的过程。

此过程离子交换树脂不需要酸和碱再生，水（H2O）在电场的作用下电解成OH-和H+，分别再生阴阳树脂，实现连续除盐的效果。

这一新技术代替传统的混合床装置（DI）和电渗析（ED），从而可以得到电阻率高达18MΩ*CM的超纯水。

利用反渗透技术进行一次除盐，再用EDI技术进行二次除盐就可以彻底使纯水制造过程连续化，避免使用酸碱再生，大大降低纯水运行成本，因此EDI 技术给水处理技术带来革命性的进步。

目前市场上可以购得EDI品牌有以下几种：E-cell(美国产)、Usfilter(美国产)、Qmexell(欧美公司中国工厂生产)、Electropure(美国产)、Capure(加拿大产)，她们在国内均有水处理工程公司代理经销及维保。

一．EDI技术相关知识1．EDI工作过程一般自然资源，包括洋、海、江、湖、地下水及空气中相当数量的水蒸汽，水分子（H2O）是由两个氢原子和一个氧原子构成的，可大自然中很纯的水是没有的，因为水是一种溶解能力很强的溶剂，水中存在钠、钙、氯化物、硝酸盐、碳酸氢盐等溶解物，这些化合物有带负电荷的阴离子和带正电荷的阳离子组成。

前段通过砂滤、碳滤、阳离子交换器、保安过滤器，再通过反渗透（RO）的处理，95—99%以上的离子可以去除。

RO淡水（EDI给水）电阻率一般范围在0.05—1.0MΩ*CM,即电导率的范围为20—1μs/CM。

根据应用的情况，EDI去离子淡水电阻率一般范围在5--18MΩ*CM。

另外，原水中也有可能包含其他微量元素，溶解的气体（如CO2）和一些弱电解质（如硼，SiO2），这些杂质在工业除盐水中必须被除掉。

但是反渗透过程对于这些杂质清除效果较差，因此，EDI 的作用就是通过除去电解质（包括弱电解质）的过程，将水中的电阻率从0.05—1.0 MΩ*CM提高到5--18 MΩ*CM。

2019年3月  | 35(3)阴阳离子交换树脂同时反应为：H 2O+NaR+RNO 3=HR+ROH+NaNO 31.3 EDI的进水条件分析EDI 装置在电厂中得到了广泛的应用，它属于较为精细的水处理系统，在水处理的过程中，必须要求进水有较高水质，才能满足处理的要求。

在一般情况下EDI 对进水水质的要求具体如表1所示，主要采用RO 作为火电厂的废水预脱盐软化处理设备。

表1 电去离子(EDI)的进水指标项目具体指标项目具体指标ρ(TEA)/mg ·L-1≤25ρ(TOC)/mg ·L -1≤0.5pH值6～9ρ(Cl)/mg ·L-1≤0.05硬度/mg ·L-1≤2ρ(CO 2)/mg ·L -1≤5ρ(硅可溶)/mg ·L-1≤0.5ρ(油)/mg ·L -10温度℃5～40ρ(Fe)/mg ·L-1≤0.0.11.4 EDI的出水水质控制随着电厂的水处理EDI 装置的不断发展，出水的水质也有了明显的提高，在26℃时，EDI 的理论纯水电阻率为18.3MΩ·cm，而且要求RO+混床产水电阻率要控制在一般为10～18MΩ·cm，也要求它的二级RO(RO+RO)产水电阻率控制在15～16MΩ·cm 以下，保证在正常运行时能够达到17MΩ·cm 以上，可以达到达18MΩ·cm 为最佳，并能够保证RO+EDI 的出水电阻率控制在15～16MΩ·cm 以上。

在EDI 处理技术中，由于离子交换作用的参与，可以有效的去除水中的Ca 2+或者Mg 2+，这样就能够有效的降低水处理过程中的硬度。

因此，在RO+EDI 的水处理过程中，不仅可以提高处理的效率，完全可满足超临界、超超临界锅炉补给水的水质要求，而且出水水质平稳，在具体的处理过程中不会出现传统的离子交换设备出现的运行-失效-再生周期性变化的问题。

