电去离子软水技术的原理与应用前景
软水机的工作原理
软水机的工作原理软水机是一种用于去除水中硬度离子的设备，它通过离子交换的原理将水中的钙、镁离子等硬度离子与树脂中的钠离子进行交换，从而降低水的硬度。
下面将详细介绍软水机的工作原理。
1. 离子交换树脂软水机中的关键部份是离子交换树脂。
常用的离子交换树脂是阴离子交换树脂和阳离子交换树脂。
阴离子交换树脂能去除水中的阴离子，如硝酸根离子、硫酸根离子等；阳离子交换树脂能去除水中的阳离子，如钙离子、镁离子等。
软水机中普通会同时使用阴离子交换树脂和阳离子交换树脂，以确保水中的硬度离子能够被有效去除。
2. 离子交换过程软水机的工作原理基于离子交换的过程。
当水通过软水机时，硬度离子会与交换树脂中的钠离子发生交换。
具体来说，钙离子和镁离子会与树脂中的钠离子结合，而释放出相应的钠离子。
这样，水中的硬度离子就被去除了，而水中的钠离子则被释放出来。
3. 再生过程随着时间的推移，树脂中的钠离子会逐渐耗尽，此时需要进行再生过程。
再生过程包括冲洗和盐水回收两个步骤。
首先，通过冲洗操作将树脂中的杂质和污染物冲洗掉，然后再通过盐水回收操作将树脂中的钠离子重新置换回来，使树脂恢复到初始状态，可以继续进行离子交换。
4. 控制系统软水机通常配备了一个控制系统，用于监测水中的硬度和树脂的工作状态，以及控制再生过程的进行。
控制系统可以根据设定的参数自动控制软水机的运行，确保水的硬度始终在合适的范围内。
总结：软水机通过离子交换的原理去除水中的硬度离子，从而降低水的硬度。
它包括离子交换树脂、离子交换过程、再生过程和控制系统等关键部份。
离子交换树脂能够将水中的硬度离子与树脂中的钠离子进行交换，而再生过程则是将树脂中的钠离子重新置换回来。
软水机的工作原理使得水变得更加柔软，适合于家庭、工业和商业等领域。
全自动软水器运行原理
全自动软水器运行原理全自动软水器是一种能够去除水中钙、镁离子等硬水离子的设备，常见于家庭和商业场所。
全自动软水器的主要运行原理是离子交换。
离子交换树脂是一种具有负电荷的树脂。
当含有钙、镁等离子的水进入软水器时，离子交换树脂中的钠离子会和水中钙、镁离子交换，使钙、镁离子被树脂吸附，而钠离子则释放到水中。
这样一来，水中的硬水离子就被去除了，水变得更加软化。
全自动软水器还需要一个反冲洗周期。
当离子交换树脂中的钠离子被吸附光了，树脂就不能继续去除水中的硬水离子了。
此时就需要进行反冲洗，将水中的盐分和钙、镁等离子冲洗掉。
具体来说，就是利用水泵抽水将含有盐分和钙、镁离子的水通过反冲洗管道泵回到设备外，同时从废水管道排出。
这个过程中需要用到盐水箱，通过投加盐水将离子交换树脂中吸附的钠离子进行重新负载，以保证树脂的循环使用。
除了离子交换树脂，全自动软水器还包括其他部分，比如进水管道、出水管道、自动控制阀、加盐器等。
在日常使用中，全自动软水器可以通过程序控制、智能化运行来减少人工操作。
比如可以设置反冲洗周期、树脂的使用寿命等参数。
这种高效的水处理设备不仅能够帮助我们更好地利用水资源，还能延长水管和电器的使用寿命，减少因为硬水而带来的疾病问题。
总之，全自动软水器的运行原理是基于离子交换的，通过将水中的钙、镁等离子和树脂中的钠离子进行交换实现水的软化。
虽然在使用过程中需要注意一些细节，比如盐水箱的投加、反冲洗周期的设置等，但是相对于传统的人工半自动软水器，全自动软水器具有高效、智能化的优势，受到越来越多用户的青睐。
软水机的系统工作原理
软水机的系统工作原理1. 软水机的基本原理软水机是一种用于去除水中硬度离子的设备，主要由树脂交换器、盐箱和控制系统组成。
其基本原理是通过离子交换将水中的钙、镁离子与树脂上的钠离子进行交换，从而实现软化水的目的。
2. 离子交换过程离子交换是软水机实现软化水的核心过程。
树脂交换器是离子交换的基本装置，它由大量的树脂颗粒组成。
树脂颗粒通常由聚合物制成，具有特定的化学结构，能够吸附和释放离子。
