EDI纯水树脂再生方法与系统的结构分析
EDI结构和工作原理
EDI结构和工作原理电去离子(EDI-electrodeionisation)是一种将离子交换树脂和离子膜相结合,在电场作用下连续去除离子的水处理方法。
该技术是随着工业生产对纯水质量要求不断提高和环保对水处理中水利用率和化学物品的排放控制要求提高而逐步发展起来的。
历史上,早期的纯水的需求主要来自于医药、化工、发电、造纸等行业,水质要求相对较低。
在六、七十年代,纯水制备主要采用蒸馏和离子交换。
前者能耗很高,后者需要化学药剂再生,既麻烦又不经济,而且由于强型树脂对一般有机分子去除效果很差,出水中TOC含量高。
随着半导体工业的发展,对纯水质量要求不断提高,从而大大推动了纯水技术的发展。
到八十年代,膜技术得到广泛应用,微滤、超滤、电渗析和反渗透(RO)等先进的水处理技术得到长足发展。
RO-混床系统取代了传统的离子交换系统,解决了TOC问题,满足了诸如电子等行业对纯水质量要求。
但是,由于RO脱盐率有限,混床需要化学药剂再生的问题仍未解决,并且出于环保需要,减少化学再生药剂使用的呼声越来越大,因而以电化学为基础的EDI技术便得到了重视。
早在四十年前,EDI就作为一种不用化学药剂再生的水处理方法而用于实验室。
EDI技术的长足发展是近十年,尤其是近几年来的事情。
初期的EDI系统设计不完善,可靠性有问题,而且价格偏高,只适合于小流量用户。
现在国外如美国E-CELL等公司已成功地商业化生产EDI设备,出水质量可与混床出水相媲美;EDI与RO一样设计成标准模块,可大批量生产和大规模组合,水量也能满足工业用水量要求。
2.EDI结构和工作原理EDI常与RO连用,构成RO-EDI纯水系统。
如上所述,EDI已设计成标准模块,EDI单元就是由若干模块组合而成。
每个EDI模块结构如图1所示,有数个双腔室夹在两个电极(加直流电)之间,呈层叠式板框结构;双腔室包括淡水腔(用D表示)和浓水腔(用C表示);二腔之间隔以一对阴、阳离子膜(亦称阴向膜或阳向膜),阴、阳膜间装填阴阳树脂混合床构成D室;该阴、阳膜分别与另一D室中的阳、阴膜间构成C室。
离子交换树脂的电再生技术(EDI)
离子交换树脂的电再生技术（EDI）离子交换水处理的主要方式有混床和复床两种，混床和复床树脂的电再生各有不同的特点。
下面将在简述混床树脂电再生的基础上，着重讨论复床树脂电再生特点、原理和试验研究结果及电再生器的结构。
1 混床树脂电再生在EDI过程中，水电离所产生的H+ 和OH-离子，不断地自再生填充在淡水室内的树脂，这一自再生作用是EDI净水设备得以连续出水且出水水质很高的关键因素。
因此，如果制造出结构上类似于EDI净水设备而其淡水室不填混床树脂的电再生器，那么设法将失效的混床树脂送入其中，并通电和通纯水，使该电再生器运行一段时间，这些失效的混床树脂就必然得到彻底再生。
在这一电再生器的再生室内，水电离所产生的H+ 和OH-离子不断地电再生失效的混床树脂，从其树脂上置换下来的盐类离子，又受电场作用不断地被迁移至浓水室排出。
失效混床阴、阳树脂，从盐基型转为H、OH型树脂，完成了再生过程。
由于失效树脂不流动，称这种方式为静态体外电再生。
相应地，只要源源不断地将失效混床树脂送入树脂体外电再生器，就有再生好的混床树脂从其中徐徐流出，从而实现了混床树脂的动态体外电再生，其工作原理示意地如图1所示。
图1 混床树脂动态体外电再生原理示意图1—阴膜；2—阳膜；3—混床树脂电再生室；4—下部失效混床树脂；5—中部已部分再生的混床树脂；6—上部已再生混床树脂。
混床树脂体外电再生是在直流电场作用下，利用水作为再生剂，用它代替酸碱再生失效混床树脂，再生时不必采用分离、再生、混合、清洗等复杂的再生步骤，只需用水力输送法将失效混床树脂送入体外电再生器进行再生，不用酸、碱化学药剂，对环境无污染，只消耗少量电能，使用方便，费用低廉，使传统的离子交换水处理工艺发生根本性的变化。
除了普通混床外，还有凝结水精处理用高速混床，这种混床通常在120 m/h的高流速下工作，树脂失效后要靠水力输送至专门的树脂再生装置进行酸碱化学再生，再生后再回输至原高速混床使用。
EDI系统