国产EDI在发电企业的应用分析我厂根据本厂电厂化学专业现状和存在的问题，采用了衡水欣禹公司研制的EDI制水工艺取代混床，取得理想的效果。

现分析总结如下：冀电化学补给水处理现状1、冀州市热电厂主设备为3台130T循环流化床锅炉，配备2台25MW汽轮发电机组。

主设备压力等级为高温高压机组，主蒸汽压力9. 8MP，温度540℃。

根据机组要求设计化学水处理工艺为：深井水——原水箱——原水泵——多介质过滤器——保安过滤器——一级反渗透——脱碳器——中间水箱——中间水泵——混床。

2、原水水质分析如下表所示：3、高压锅炉补给水要求：电导率<0.2µS/㎝,SiO2<20ppb,硬度≈0。

4、原制水工艺中存在的问题：最初的工艺设计为，反渗透出水进一级除盐再进混床，如此大大增加了设备的投资，而反渗透出水直接进入混床也能满足水质要求，所以采用了该工艺。

但是混床的制水周期大大缩短，根据实际运行情况，周期出水量在5000-8000吨，混床中的树脂总有一个逐步失效的过程，所以它的电导率总是一个逐步变化的曲线，在制水周期内，水质是由合格逐步变到失效。

存在判断过早或过迟的情况，水质在一定范围内波动，另外一方面因为采用酸碱再生，增加了设备投资和运行费用，同时也不可避免的增加了酸碱液的排放，污染了环境。

采用EDI代替混床后的比较我们根据运行中存在的问题，采用EDI代替了混床，解决了以上两个问题。

EDI属于连续运行设备，不存在运行周期问题，系统出水电阻率达到14-15MΩ/㎝（相当于0.06-0.07µS/㎝）而且水质稳定.EDI采用电再生与制水同步进行，不使用酸碱再生，也就减免了这部分费用和污染物的排放。

