EDI装置流程说明及电除盐系统分析
EDI在除盐水系统的应用及分析
ＥＤＩ在除盐水系统的应用及分析宋子维，张 琰，高贵蓉，冯 爽，魏广春（中国石油长庆石化公司，陕西省咸阳市７１２０００）摘要：传统的除盐水系统基于反渗透加混床离子交换工艺，工艺复杂，出水水质较差，且混床再生过程中产生大量的含酸、含碱废水。
而反渗透加ＥＤＩ（连续电除盐技术）系统的工艺废水排放量较少，运行维护简单，不产生含酸、含碱废水，产品水电导率降低至０．１０μＳ／ｃｍ以下，钠、硅离子质量浓度控制在１０μｇ／Ｌ以下，水质明显提升，是理想的除盐水系统工艺。
对ＥＤＩ在除盐水系统中的应用进行详细介绍，并对比分析了ＥＤＩ模块更新前后的能耗、节能减排、经济效益和运行操作方面的不同，与ＭＫ ２模块相比，产水电导率进一步降低至０．０６μＳ／ｃｍ以下，且在节能减排和经济效益方面表现突出。
关键词：ＥＤＩ 除盐水 混合离子交换 水质 节能 经济效益 除盐水系统工艺按除盐原理不同可以分为物理除盐、化学除盐及膜分离除盐［１］。
除盐技术经历了从高能耗、高成本、操作复杂、环境污染到低能耗、低成本、易操作、环境友好的发展过程［２］。
ＥＤＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ）又称连续电除盐技术，科学地将电渗析技术和离子交换技术融为一体，通过阳、阴离子膜对阳、阴离子的选择透过作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用［３］，在电场的作用下实现水中离子的定向迁移，从而达到水的深度净化除盐，并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生，从而生产超纯水［４］。
１ 反渗透加ＥＤＩ和反渗透加混床的工艺比较反渗透膜技术已广泛地应用到海水淡化、苦咸水除盐及城市污水深度处理等领域，如在电力行业应用的反渗透 混合离子交换除盐工艺、反渗透 ＥＤＩ工艺，美国在２１世纪对城市污水进行的深度处理就采用了反渗透膜技术［５］。
ＥＤＩ技术自１９９７年后才进入中国，近几年在制药、电子、石化等行业快速发展，在研发方面也取得部分专利［６］。
中国石油长庆石化公司除盐水站现有两套除盐水系统，分别采用两种工艺：除盐水系统（一）采用反渗透加混合离子交换工艺，除盐水系统（二）采用两级反渗透加ＥＤＩ工艺。
EDI电除盐系统安装方案
EDI电除盐系统安装方案一、布局设计1.安装位置：选择一个相对封闭、通风良好、温度适宜的地方作为EDI系统的安装位置。
避免阳光直射和湿度过高的地方。
2.管道连接：确定EDI系统与进水管道、出水管道和电力供应的连接位置，并确保管道连接紧密，无泄漏。
二、设备选择1.EDI设备：根据水质要求选择适合的EDI设备。
考虑到电流密度、操作压力等因素，确保设备的安全可靠。
2.预处理设备：根据水质分析结果，选择适当的预处理设备，如过滤器、软化器等，以确保EDI设备的正常运行。
3.控制系统：选择性能稳定、操作简便的控制系统，确保EDI系统的自动化运行。
三、安装步骤1.安装预处理设备：根据设计要求，安装预处理设备。
确保设备的水平、垂直和平稳。
2.安装EDI设备：根据安装图纸，安装EDI设备。
注意设备的固定和支撑，确保设备的稳定和安全。
3.连接管道：根据管道布局设计，连接进水管道、出水管道和电力供应管道。
确保连接紧密、牢固。
4.安装控制系统：根据控制系统的安装要求，安装控制系统。
确保设备的电气连接正确、可靠。
5.设置参数：根据EDI设备的使用说明，设置设备的操作参数，如进水流量、电流密度等。
确保设备的正常运行。
6.启动设备：按照启动顺序，依次启动预处理设备、EDI设备和控制系统。
检查设备的运行状态，确保系统正常运行。