树脂交换器中的树脂颗粒带有负电荷，当水中的钙、镁离子通过树脂床时，它们会与树脂颗粒上的钠离子发生交换，形成钙、镁离子与树脂颗粒的结合。
同时，树脂颗粒上的钠离子会被释放出来，进入水中。
这个交换过程是可逆的，当树脂颗粒上的钠离子被耗尽时，树脂交换器需要进行再生。
再生过程中，通过将高浓度的盐水（盐溶液）引入树脂交换器中，钠离子会重新吸附到树脂颗粒上，而把吸附在树脂颗粒上的钙、镁离子冲走，达到再生的目的。
3. 软水机的工作流程软水机的工作流程包括供水、软化、再生和排放四个阶段。
3.1 供水阶段在供水阶段，水从水源进入软水机系统。
水首先通过一个过滤器，去除其中的悬浮物、泥沙等杂质。
经过过滤后的水进入树脂交换器，开始进行软化处理。
3.2 软化阶段在软化阶段，水流通过树脂交换器，其中的钠离子与水中的钙、镁离子发生交换。
这样，水中的钙、镁离子被去除，而树脂颗粒上的钠离子被释放出来，水变得软化。
3.3 再生阶段当树脂颗粒上的钠离子被耗尽时，树脂交换器需要进行再生。
再生阶段通常是根据树脂交换器的工作情况和水的使用量来确定的。
在再生阶段，软水机会自动进行再生操作。
首先，软水机会停止供水，然后将高浓度的盐水（盐溶液）从盐箱中引入树脂交换器中。
钠离子会重新吸附到树脂颗粒上，而把吸附在树脂颗粒上的钙、镁离子冲走，达到再生的目的。
3.4 排放阶段在再生完成后，软水机会将再生液和冲洗水排放出去，以保证下一轮的软化处理能够正常进行。
4. 控制系统软水机的控制系统是实现软化处理的关键。
什么是电去离子净水技术
什么是电去离子净水技术？
电去离子净水技术（EDI）是一种将电渗析和离子交换树脂相结合的除盐新工艺，我国也称电除盐或填充床电渗析。
电去离子净水技术就是在电
渗析器的淡水室中填装混合的
阴、阳离子交换树脂，将电渗析
和离子交换结合在一个装置中，
成为一个联合体，其工艺见图
3-4-2。
由于淡水室中，离子交换剂
的颗粒不断地发生交换作用与
再生作用，而构成了"离子通道"，
活跃的离子活动，使淡水室的电
导率大大增加，从而减弱了电渗
析的极化现象，提高了电渗析器的极限电流，达到了水质的高度净化。
此外，由于淡水室填装了离子交换剂，使淡水室中的水流速度要比普通电渗析中的大大增加，而且离子交换剂颗粒又起着滚动搅拌作用，促进了离子的扩散，改善了水力学状况，也导致淡水室电导率的增加。
EDI除盐工艺过程如下：①在外电场的作用下，水中电解质离子通过离子交换膜（阴、阳膜）进行选择性迁移的电渗析过程；②阴、阳离子交换树脂上的OH-和H+对水中电解质离子进行离子交换，从而
加速去除淡水室中的离子；③电渗析的极化过程所产生的H+、OH-
和离子交换树脂进行了电化学再生过程，这一过程既能保证高质量的纯水，又能达到离子交换剂的自行再生。
电渗析与混合床离子交换，两者错综地结合一起的电去离子过程，既利用离子交换的深度除盐克服了电渗析过程因发生浓差极化作用
而除盐不彻底，又利用电渗析的极化作用产生电离，产生的OH-和H+用来实现离子交换剂的自身再生，克服了离子交换树脂失效后通常需要化学再生剂来进行再生的缺点，从而，使EDI基本上能够去除水中的全部离子，为制备纯水、超纯水等创造条件。
软水机工作原理
软水机工作原理
软水机是一种常见的水处理设备，它能够有效去除水中的硬度离子，使水变得更加柔软。
软水机工作原理是通过离子交换技术来实现的。
本文将从软水机的工作原理、离子交换过程、再生过程、盐桶的作用和软水机的优点几个方面来详细介绍软水机的工作原理。
一、软水机的工作原理
1.1 软水机通过离子交换技术去除水中的硬度离子
1.2 软水机内部装有树脂罐，树脂罐中填充有离子交换树脂
1.3 当水流经软水机时，硬度离子会被树脂吸附，同时树脂释放出钠离子
二、离子交换过程
2.1 离子交换树脂具有负电荷，能够吸附水中的阳离子
2.2 在软水机中，钠离子会替代树脂上的钙和镁离子
2.3 这样，水中的硬度离子被去除，水变得更加柔软
三、再生过程
3.1 随着时间的推移，树脂中的钠离子会逐渐被硬度离子替代