EDI（Elcctrodeionization）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。
因而,这里的EDI系统是一种纯水制造系统。
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超纯水设备超纯水制造历史进程第一阶段：预处理过滤器——>阳床——>阴床——>混合床第二阶段：预处理过滤器——>反渗透——>混合床目前阶段：预处理过滤器——>反渗透——>EDI（无需酸碱）近几十年以来，混床离子交换技术（D）一直作为超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消耗大量的化学药品（酸碱）和工业纯水，并造成一定的环境问题，因此需要开发无酸碱超纯水系统。
正因为传统的离子交换已经越来越无法满足现代工业和环保的需求，于是将膜、树脂和电化学原理相结合的EDI技术成为水处理技术的一场革命。
其离子交换树脂的的再生使用的是电能，而不再需要酸碱，因而更满足于当今世界的环保要求。
EDI系统特点：自从1986年EDI膜堆技术工业化以来，全世界已安装了数千套EDI系统，尤其在制药、半导体、电力和表面清洗等工业中得到了大力的发展，同时在废水处理、饮料及微生物等领域也得到广泛使用。
EDI设备是应用在反渗透系统之后，取代传统的混床离子交换技术（MB-DI）生产稳定的超纯水。
EDI技术与混合离子交换技术相比有如下优点:①水质稳定②容易实现全自动控制③不会因再生而停机④不需化学再生⑤运行费用低⑥厂房面积小⑦无污水排放 EDI工作原理:EDI模块将离子交换树脂充夹在阴/阳离子交换膜之间形成EDI单元。
EDI工作原理
EDI工作原理EDI（Electrodeionization）即电极离子交换，是一种利用电场和离子交换树脂结合的技术，用于去除水中的离子和溶解性固体。
它是一种高效、节能、无化学品添加的水处理技术，广泛应用于电子、制药、化工、电力等行业。
EDI工作原理主要包括三个步骤：预处理、电离和再生。
1. 预处理在EDI系统中，水首先经过预处理单元，包括颗粒过滤器、活性炭过滤器和软化器等。
这些预处理设备用于去除水中的悬浮物、有机物、硬度离子等杂质，以保护EDI模块的正常运行。
2. 电离经过预处理后的水进入EDI模块，EDI模块由阳离子交换膜、阴离子交换膜和离子交换树脂层交替排列而成。
当水通过EDI模块时，外加电场使得水中的离子向交换膜移动。
阳离子交换膜选择性地吸附阳离子，阴离子交换膜选择性地吸附阴离子，而离子交换树脂层则吸附剩余的离子。
在EDI模块中，阳离子交换膜和阴离子交换膜之间形成了电离区域。
在电离区域中，水分解产生氢离子和氢氧根离子，即H+和OH-离子。
这些离子通过交换膜逐渐移动到离子交换树脂层。
3. 再生随着离子的吸附，EDI模块中的离子交换树脂层逐渐饱和。
为了恢复EDI模块的工作能力，需要进行再生。
再生过程主要包括两个步骤：电解再生和水洗再生。
电解再生是通过反向电场，将吸附在离子交换树脂上的离子排除出去。
这样，离子交换树脂就恢复了吸附离子的能力。
水洗再生是用纯水冲洗EDI模块，去除残留的离子和杂质。
EDI系统的优势：1. 高纯水产率：EDI系统能够高效地去除水中的离子，产生高纯度的水。
2. 无需化学品：EDI系统不需要添加任何化学品，避免了化学品的使用和处理过程。
3. 节能环保：EDI系统不需要热再生，相比传统的离子交换技术节能约50%。
4. 操作简便：EDI系统自动化程度高，操作简便，减少了人工干预的需求。
5. 占地面积小：EDI系统结构紧凑，占地面积相对较小。
总结：EDI工作原理是利用电场和离子交换树脂的结合，去除水中的离子和溶解性固体。
EDI超纯水设备介绍
EDI超纯水设备介绍超纯水设备（Electron Demineralized Water)是一种用来生产超纯水的设备。
超纯水是一种仅含有水分子的物质，不含任何溶解固体、气体和细菌等物质。
它通常应用于高纯化实验室、制药工业、化工工业和电子工业等领域。
本文将介绍EDI超纯水设备的原理、应用和优势。
1.原理：EDI是电渗析（Electrodeionization）的简称，通过电场作用实现溶液的离子交换和电泳迁移，从而达到水中杂质的去除。