7.调试系统：根据设备的调试要求，调整参数，测试设备的运行状态和出水质量。
确保出水质量符合要求。
8.完善记录：在安装过程中，做好安装记录，包括设备的参数设置、安装日期、安装方法等。
存档备查。
四、验收和提交报告1.验收测试：根据设计要求，进行EDI设备的验收测试。
包括流量测试、出水质量测试等。
2.编写报告：根据实际安装情况，编写安装报告。
报告中包括安装步骤、设备参数、测试结果等内容。
3.提交报告：将安装报告提交给设计、施工方和客户。
确保设备的安装符合要求，并获得相关方的认可。
以上是EDI电除盐系统的安装方案，通过合理的布局设计、设备选择和安装步骤，可以确保EDI系统的正常运行和优质的出水质量。
EDI电除盐
EDI组件的进水要求及性能参数
进水总盐量（CaCO3计） <25ppm或50μs/cm TOC <0.5ppm PH值 5.0～9.0 余氯 <0.05ppm 硬度（CaCO3计） <2.0ppm Fe、Mn、H2S <0.01ppm 可溶硅 <0.5ppm 工作温度 5～40℃ 工作压力 1.0～2.0bar 工作压差 0.4～1.0bar 水利用率 >95% 产水水质 >8.0MΩ.cm
EDI的应用技术
原因：由于EDI模块通过电能迁移杂质离子的能力
有限，因而EDI装置只能用于处理低含盐量的水( 总含盐量在50mg／L以下)，在设计中一般与RO装 置联合运用。这是由于RO系统产水的含盐量较低， 其电导率一般在30t~S／cm以下，因此RO系统的产 水水质正好符合EDI装置的进水水质要求，同时这 样的水质也有利于EDI装置长时间维持稳定的去离 子过程。
系统特点
⊙ 产水水质高而稳定。 ⊙ 连续不间断制水，不因再生而停机。 ⊙ 无需化学药剂再生。 ⊙ 设想周到的堆叠式设计，占地面积小。 ⊙ 操作简单、安全。 ⊙ 运行费用及维修成本低。 ⊙ 无酸碱储备及运输费用。 ⊙ 全自动运行，无需专人看护。
应用领域
⊙电厂化学水处理 ⊙电子、半导体、精密机械行业超纯水 ⊙制药工业工艺用水 ⊙食品、饮料、饮用水的制备 ⊙海水、苦咸水的淡化 ⊙精细化工、精尖学科用水 ⊙其他行业所需的高纯水制备
所以， RO与EDI装置的联合应用 。
RO与EDI装置的联合应用
• 特点： 膜技术。它的优点是环境友好、系统简单、连续产水、占 地少。“RO→EDI”系统无需再生，所以不使用对环境有危 害的化学药品(如酸碱)，几乎没有废水排放，也没有复杂 的再生系统，只需要保障供电，RO装置和EDl设备就可连 续运行几个月，停机维护时间短。在产水量相同的情况下， “RO→EDI”的占地面积(包括配套设施)大大低于“RO→H ／OH'’的占地面积。 (2)产水水质好。EDI模块中H20电解出H+和OH—， 造成淡水室局部区域pH值偏离中性，这不利于细菌生长， 此外，细菌易被吸附到阴树脂表面，使之处于H20电解最 活跃的部位，细菌生长受到抑制甚至被杀灭，从而大大减 轻了EDl系统产水被细菌污染的程度，这也是EDI装置代替 混床的优势之一。
EDI连续电除盐模块工作原理简介
EDI（连续电除盐）模块工作原理简介电去离子（EDI)技术是电渗析与离子交换两项技术的有机结合，即在电渗析淡水室隔板中填充离子交换树脂，它即保留了电渗析可以连续除盐和离子交换树脂可以深度除盐的优点，又克服了电渗析浓差极化的负面影响及离子交换树脂需要酸碱再生的麻烦和造成的环境污染。
EDI模块可以用来代替传统的混床离子交换树脂来制造纯水、高纯水，但与混床不同的是，EDI模块淡水室隔板中填充的离子交换树脂在工作时能够自动获得再生，不会饱和，因此不需要酸碱再生树脂而停机，可以使产水过程非常稳定，且产品水水质好，最大限度降低了纯水制备的运行和维护费用。
