EDI純水設備
EDI純水設備技術概述
EDI純水設備，EDI(Electrodeionization)是一種將離子交換技術、離子交換膜技術和離子電遷移技術相結合的純水制造技術。
填充床電滲析又稱電脫離子法(Electrodeionization)，簡稱EDI，它利用電滲析過程中的極化現象對離子交換填充床進行電化學再生，集中了電滲析和離子交換法的優點，克服了兩者的弊端。
EDI技術結合了兩種成熟的水處理技術—電滲析技術和離子交換技術，我國稱此為填充床電滲析或電去離子技術。它主要替代傳統的離子交換混床來生產高純水，這種技術國外已在電子、電力、化工等行業制備高純水方面得到推廣應用。可以預期，這種水處理產品將成為本世紀制備高純水工程中的主流設備。這種技術及相關技術的應用將會使原有的水處理技術產生某些根本性的變化，從而取得更良好的環保和經濟效益。
在EDI除鹽過程中，離子在電場作用下通過離子交換膜被去除。另外在離子交換膜之間充填的離子交換樹脂大大地提高了離子被去除的速度。同時，水分子在電場作用下分解為氫離子和氫氧根離子，這些離子對離子交換樹脂進行連續再生，以使離子交換樹脂保持較佳狀態。
EDI在去除弱電解質如二氧化碳,二氧化硅和膠體硅方面均有較好的效果。
可以被看成帶有自再生功能的離子交換設施。這種自再生功能是通過離子在電場中的遷移過程和水分子的電解過程實現的。
EDI還可以看成高效的電滲析設施。這種高效是通過離子交換樹脂實現的，而其中離子交換樹脂是在被連續再生的。
EDI設施的除鹽率可以高達99%以上。如果在EDI之前使用反滲透設備對水進行初步除鹽，再經EDI除鹽就可以產生電阻率高達15-18兆歐.厘米的超純水。通常水源是由反滲透（RO）產生。
EDI可以以單元組合的形式構成各種流量的凈水設施。因此具有相當的靈活性和適應性。
系統特點
⊙ 產水水質高而穩定。
⊙ 連續不間斷制水，不因再生而停機。
⊙ 無需化學藥劑再生。
⊙ 設想周到的堆疊式設計，占地面積小。
⊙ 操作簡單、**。
⊙ 運行費用及維修成本低。
⊙ 無酸堿儲備及運輸費用。
⊙ 全自動運行，無需專人看護。
EDI純水設備工作原理
EDI廣泛地應用于電子、電力、生物、制藥、化工等諸多領域，是傳統離子交換混床工藝的較佳取代技術。EDI 的出現是水處理技術的一大進步，標志著水處理工業跨入綠色產業的行列。
EDI裝置將離子交換樹脂充夾在陰/陽離子交換膜之間形成EDI單元。EDI工作原理如下圖所示。 EDI組件中將一定數量的EDI單元間用網狀物隔開，形成濃水室。又在單元組兩端設置陰/陽電極。在直流電的推動下，通過淡水室水流中的陰陽離子分別穿過陰陽離子交換膜進入到濃水室而被淡水中去除。而通過濃水室的水將離子帶出系統，成為濃水。
工作狀態下，流經EDI單元的水中的鹽離子發生三種遷移：
1. 離子與陰、陽樹脂發生離子交換而結合到樹脂顆粒上；
2. 離子在電場作用下經樹脂顆粒構成的離子通道遷移；
3. 離子經過離子交換膜遷移到濃水室，從而完成水的脫鹽過程；在一定的電流密度下，樹脂、膜、水之間的界面處因產生濃差極化而迫使水分解成H+和OH－，從而同時再生了樹脂。
離子的轉移分為2個步驟。首先離子擴散到離子交換樹脂，然后在電場作用下穿過樹脂到達膜。因為這樣的電阻較小，電流會流過離子交換樹脂。EDI的濃縮室中沒有樹脂。EDI中水電離的作用要理解EDI和它的用途，就必須理解"水的電離"。水電離后就會變為氫離子和氫氧如果離子在結合為水以前被分離、就會形成酸和堿。在EDI中，如果電流超過了移動溶解鹽所需的能量，水就會電離。氫離子在直流電場的作用下進入離子交換樹脂，并在那與碳酸氫根離子反應生成CO2。這會降低水的pH值。
氫氧根離子進入陰離子交換膜并與碳酸氫根離子反應生成碳酸根離子。如果水中存在Ca2+，一部分Ca2+就會從濃縮室中進入陰離子交換膜。 陰離子交換膜并不能100%阻隔陽離子。這就使CaCO3沉積在膜內部。
如果水中沒有鈣或碳酸氫根，氫離子會穿過擴散流通道和陽離子交換膜而進入濃縮室。而OH-會通過陰離子交換膜進入濃縮室。兩者會在濃縮室中結合成水。
在EDI池中電流是通過離子交換珠的。所以在離子交換珠互相接觸的地方和交換珠與膜接觸的地方，如果有較大的電流，水就會電離。
在較強電流的作用下，離子交換樹脂不斷地被酸或堿再生。與溶液中的鹽一起進入濃縮室中的H+和OH-離子結合為水。
除了TDS 之外，也應該考慮鈣在陰離子交換膜內部沉積的可能。總的來說，Ca2+濃度應在0.5mg/L以下。通常系統在回收率95%左右的條件下工作。
如果水源中CO2的濃度為5mg/L以上、鈣在0.5mg/L以上，就要降低回收率以防止結垢。降低回收率使濃縮室中的鈣離子濃度降低，因此也使進入陰離子交換膜的鈣離子數減少。
EDI可產生8-17兆歐的水。它不能產生與混床樹脂交換一樣的效果的原因是交換膜的效率并非100%。少量的離子會從濃縮室通過離子交換膜進入除鹽流通路。
在液流通路出口附近發生上述情況時，離子來不及擴散進樹脂，不能被除去而隨液流離開系統。現在多數系統都在終端用混床離子交換進行精細過濾。