EDI超纯水设备主要由阴极、阳极和离子交换膜组成。
水通过离子交换膜，阳离子和阴离子被分离，经过电场作用，离子迁移到对应的离子交换膜上。
经过多个单元的交替排列，阳离子和阴离子逐渐被去除，生成纯净水和浓缩液。
2.设备结构：EDI超纯水设备通常由水预处理系统、EDI单元和后处理系统三部分组成。
水预处理系统主要用来去除水中的颗粒物、有机物和化学物质等，以保护EDI单元的性能和寿命。
EDI单元是核心部件，其结构由离子交换膜、阴极、阳极、导电液和电源等组成。
后处理系统用于进一步提升水的纯度，如深度去离子、凝聚和过滤等。
3.应用：-高纯化实验室：在实验室中，高纯水被用于溶解、稀释、浸泡和反应等操作，以确保实验结果的准确性。
-制药工业：在药物制造和生产过程中，超纯水被用于注射液、灌装和洗涤等，以确保药品的安全和纯度。
-化工工业：在化工生产过程中，超纯水常用于合成、冷却、洗涤和稀释等，以防止水中杂质对产品和设备的损害。
-电子工业：在电子元器件制造和芯片生产过程中，超纯水被用于清洁、泡水和刻蚀等，以确保产品的质量和可靠性。
4.优势：-操作简单：EDI设备没有酸碱再生过程，不需要使用酸碱药剂，操作更加简便和安全。
-节能环保：EDI设备不需要热能和大量水作为再生用水，节约能源和水资源。
-稳定性高：EDI设备采用电场作用实现离子去除，稳定性较高，不易受水质波动影响。
-产品纯度高：EDI设备可以将水中的溶解固体去除至极低水平，生产出高纯度的超纯水。
EDI超纯水设备再循环工艺及维护需求解析
EDI超纯水设备再循环工艺及维护需求解析通常EDI系统消除了酸和腐蚀物，它们的运输、存储、处理都比较危险。
EDI系统比复杂的混床操作要简单、连续，需要更少的劳动力。
EDI系统还减少了附属设备，它的工艺过程产生很少的排放物，产生的排放物都是许可的，实际上EDI系统中大多数排放水可以回收到水处理系统的入口。
很多情况下，应用EDI将会操作更少，资本更少。
混床消耗树脂、劳力、化学物、废水，而EDI 的消耗是电能，膜堆有时候需要清洗和替换。
在相同产水量的情况下，EDI消耗的劳动力和废水的排放量比混床要显著的少。
根据进水水质和出水的品质，每产生1000加仑的水每小时EDI消耗的电量比混和离子交换消耗更少。
EDI系统最近已经被几乎所有需要高纯水和最终用户所接受，有着可靠的、有经济效益的解决方案。
历史上，制取超纯水设备系统总是要依赖于离子交换，这些系统由阳床+阴床+混床组成。
在这个系统生产超纯水的同时，它需要大量再生。
现在EDI系统也在精制领域代替了混床，与发反渗透一起，EDI系统将提供一个连续运行的、无化学处理的系统。
EDI的工作流程：EDI模块(膜堆)是EDI工作的核心。
一个简单的EDI膜堆主要由两个电性相反的电极和多个模块单元对组成，一个膜单元对由一个填满阳离子和阴离子交换树脂的淡水室、一个阳膜、一个阴膜、一个浓水室组成。
EDI膜堆包含多个膜单元对。
在每个膜堆的内部有两个带有600V电压的电极，这是通过每个膜堆必需的电压。
正极带正电压，负极带负电压，电流在正极和负极之间通过30个膜单元。
任一个淡水室都包含着阳树脂和阴树脂，它相当于一个8千米厚的混床。
一个阳膜朝着阴极的方向把淡水室和浓水室分开，在另外一边，阴膜也把淡水市和浓水室分开。
EDI 用的膜和反渗透用的膜很不相同，反渗透用的膜允许小颗粒的分子污染物和离子以及水通过，而EDI膜象离子交换树脂一样是用聚苯乙烯材料制作的，只允许带适当电荷的离子通过，水基本上不能通过。
EDI超纯水处理设备的工作原理
EDI超纯水处理设备的工作原理
一、预处理阶段：
二、电离交换阶段：
1.阴阳离子交换：EDI超纯水处理设备首先由一个交流电源提供电流，分别通过阴离子交换膜和阳离子交换膜。
水中的阳离子被阴离子交换膜吸附，而阴离子被阳离子交换膜吸附。
这种电离交换过程使水中离子的浓度
减少，提高了水的纯度。
2.脱吸附：在阴阳离子交换后，还有些离子没有被去除，会通过带电
交换树脂进一步脱附。
首先，满载了离子的树脂被与固定相反电荷的电解
质溶液冲洗，使离子从树脂上解离下来。
然后，这些离子通过对流和扩散
在脱附液中更换掉。
三、电吸附阶段：