EDI装置属于精处理水系统，一般多与反渗透（RO）配合使用，组成预处理、反渗透、EDI装置的超纯水处理系统,，取代了传统水处理工艺的混合离子交换设备。
EDI装置进水要求为电阻率为0.025-0.5MΩ·cm，反渗透装置完全可以满足要求。
EDI装置可生产电阻率高达18MΩ·cm以上的超纯水。
EDI模块。
EDI(电除盐系统)工作原理
EＤI(电除盐系统）工作原理高纯度水对许多工商业工程非常重要,比如:半导体制造业与制药业.以前这些工业用得纯净水就是用离子交换获得得。
ﻫ然而,膜系统与膜处理过程作为预处理过程或离子交换系统得替代品越来越流行。
如电除盐过程（EDI）之类得膜系统可以很干净地去除矿物质并可以连续工作。
而且，膜处理过程在机械上比离子交换系统简单得多，并不需要酸、碱再生及废水中与。
EDI处理过程就是膜处理过程中增长最快得业务之一.ＥDＩ就是带有特殊水槽得非反向电渗析(ＥＤ），这个水槽里得液流通道中填充了混床离子交换树脂.ﻫEDI主要用于把总固体溶解量(TDS)为1—20mg/L得水源制成8－1７兆欧纯净水。
通常水源就是由反渗透(RO)产生。
ﻫＥD与EDＩ都就是用直流电作为除盐得能源.如图所示，溶液中得离子被吸向带相反电荷得电极。
ﻫ如图所示,用阴、阳离子选择膜把电极之间得空间隔成小室,这样可以把一半小室中得盐除去，而在另一半小室内浓缩。
不断地给小室供水与抽水,就可以建立连续得除盐处理过程.EＤ与ＥDI中用得膜就是用离子交换树脂制成片状，通常为了增加强度会在树脂片上附一层布。
ﻫED与EDI得物理区别（如图3所示）主要在于除盐室里填充得就是混床离子交换树脂珠。
ﻫ离子得转移分为2个步骤。
首先离子扩散到离子交换树脂,然后在电场作用下穿过树脂到达膜。
因为这样得电阻较小，电流会流过离子交换树脂.EDI得浓缩室中没有树脂.ＥDＩ中水电离得作用要理解EDI与它得用途,就必须理解＂水得电离＂.水电离后就会变为氢离子与氢氧根离子。
化学反应方程式为:Ｈ2Ｏ〈=＝＞H++O H—如果离子在结合为水以前被分离、就会形成酸与碱.在E D与EＤＩ中，如果电流超过了移动溶解盐所需得能量，水就会电离。
在E D过程中在阴离子交换膜上有较低电流时就会发生水得电离,原因尚未找出。
在E D系统中过大得电流会引起水得电离.氢离子在直流电场得作用下进入离子交换树脂,并在那与碳酸氢根离子反应生成CＯ2.这会降低水得pＨ值。
EDI电除盐系统
EDI电除盐系统2009-08-12 19:21:51| 分类：职业| 标签：|字号大中小订阅EDI电除盐系统EDI概述水处理技术的发展历程第一代二十世纪六七十年代原水预处理→阴/阳床→混床第二代二十世纪八九十年代原水预处理→反渗透→混床第三代二十世纪九十年代末原水预处理→反渗透→EDIEDI技术的出现是水处理工业的一次划时代的革命，标志着水处理工业全面跨入绿色产业的时代。
EDI电除盐工艺系统简介：EDI设备（即电去离子设备）是电渗析与离子交换树脂除盐有机结合形成的新型膜分离技术，是当今世界最先进的高纯水生产技术。
EDI工艺系统代替传统的DI混合树脂床来制造去离子水。
与DI混床最大的不同是，EDI的去离子过程可以连续进行，自动化程度高，且不需要酸碱再生。
EDI相比传统DI混床的优越之处：电渗析与离子交换技术的有机结合；保留了电渗析连续脱盐和离子交换深度脱盐的优点；离子交换树脂用量少，与普通离子交换树脂柱相比，节约树脂95%以上；离子交换树脂不需酸碱化学再生，节约大量酸碱和清洗用水，大大降低劳动强度；无废酸废碱液排放，是清洁生产技术，绿色环保产品；过程易实现自动控制，EDI与反渗透（RO）、超滤（UF）等水处理技术相结合，能形成完善的高纯水生产线；占地面积小，而且不需要像离子交换床那样，一套在用，一套再生的重复设置；产水水质高，电阻率可达15～18MΩ.cm。