3.2 软水机会定期进行再生，将树脂中的硬度离子冲洗掉
3.3 再生过程通过盐水冲洗树脂罐来实现，将硬度离子冲刷出去
四、盐桶的作用
4.1 软水机中的盐桶用来储存盐，用于软水机的再生过程
4.2 盐水会被软水机吸入树脂罐，与树脂中的硬度离子进行交换
4.3 盐桶的盐水需要定期更换，保证软水机的正常运行
五、软水机的优点
5.1 软水机能够有效去除水中的硬度离子，使水变得更加柔软
5.2 软水机可以延长水器具的使用寿命，减少水垢的产生
5.3 使用软水机可以改善洗涤效果，减少清洗剂的使用量
总结：软水机通过离子交换技术去除水中的硬度离子，从而使水变得更加柔软。
通过再生过程和盐桶的作用，软水机能够持续运行并保持高效。
软水机的优点包括去除水垢、延长水器具寿命和改善洗涤效果，因此在家庭和工业中得到广泛应用。
软水机工作原理
软水机工作原理软水机是一种能够将硬水转化为软水的设备，其工作原理主要是通过离子交换技术去除水中的钙和镁离子，从而减少水中的硬度。
下面将详细介绍软水机的工作原理。
一、离子交换原理1.1 离子交换树脂软水机中主要使用的是离子交换树脂，其表面带有一定的正电荷，能够吸附水中的钙和镁离子。
1.2 饱和状态当离子交换树脂吸附了大量的钙和镁离子后，会逐渐达到饱和状态，需要经过再生过程进行恢复。
1.3 冲洗再生通过向离子交换树脂中通入盐水或者盐酸溶液，将吸附在树脂上的钙和镁离子释放出来，树脂重新恢复吸附能力。
二、软水机的工作流程2.1 进水水从水源进入软水机，经过预处理过滤去除杂质和污染物。
2.2 离子交换水经过离子交换树脂层，其中的钙和镁离子被吸附，软水机输出软化后的水。
2.3 冲洗再生当离子交换树脂达到饱和状态时，软水机会自动进行冲洗再生，释放吸附的钙和镁离子。
三、软水机的优点3.1 增加水质软水机能够有效去除水中的硬度物质，提高水质，减少水垢和管道堵塞。
3.2 增加洁净度软水机软化后的水更容易起泡，能够更好地清洗衣物、器皿等，提高洁净度。
3.3 增加设备寿命软水机能够减少水垢对设备的腐蚀，延长设备的使用寿命，降低维护成本。
四、软水机的适用范围4.1 家庭用途软水机适用于家庭供水系统，能够提供软化后的水，保护家用设备和皮肤。
4.2 工业用途软水机也广泛应用于工业生产中，减少设备的维护成本，提高生产效率。
4.3 商业用途商业场所如餐厅、酒店等也可以使用软水机，提供更好的水质服务客户。
五、软水机的维护保养5.1 定期清洗软水机需要定期清洗离子交换树脂，去除吸附的杂质和污染物。
5.2 定期更换离子交换树脂会随着使用而逐渐失效，需要定期更换新的树脂。
5.3 注意安全在使用软水机时，要注意安全操作，避免发生意外事故，确保设备正常运行。
综上所述，软水机通过离子交换技术将硬水转化为软水，提高水质，延长设备寿命，适用于家庭、工业和商业等多种场合，需要定期维护保养以确保正常运行。
EDI技术-电去离子法
EDI技术-电去离子法一、EDI技术概况电去离子法(Electro deio nization)，简称EDI，是一种将电渗析与离子交换有机地结合在一起的膜分离脱盐工艺，属高科技绿色环保技术。
它利用电渗析过程中的极化现象对离子交换填充床进行电化学再生，集中了电渗析和离子交换法的优点，克服了两者的弊端。
EDI 技术结合了两种成熟的水处理技术-电渗析技术和离子交换技术，我国称此为填充床电渗析或电去离子技术。
它主要替代传统的离子交换混床来生产高纯水，环保特性好，操作使用简便，愈来愈多地被人们所认可，也愈来愈多广泛地在医药、电子、电力、化工等行业得到推广，至今，国际上已有3千多套EDI装置在运行，总容量已超过3万m3/h。
连续电除盐（EDI，Electro deio nization或CDI，continuous electrode ionization），是利用混和离子交换树脂吸附给水中的阴阳离子，同时这些被吸附的离子又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。