1.电化学反应：首先，EDI装置会产生一层电化学限制膜，在这个膜
的一侧是酸性环境，另一侧是碱性环境。
水中的阳离子在酸性环境一侧被
转化成化学反应产生的氢氧化物，而阴离子在碱性环境一侧被转化成产生
的氢氧根离子。
2.色敏电吸附：水分子内部的活化能减小，从而加快电子在膜和介质
之间的传递速度。
通过两端施加的直流电压，产生电场，将产生的氢氧化
物和氢氧根离子迅速吸附到受电吸附膜表面的微细孔洞中。
3.游离阶段：当电极上电荷堵塞时，会通过自净化过程重新脱附氢氧
根离子和氢氧化物。
这些游离的阳离子和阴离子通过树脂层进入电导池，
再到溢流口排出系统。
通过以上三个阶段的处理，EDI超纯水处理设备可实现高效的水纯化效果。
同时，由于其不需要化学试剂和热再生，因此更加环保和经济。
目前，EDI超纯水处理设备广泛应用于电子、化工、制药、食品和饮料等行业。
EDI超纯水设备工作原理与技术介绍
EDI超纯水设备工作原理与技术介绍一、工作原理：1.电离：水进入EDI系统后，经过一个预处理系统（如反渗透膜），去除大部分溶解固体和有机物。
然后进入EDI模块，EDI模块内部有一系列质子交换膜和阴阳交换树脂。
在电离膜的作用下，水中的溶解固体和有机物被离子化成阳离子和阴离子。
阳离子被阴阳交换树脂吸附，阴离子被质子交换膜吸附。
这样，水中的溶解固体和有机物就被有效去除。
2.电渗透：在电离过程中，阳离子和阴离子分别被吸附在阴阳交换树脂和质子交换膜上，形成了两层离子膜层。
而两层离子膜之间形成了一层稳定的电位。
在这种情况下，当给电位差的电流通过两层离子膜时，电渗透现象发生。
这导致单一的离子被带正或负电荷地移动，从而通过阴阳交换树脂和质子交换膜。
这样，纯净水在正向膜中积聚。
二、技术介绍：1.核心技术：EDI超纯水设备的核心技术是电渗透现象和离子交换技术的结合。
电渗透现象可以帮助纯净水通过离子膜层分离出来，并去除水中的各种离子，从而实现水的电离和离子去除的双重效果。
2.高纯水质：EDI超纯水设备可以将水中的溶解固体、有机物和离子等杂质去除达到较高纯度水质的要求。
其产生的超纯水不含游离气体、微生物和有机物，可用于各种需要高纯水的场合，如制药、电子、化工等行业。
3.自动化程度高：EDI超纯水设备采用自动控制系统，能够根据水质变化自动调节操作参数，如电流、电压、流量等。
设备运行稳定可靠，操作简单方便。
4.节能环保：EDI超纯水设备在工作过程中不需要化学药剂进行再生，不产生废水，产水率高，具有较高的能源利用率和较低的污染排放。
5.维护成本低：EDI超纯水设备具有较长的使用寿命和较低的维护成本。
在装置寿命内只需定期维护保养，更换部分耗材，设备的性能不会大幅度下降。
总之，EDI超纯水设备通过电离和电渗透的工作原理，可高效、可靠地制备超纯水。
其技术优势包括高纯水质、自动化程度高、节能环保和维护成本低等特点。
随着技术的不断发展，EDI超纯水设备在各个行业有着广泛的应用前景。
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EDI纯水树脂再生方法与系统的结构分析
纯水设备运行树脂交换容量和实际工作环境因素有密切关系，EDI纯水树脂再生方法、系统的结构填写盐和盐的总量，树脂卸料高度、进口速度和回收溶剂使用多少运行的位移能力树脂具有不同程度的影响。
如果在树脂工作环境以及其他必要因素都已经稳定的情况下，那选用对流再生处理方式，通常能够得到比较理想的运行置换容量。
在企业实际运行处理中，树脂运行置换容量可以根据测试试验来确定，同样可以依照漂莱特树脂厂家给出的数据来确定。
漂莱特树脂
纯水树脂有效酸碱值定义
强酸以及强碱类型树脂的活动基因分离吸附的能力好，其运行置换容量一般情况下和酸碱值不发生直接关系。
弱酸型树脂在进水酸碱值过于小的时候，树脂只会发生部分吸附或者是完全不吸附，所以只能在碱性溶液中才会体现出较理想的工作性能。
弱碱型树脂正好和上一种树脂相反，在进水酸碱值过大的时候，不吸附或者部分吸附，只是在酸性溶液中才会体现出较理想的工作性能。
纯水树脂有效酸碱值范围
纯水树脂完全运行位移能力称为理论最大容量的树脂，树脂的能力等等，是一种树脂干燥条件下的单位质量H或Cl树脂的总数可交换的离子。