EDI常用术语：阳极：一种带正电的电极，吸引阴离子，表层涂钛；阴极：一种带负电的电极，吸引阳离子，通常由不锈钢制作；浓水流：流经浓水室并收集离子的水流；成品（淡水）水流：流经纯化室或淡水室的水流。
这股水流就是去离子水；电导率：水传导电流能力的一个电学测量参数，其值随水中离子的浓度和水温的变化而变化。
单位是μS/cm，一般是指25℃；电阻率：描述水阻挡电流的能力的测量参数。
离子浓度降低，电阻率就增加；离子浓度增加，电阻率就降低。
这个参数与用EDI实现的去离子水平有关。
EDI电除盐技术
浓缩室
淡化室
浓缩室
阴极室 阴极室 － －
Cl-
ClNa＋ Na＋ Na＋
Cl-
ClNa＋
－ － － － 阴极 阴极
+
+ + 阳极
Na＋ Na＋
Cl-
ClNa＋
阳膜
阴膜 阴膜
阳膜
阴膜 阴膜
电渗析过程原理图
电渗析是通电后，阴阳离子 向不同的两极，而在电渗析 室内又被阴阳膜所分隔成一 间间小室，阴膜和阳膜间隔 排放，而阳膜只能通过阳离 子，阴膜只能通过阴离子。 从而，形成了淡水室和浓水 室间隔排列的布局。在最两 端的叫做极水室。浓水和极 水排放，淡水收集。 缺点：操作复杂，而且设备 极易损坏。在两个极水室里 容易形成垢。所以必须每隔 一段时间进行一次倒极。
混合离子交换除盐可以达到较 好的水质要求，但是交换树脂 必须定期再生，再生时产生酸 碱损耗和污染，增加水耗。再 生时存在混合树脂分层不清的 技术困难，虽然有很多方法可 以解决，但是效果都不佳。
电除盐技术是上述两种方法的 结合。在电渗析的每隔一个室 里装上混合离子交换树脂，在 电除盐的同时进行离子交换， 混合离子交换树脂边交换边再 生，无须酸碱再生，减少了污 染。
电厂化学
电除盐技术
本章主要内容
1 离子交换膜
2
3 4
电除盐的物理化学过程
EDI装置 EDI装置的运行与维护
水处理技术发展历程
第一代 二十世纪 六七十年代 阳/阴床 八九十年代 反渗透 九十年代末 反渗透 EDI 混床
原水预处理 第二代 二十世纪
混床
原水预处理 第三代 二十世纪
原水预处理
电去离子技术
2. 均相离子交换膜——由具有离子交换基团的高分子材料直 接制成的连续膜，或是在高分子膜基上直接接上活性基团 而成的。（膜中离子交换基团与成膜的高分子材料发生化 学结合起来，其组成完全均一，故称之为均相膜）
EDI装置流程说明及电除盐系统分析
EDI装置流程说明及电除盐系统分析EDI是一种具有革命性意义的水处理技术，它巧妙地将电渗析技术和离子交换技术相融合，无需酸碱，而能连续制取高品质纯水。
它具有技术先进、操作简便、良好的环保特性，代表着一种行业方向，能广泛应用于电力、医药、化工、电子等行业。
1. 供给原水进入EDI装置系统，主要部分流入树脂/膜内部，而另一部分沿膜板外侧流动，以洗去透出膜外的离子。
2. 树脂截留水中的溶存离子。
3. 被截留的离子在电极作用下，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，排出树脂/膜之外。
5. 阴离子透过阴离子膜，排出树脂/膜之外。
6. 浓缩了的离子从废水流路中排出。
7. 无离子水从树脂/膜内流出。
EDI装置优点：出水水质具有最佳的稳定度。
能连续生产出符合用户要求的超纯水。
模块化生产，并可实现全自动控制。
不需酸碱再生，无污水排放。
不会因再生而停机。
无需再生设备和化学药品储运。
设备结构紧凑，占地面积小。
运行成本和维修成本低。
运行操作简单，劳动强度低。
超纯水的整个工艺流程是先经过预处理，然后加药杀毒，再经过RO反渗透系统，再使用EDI设备制取超纯水。
由于超纯水对水质的BOD和TOC等物质的含量要求比较高，所以一般会采取二级反渗透，后面的工艺比较多的采取了EDI的技术，在纯水制备技术上EDI比较有优势。