这一过程离子交换树脂是电连续再生的，因此不需要使用酸和碱对之再生。
这种新技术可以替代传统的离子交换装置，生产出高达18.2MΩ.cm(25℃)的超纯水。
莱特莱德EDI是利用阴、阳离子膜，采用对称堆放的形式，在阴、阳离子膜中间夹着阴、阳离子树脂，分别在直流电压的作用下，进行阴、阳离子交换。
而同时在电压梯度的作用下，水会发生电解产生大量H+和OH-，这些H+和OH-对离子膜中间的阴、阳离子不断地进行了再生。
由于EDI不停进行交换--再生，使得纯水度越来越高，所以，轻而易举的产生了高纯度的超纯水。
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：半导体制造业和制药业。
以前这些工业用的纯净水是用离子交换获得的。
然而，膜系统和膜处理过程作为预处理过程或离子交换系统的替代品越来越流行。
如电除盐过程（EDI）之类的膜系统可以很干净地去除矿物质并可以连续工作。
电去离子技术edi的工作原理
电去离子技术edi的工作原理以电去离子技术EDI的工作原理为标题，本文将详细介绍EDI技术的原理和工作过程。
一、EDI技术的概述EDI（Electrodeionization）是一种利用电场力驱动离子传输的技术，用于水处理领域。
它是通过将电场和离子交换材料相结合，实现对水中离子的选择性去除，从而达到纯化水质的目的。
二、EDI技术的工作原理1. 离子交换EDI技术的关键是离子交换膜，它是一种半透膜，具有选择性地将离子分离。
当水通过EDI装置时，正负离子会被离子交换膜吸附，从而实现了对离子的分离。
2. 电场力驱动EDI技术利用电场力驱动离子的传输。
在EDI装置中，存在一个电场，它会施加在离子上，使得离子在水中产生迁移运动。
正离子和负离子会根据电场力的作用而相对移动，通过离子交换膜分离。
3. 离子再生在EDI装置中，水分为两个流动的通道，分别是浓水通道和稀水通道。
通过电场力驱动，离子会逐渐被吸附在离子交换膜上，形成浓水。
而稀水通道则通过外部电场的作用，将浓水中的离子转移到稀水中，实现离子的再生。
4. 滞留离子的去除EDI装置中还包含了一个滞留室，它的作用是用于收集被离子交换膜滞留的离子。
这样可以确保水中的离子得到彻底去除，从而达到高纯水的要求。
三、EDI技术的优势1. 高效纯化EDI技术可以高效地去除水中的离子，能够将电导率降低到极低的水平，从而实现高纯水的生产。
2. 不需要再生化学品与传统的离子交换工艺相比，EDI技术不需要再生化学品，减少了对环境的污染和操作的复杂性。
3. 自动化运行EDI技术可以实现自动化运行，减少人工干预，提高生产效率。
4. 节能环保EDI技术不需要热能参与，没有热能损耗，减少了对能源的消耗，符合节能环保的要求。
四、EDI技术的应用领域EDI技术广泛应用于纯水制备、电子行业、制药工业、化工工业等领域。
在这些领域，对水质要求非常高，EDI技术可以有效地满足纯水的需求。
总结：EDI技术通过离子交换膜和电场力的作用，实现了对水中离子的选择性去除，从而达到纯化水质的目的。
EDI(电去离子技术)相关知识详解
EDI（电去离子技术）相关知识详解1、EDI概念及原理EDI的英文全称是electrode ionization，翻译过来就是电除盐法，也称作电去离子技术，或填充床电渗析。
电去离子技术结合了离子交换和电渗析两项技术。
它是在电渗析的基础上研究发展起来的除盐技术，是继离子交换树脂等之后日益获得广泛应用并取得较好效果的水处理技术。
既利用了电渗析技术可连续除盐的优点，又利用了离子交换技术达到深度除盐的效果；既改善了电渗析过程处理低浓度溶液时电流效率下降的缺陷，增强离子传递，又使离子交换剂可得到再生，避免了再生剂的使用，减少了酸碱再生剂使用过程中所产生的二次污染，实现了去离子的连续操作。