我厂反渗透出水电导率13-15µS/㎝，按照常规设计方案，应采用两级反渗透+EDI系统。

我们选用衡水欣禹水处理技术开发有限公司的EDI系统，突破常规设计，采用一级反渗透+EDI。

经过近半年的连续运转,效果很好,降低了成本，节约了资金，而且正常运行后，不用加药，仅采用了系统浓水部分循环维持浓室电导，即可达到系统的平衡。

EDI产水报告概述EDI（Electrodeionization）即电极离子交换技术，是一种利用电场和离子交换树脂共同实现水处理的技术。

它通过电流和电极之间的电化学反应，将溶解在水中的离子分离并去除，从而生产出高纯度的水。

本报告将介绍EDI产水过程的步骤及其原理。

1. 准备工作在进行EDI产水之前，首先需要进行准备工作。

这包括安装和连接所需的设备，如EDI设备、电源和水源等。

确保设备的正常运行，并检查电源和水源的稳定性和充足性。

2. 水预处理在进行EDI产水之前，水源需要进行预处理以去除悬浮物、有机物和溶解性盐等杂质。

这可以通过过滤、活性炭吸附和反渗透等方法来实现。

预处理的目的是保护EDI设备，并提高产水的质量和效率。

3. EDI产水步骤3.1 进料将预处理后的水通过进料管道引入EDI设备的进料端。

确保进料的稳定性和均匀性，以提高EDI设备的运行效率。

3.2 离子交换在EDI设备中，水通过一系列离子交换膜和电极层进行离子交换。

这些膜和电极层之间形成一个电场，通过电化学反应将溶解在水中的离子分离并去除。

这个过程称为电极离子交换，是EDI产水的核心步骤。

3.3 水分离在离子交换的过程中，水中的离子被分离并去除，而水分子则通过离子交换膜向前移动。

这样，在EDI设备的产水端就可以获得高纯度的水。

产水的速率和纯度取决于离子交换膜的选择和设备的运行参数。

3.4 排放废水在EDI产水过程中，会产生一定量的废水。

废水中含有被去除的离子和其他杂质。

为了环境保护和资源利用，废水需要进行处理和处理。

常见的处理方法包括中和、沉淀和再利用等。

4. 质量控制在EDI产水过程中，质量控制是非常重要的。

通过监测产水的离子浓度、电导率和pH值等参数，可以及时发现和解决问题，确保产水的质量和稳定性。

同时，还可以进行定期的维护和清洁，以保证EDI设备的正常运行。

5. 结论通过EDI技术，可以高效、持续地生产高纯度的水。

在EDI产水过程中，准备工作、水预处理、EDI产水步骤和质量控制等环节都非常重要。

EDI水处理技术发展应用EDI（Electrodeionization）是一种水处理技术，它结合了电化学和离子透析的原理，用于去除水中离子和溶解物质。

EDI技术在水处理领域的发展应用已经取得了显著的成就，广泛应用于工业、医疗、食品饮料等领域。

EDI技术的原理是利用电场和渗透膜，通过电解过程将水中的离子分离出来。

在EDI装置中，水通过一个阳极和阴极之间的二电极腔室，这些腔室之间有交错的离子交换膜。

当外加电压施加在电极上时，阴离子会向阳极方向移动，而阳离子会向阴极方向移动。

同时，在腔室中的阳离子和阴离子之间，还存在一个渗透膜，该膜具有特定的孔隙大小，可以过滤掉离子和溶解物质。

EDI技术相比于传统的离子交换法，具有以下几个优点：1.高纯度水产水质稳定：EDI技术可以去除水中的离子和溶解物质，从而产生高纯度水。

与传统离子交换法相比，EDI技术可以获得更高的水质稳定性。

2.无需化学再生：传统的离子交换法需要周期性地进行化学再生，而EDI技术不需要任何化学再生剂，可以节省化学品的使用和处理成本。

3.操作简单方便：EDI技术不需要人工参与操作，全自动运行，减少了人力资源的浪费。

4.操作成本低：EDI技术的运行成本较低，只需要电力消耗，而无需额外的化学品投入。

EDI技术在工业、医疗、食品饮料等领域得到了广泛应用。

在工业领域，EDI技术被广泛应用于电子、电力、化工等行业中，用于生产纯水、高纯水等特殊用途水。

在医疗领域，EDI技术被用于制药、实验室等场合中，用于生产纯净水、注射用水等。

在食品饮料行业，EDI技术则用于生产纯净水、饮用水、饮料生产等。

EDI技术发展的一个重要方向是高效能EDI技术的研发。

目前，一些高效能EDI技术已经开始应用于实际生产中。

这些新技术凭借其更高的去离子率和更低的纯水电导率，可以满足更高水质要求的用户需求。

此外，EDI技术还在与其他水处理技术的结合应用中取得了一定的成果，如与反渗透技术结合，可以实现更高效的水处理效果。

水处理中的EDIEDI（Electrodeionization）是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。

它巧妙的将电渗析和离子交换技术相结合，利用两端电极高压使水中带电离子移动，并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除，从而达到水纯化的目的。

在EDI除盐过程中，离子在电场作用下通过离子交换膜被清除。

同时，水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子，这些离子对离子交换树脂进行连续再生，以使离子交换树脂保持最佳状态。

EDI设施的除盐率可以高达99%以上，如果在EDI之前使用反渗透设备对水进行初步除盐，再经EDI除盐就可以生产出电阻率高达成15M .cm以上的超纯水。

EDI 膜堆是由夹在两个电极之间一定对数的单元组成。

在每个单元内有两类不同的室：待除盐的淡水室和收集所除去杂质离子的浓水室。

淡水室中用混匀的阳、阴离子交换树脂填满，这些树脂位于两个膜之间：只允许阳离子透过的阳离子交换膜及只允许阴离子透过的阴离子交换膜。

树脂床利用加在室两端的直流电进行连续地再生，电压使进水中的水分子分解成 H＋及 OH－，水中的这些离子受相应电极的吸引，穿过阳、阴离子交换树脂向所对应膜的方向迁移，当这些离子透过交换膜进入浓室后，H ＋和 OH－结合成水。

这种 H＋和 OH－的产生及迁移正是树脂得以实现连续再生的机理。

当进水中的 Na＋及 CI－等杂质离子吸咐到相应的离子交换树脂上时，这些杂质离子就会发生象普通混床内一样的离子交换反应，并相应地置换出 H＋及 OH－。

一旦在离子交换树脂内的杂质离子也加入到 H＋及OH－向交换膜方向的迁移，这些离子将连续地穿过树脂直至透过交换膜而进入浓水室。

这些杂质离子由于相邻隔室交换膜的阻挡作用而不能向对应电极的方向进一步地迁移，因此杂质离子得以集中到浓水室中，然后可将这种含有杂质离子的浓水排出膜堆。

几十年来纯水的制备是以消耗大量的酸碱为代价的，酸碱在生产、运输、储存和使用过程中，不可避免地会带来对环境的污染，对设备的腐蚀，对人体可能的伤害以及维修费用的居高不下。