EDI流程说明：数组内含混床型树脂之膜对(Cell pair)组合为一只EDI膜块(Stack),并形成a.稀释水道(Dilute stream),浓缩水道(Concentration stream),及最外两侧电极板旁之电极水道(Electrode stream),以E-CELL EDI 膜块为例.为36组膜对(cell pair)即为36组稀释水道(dilute stream)及37组浓缩水道(Concentration stream)及正极板水道;负极板水道。
在膜块二侧则为正极板和负极板.一般极板之材质可为不锈钢,或钛镀白金或其它合金等.a. 稀释水道(dilute stream):为内含混床型树脂之水道.为EDI 去离子机制发生之主要区域b. 浓缩水道(Concentration stream):容纳自邻近稀释水道穿透过离子交换膜之离子,因电性同性相斥之原因.阴阳离子皆会保留在此水道中.c. 电极水道(Electrode stream):电极板侧之水道,在正极板侧会产生氧气,负极板侧则会产生氢气.反应如下:负极: 2H+ +2 e- H2正极: 4OH- 2H2O + 4e- + O2每一EDI stack操作时约每一安培约产生氢气流量:6.965cc/min. 氧气:3.48cc/min.RO水直接进入稀释水道(Dilute stream),经离子树脂去离子后,产水则为超纯水排出。
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EDI装置流程说明及电除盐系统分析EDI（Electrodeionization）是一种利用电解和电脱盐技术进行高效去除溶剂中离子的装置。
下面将详细介绍EDI装置的流程并分析其电除盐系统。
1.预处理：原水首先通过机械过滤器进行预处理，去除悬浮物和大颗粒杂质。
2.进水：预处理后的原水进入EDI装置，通过进水阀控制流量。
3.电解室：原水进入电解室，在这里电解成氢离子（H+）和氢氧离子（OH-）。
4.阳极：氢离子通过阳极膜通入阳极室，氢氧离子无法透过膜而留在电解室。
5.阴极：氢氧离子通过阴极膜进入阴极室。
6.混床：阴极室和阳极室分别与混床相连，混床内含有阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，分别吸附阳离子和阴离子。
7.电脱盐：在混床的作用下，通过交换树脂吸附和排出杂质，如钙离子、镁离子、硫酸根离子等，从而实现去离子化。
8.产水：经过电脱盐的水流进入产水室，由于去除离子杂质，产生高纯度水，称为EDI产水。
9.排放：剩余带有浓缩离子的水流通过排水阀排出，准备进入再循环或废水处理。
电除盐系统分析：
1.电去离子化效率高：通过电解、阳离子交换和阴离子交换的连续作用，可大大提高去离子效率。
2.无需再生剂：传统的离子交换器需要使用再生剂进行树脂的再生，EDI装置不需要再生剂，减少了对环境的污染。
3.操作简单：EDI装置不需要繁琐的再生过程，只需控制进水、排水
和电解室的操作即可。
4.运行成本低：由于不需要再生剂和设备，EDI装置的运行成本相对
较低。
然而，EDI装置也存在一些问题：
1.能源消耗：EDI装置的电解过程需要耗费大量的电能，因此其能源
消耗较高。
2.对进水质量要求高：EDI装置对进水质量要求较高，要求水中的悬
浮物、有机物和微生物等杂质含量较低。
3.膜污染问题：EDI装置中的阳极膜和阴极膜容易受到微生物的污染，需要进行定期清洗和维护。
综上所述，EDI装置通过电解和交换树脂技术实现高效去除溶剂中的
离子杂质，并具有高效、无污染和低成本等优势。
然而，其能源消耗和对
进水质量的要求仍需加以关注，并且需要定期维护防止膜污染。