EDI原理示意图EDI去离子的基本原理包括以下3个流程：（1）电渗析过程水中电解质在外加电场作用下，通过离子交换树脂，在水中进行选择性迁移，随浓水排出，从而去除水中的离子。
（2）离子交换过程通过离子交换树脂对水中的杂质离子进行交换，结合水中的杂质离子，从而达到有效去除水中离子的效果。
（3）电化学再生过程利用离子交换树脂界面水发生极化产生的H+和OH-对树脂进行电化学再生，实现树脂的自再生。
2、EDI的影响因素及控制手段？（1）进水电导率的影响在相同的操作电流下，随着原水电导率的增加，EDI对弱电解质的去除率减小，出水的电导率也增加。
如果原水电导率低则离子的含量也低，而低浓度离子使得在淡水室中树脂和膜的表面上形成的电动势梯度也大，导致水的解离程度增强，极限电流增大，产生的H+和OH-的数量较多，使填充在淡水室的阴、阳离子交换树脂的再生效果良好。
因此，需对进水电导率进行控制，使EDI进水电导率小于40us/cm，可以保证出水电导率合格以及弱电解质的去除。
（2）工作电压、电流的影响工作电流增大，产水水质不断变好。
但如果在增至最高点后再增加电流，由于水电离产生的H+和OH-离子量过多，除用于再生树脂外，大量富余离子充当载流离子导电，同时由于大量载流离子移动过程中发生积累和堵塞，甚至发生反扩散，结果使产水水质下降。
软水机的工作原理
软水机的工作原理软水机是一种常见的水处理设备，主要用于去除水中的硬度离子，如钙和镁离子，从而将硬水转化为软水。
软水机的工作原理基于离子交换技术，下面将详细介绍软水机的工作原理。
1. 离子交换树脂软水机内部装有一种称为离子交换树脂的材料。
这种树脂通常是由聚合物制成，具有特殊的化学结构。
树脂颗粒上带有一些带电的功能基团，如阴离子交换树脂上带有正电荷的氢离子（H+），阳离子交换树脂上带有负电荷的氢氧根离子（OH-）。
2. 硬水处理过程当硬水通过软水机时，其中的钙和镁离子会与树脂颗粒上的功能基团发生离子交换反应。
具体而言，钙和镁离子会与树脂上的氢离子发生交换，形成钙离子或者镁离子与树脂上的氢离子结合的复合物，同时释放出相应数量的氢离子。
这个过程被称为阳离子交换。
3. 冲洗和再生随着时间的推移，软水机中的离子交换树脂会逐渐饱和，无法继续去除水中的硬度离子。
为了恢复树脂的吸附能力，软水机需要进行冲洗和再生过程。
冲洗过程通常包括反冲洗和快速冲洗两个步骤，以清除树脂表面的杂质和沉积物。
再生过程则是通过向树脂中通入盐水或者盐酸溶液，将吸附在树脂上的钙和镁离子洗出，同时重新将树脂上的功能基团恢复为氢离子或者氢氧根离子。
4. 软水输出经过离子交换和再生过程后，软水机将处理过的水输出为软水。
这种软水不含有大量的钙和镁离子，因此可以减少水垢的产生，保护水管和家电设备的使用寿命。
软水还能够提高洗涤效果，使洗衣、洗碗等家务工作更加轻松。
需要注意的是，软水机的工作原理只是一种常见的工作方式，具体的软水机型号和品牌可能会有一些差异。
此外，软水机在工作过程中还需要定期维护和更换离子交换树脂，以确保其正常运行和良好的软化效果。
总结：软水机的工作原理基于离子交换技术。
通过离子交换树脂，软水机能够去除水中的钙和镁离子，将硬水转化为软水。
硬水处理过程中，钙和镁离子与树脂上的氢离子发生交换，形成复合物，并释放出相应数量的氢离子。
软水机还需要进行冲洗和再生过程，以恢复树脂的吸附能力。
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电去离子软水技术的原理与应用前景摘要：发明了电去离子（ＥＤＩ）软水技术。
ＥＤＩ软水装置具有：连续产水；深度除硬；无人值守；不用再生药剂的特点。
ＥＤＩ软水装置将作为更新换代的制备软化水的高新技术产品，在制备工业锅炉补给水、冷却水、其它工业用水等领域内得到推广使用。
关键词：电去离子；水的软化；纳滤；离子交换中图分类号：ＴＱ０８５文献标识码：Ａ文章编号：１００９－２４５５（２００７）０１－０００１－０３ＰｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｗａｔｅｒｓｏｆｔｅｎｉｎｇＷＡＮＧＦａｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＴｈｅｒｍａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ（ＥＤＩ）ｗａｔｅｒｓｏｆｔｅｎｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗａｓｉｎｖｅｎｔｅｄ．ＴｈｅＥＤＩｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｆｏｒｗａｔｅｒｓｏｆｔｅｎｉｎｇｈａｖｅｔｈｅｆｏｌｌｏｗｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ：ｐｒｏｄｕｃｉｎｇｗａｔｅｒｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ，ｄｅｅｐｌｙｒｅｍｏｖｅｈａｒｄｎｅｓｓ，ｎｏｗｏｒｋｅｒｓｏｎｄｕｔｙ，ｎｏｕｓｅｏｆａｎｙｃｈｅｍｉｃａｌｆｏｒｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ．Ａｓａｐｒｏｄｕｃｔｗｉｔｈｈｉｇｈａｎｄｎｅｗｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒｓｏｆｔｗａｔｅｒｐｒｅｐａｒｉｎｇ，ＥＤＩｗａｔｅｒｓｏｆｔｅｎｉｎｇｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓｗｉｌｌｒｅｐｌａｃｉｎｇｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓａｎｄｂｅｗｉｌｄｌｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｐｒｅｐａｒｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｂｏｉｌｅｒｍａｋｅ－ｕｐｗａｔｅｒ，ｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒ，ｓｏｍｅｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｗａｔｅｒ，ａｎｄｓｏｍｅｏｔｈｅｒｆｉｅｌｄｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ；ｗａｔｅｒｓｏｆｔｅｎｉｎｇ；ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ；ｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅ王方（清华大学热能工程系，北京１０００８４）电去离子（Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ，缩写为ＥＤＩ，又称填充床电渗析）软水技术，是指在外加直流电场作用下，去除水中Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋离子的一种高新技术，是将离子交换与电渗析有机地结合在一起、使水得到软化和部分脱盐的水处理工艺。
１０年前，作者在研究ＥＤＩ纯水技术（即用ＥＤＩ装置代替混床来制备纯水）和离子交换树脂电再生技术时，发明了这项水处理工艺［１－２］。
限于当时市场不成熟，未投入使用。
而今，ＥＤＩ纯水技术已在国内广泛应用，国内产品的质量正在接近国外水平，价格也在不断下降，因此，再来推广ＥＤＩ软水技术就有很大的现实意义。
１工作原理ＥＤＩ软水装置与现有ＥＤＩ纯水装置的根本区别在于：后者在淡水室中的填充物为阳树脂和阴树脂的混合物，而前者仅为单一的阳树脂。
图１是ＥＤＩ软水过程原理示意，图中黑色圆球为阳树脂。
收稿日期：２００６－０６－１６；修回日期：２００６－０９－２５!!!!!!!!"!"!!!!!!!!"!"专论与综述图１ＥＤＩ软水过程原理示意Ｆｉｇ．１ＳｋｅｔｃｈｏｆｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆｗａｔｅｒｓｏｆｔｅｎｉｎｇｗｉｔｈＥＤＩｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ・１・在ＥＤＩ纯水装置的工作过程中，同时有电渗析、离子交换和水电离产物对失效树脂的再生这３个过程发生。
对于ＥＤＩ软水装置来说，进水的电导率通常为几百μＳ／ｃｍ，当水中有大量离子存在时，水中不缺少参与导电的离子，在树脂颗粒和膜与水的界面上，就难以发生水的电离。
因而不会发生水电离产物Ｈ＋对失效阳树脂的再生作用。
实验研究已证实，在ＥＤＩ软水装置正常运行时，通常只有电渗析和离子交换这两种过程［３］。
一般ＥＤＩ软水装置的进水，含有Ｃａ２＋（含少量Ｍｇ２＋）和Ｎａ＋等阳离子，也含有ＳＯ４２－、Ｃｌ－、ＨＣＯ３－等阴离子。
在ＥＤＩ软水装置中只填充有单一的Ｎａ型阳树脂。
ＥＤＩ软水装置开始运行时，进水中所含的Ｃａ２＋被Ｎａ型阳树脂所吸附，发生离子交换反应，树脂变为Ｃａ型，树脂上被交换下来的Ｎａ＋进入水中。
由于强酸性Ｎａ型阳树脂对Ｃａ２＋的吸附能力很高，其选择性系数［４］：ＫＮａＣａ＝３～６。
所以可有效地将Ｃａ２＋与Ｎａ＋分离，达到高效而彻底的除硬效果。
这样，自上而下的水流将进水中的离子带入离子交换树脂层，经过一段时间以后，由于阳树脂对各种阳离子吸附能力的差别，结果在此树脂层中形成了图２所示的离子交换层谱。
这就是软水室树脂层中离子的纵向分布。
根据作者所提出的电去离子过程的反应叠加模型［５］，这一离子交换层谱有Ｃａ型树脂失效层、Ｃａ型和Ｎａ型树脂混合的工作层和Ｎａ型树脂保护层所组成。
在稳态情况下，这种离子交换层谱基本不变。
由于水中含有大量Ｎａ＋，在进水中所含的Ｃａ２＋减少或流量减小时，会发生Ｎａ＋与Ｃａ型失效树脂的离子交换反应，使离子交换层谱中的失效层和工作层向上收缩；反之，在进水中所含的Ｃａ２＋增加或流量增大时，则使其向下延伸。
同时，在ＥＤＩ软水过程中还发生离子横向迁移的电渗析过程：在外加直流电场作用下，后进入软水室的Ｃａ２＋，通过失效阳树脂本身的传递，到达阳膜，并通过阳膜迁移到浓水室而被除去；同样进水中的Ｎａ＋，也有部分迁移到浓水室。
结果，一方面，在离子交换和电渗析作用下，软水室进水所含的全部Ｃａ２＋和部分Ｎａ＋，都横向迁移到浓水室而被除去；同时另一方面，由于在稳态条件下离子负载和电场强度都不变，软水室内离子交换层谱中的失效层和工作层就不会变化，另外离子交换层的最下端有保护层存在，不会发生Ｃａ２＋的纵向穿透，保证出水中不含Ｃａ２＋。
因此，只要这种ＥＤＩ软水装置中有完整的树脂保护层存在，树脂层不必再生就可以连续流出水质合格的出水。
要注意到，这时失效层的树脂仍然具有对Ｃａ２＋的传递能力，按照双电层模型，有其它Ｃａ２＋进入失效树脂颗粒作用范围的扩散层时，就有与这些侵入离子相应的Ｃａ２＋脱离扩散层。
在外电场作用下Ｃａ２＋不断进入和移出各个树脂颗粒的扩散层，这就好比Ｃａ２＋通过失效阳树脂被传递一样。
再看阴离子的变化：进水中ＳＯ４２－、Ｃｌ－、ＨＣＯ３－等阴离子在进入ＥＤＩ软水装置后，受外加直流电场的作用，只发生电渗析作用，不发生离子交换反应。
这些阴离子在水中受电场的作用，迁移至阴膜，并通过阴膜至浓水室。
各种阴离子从软水室迁移至浓水室而被除去的数量，取决于电场强弱、该离子的迁移数量和膜对该离子的选择透过性。
在水的软化处理中，对除去水中何种阴离子没有要求，通常认为进水中的阴离子按一般电渗析的方式被除去一部分。
由此可见，经ＥＤＩ软水装置处理的水得到彻底软化并部分除去所含盐分，由于阳树脂对Ｃａ２＋离子的优先吸着，使水得到彻底软化。
水中全部Ｃａ２＋和部分Ｎａ＋被阳树脂所吸着，它们在直流电场作用下，基本上是通过阳树脂横向传质迁移至浓水室的，同时，水中部分阴离子是通过水溶液本身横向传质迁移至浓水室。
这种传质迁移应遵守等电荷量和等物质的量的基本规律，也就是说，同一时间图２软水室中树脂层正常工作时的离子交换层谱Ｆｉｇ．２Ｉｏｎｅｘｃｈａｎｇｅｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙｏｆｒｅｓｉｎｌａｙｅｒｓｉｎｗａｔｅｒｓｏｆｔｅｎｅｒｗｈｅｎｒｕｎｎｉｎｇｕｎｄｅｒｎｏｒｍａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ失效层工作层保护层Ｎａ型Ｃａ型・２・王方：电去离子软水技术的原理与应用前景内通过阳膜从软水室迁移至浓水室的阳离子，与通过阴膜从软水室迁移至浓水室的阴离子，两者应遵守等电荷量和等物质的量的这一基本规律。
在通常的ＥＤＩ软水条件下，进水的电导率如为５００μＳ／ｃｍ，出水的电导率则为１００μＳ／ｃｍ左右。
实验已证实，此时在软水室中树脂颗粒和膜与水的界面上，不会发生浓差极化所致的水的电离，只进行着离子交换与电渗析过程［５］。
因此，同一时间内软水室中阳离子和阴离子向两侧横向传质迁移应遵守等物质的量的基本物质规律，残留在软水室出水中的只是尚未除去的、进水中所含离子组成的盐分。
２技术特点２．１连续产水当连续供水时，离子交换软水装置必须设置备用。
然而，与ＥＤＩ纯水装置一样，ＥＤＩ软水装置可连续运行，也不需要停用再生，没有备用装置。
２．２深度除硬纳滤的除硬率为８５％以下，经一级纳滤软化的水可满足热水锅炉补给水水质要求。
对蒸汽锅炉，则需要两级纳滤处理［６－７］。
实验测得，ＥＤＩ软水装置在进水为当地自来水的条件下对硬度离子的脱除率大于９９．５％［３］。
ＥＤＩ软水装置出水残留硬度通常小于０．０３ｍｍｏｌ／Ｌ，完全满足工业锅炉补充水残留硬度的基本要求。
２．３无人值守ＥＤＩ软水装置在正常供电供水的情况下，装置调整好后，能长期连续工作，无人值守，只需定期检查和维修。
２．４不用再生药剂ＥＤＩ软水装置连续产水，毋需用食盐再生，节省耗盐开支，运行中仅耗电０．２ｋＷ・ｈ／ｔ，水利用率也大于８０％［３］。
３适用领域３．１工业锅炉补给水我国已有５０万台以上工业锅炉（含蒸汽锅炉和热水锅炉）。
按照《工业锅炉水质》（ＧＢ１５７６－２００１）标准规定，蒸汽锅炉采用锅外水处理时，补给水中残留总硬度应不超过０．０３ｍｍｏｌ／Ｌ，对热水锅炉，则放宽到不超过０．６ｍｍｏｌ／Ｌ，钠离子交换软化是制备工业锅炉补给水的传统处理工艺，为了检测离子交换软水器出水水质，并定期进行软化器的再生，通常设人工定期检测，还要进行配制食盐溶液周期再生失效树脂的操作。
食盐水再生时，大量废水排放，不但要消耗大量食盐，而且使当地水体的含盐量提高。
３．２冷却水为了防止在换热器管材、表面结垢影响传热，一般采用离子交换软化等处理来降低或除去进入冷却水系统的补给水中的结垢物质，这种处理常用的有弱酸阳离子交换处理。
在工业冷却水系统补充水处理中，如采用ＥＤＩ软水装置代替离子交换软化装置，不但能提高处理效果，简化操作，而且能降低投入，还有获得补充水部分脱盐的好处。
最近，曾探讨过电去离子软化应用于冷却水系统排污水回收利用的可能性，并将它与采用反渗透和离子交换两种处理方案作对比。
对比表明，此时采用电去离子软化法，有利于提高冷却水系统的浓缩倍数，达到水资源的重复利用，实现冷却水系统的“零排放”，而且用电去离子软化的投资费用，低于反渗透，其运行费用又低于离子交换。
所以，在冷却水系统排污水的回收利用的工程中应大力推广采用电去离子软水法。
３．３其它工业用水造纸、漂染、食品、饮料、酿造等工业及某些大型企业空调工程等都需要软化水，某些制水系统也要求预先进行水的软化处理，这些行业软化水使用量不大，对水质的软化要求不高，用ＥＤＩ软水装置比较方便，连续供水，免去再生操作的不便。