膜法水处理之EDI设备

在纯水系统的运维过程中，纯水生产的最后一道工序是阴阳离子混床。然而，随着DEI设备逐渐被用户接受并广泛应用，其技术已经相当成熟。本文将重点讨论EDI系统。

EDI（连续电去离子）装置是一种利用混合离子交换树脂来吸附水中阳离子和阴离子的设备。在直流电压的作用下，被吸附的离子会通过阳离子和阴离子交换膜被移除。这一过程与混床不同，因为其所用的离子交换树脂无需用酸碱进行再生。该装置能够生产电阻率高达10MΩ·cm的超纯水，有效实现水的深度去盐。

一、EDI的运作机制：

在EDI组件中，多个EDI单元之间用网状结构隔开，形成浓水室。同时，在单元组的两端设置阴极和阳极。在直流电的作用下，淡水室中的阴离子和阳离子分别穿过阴离子和阳离子交换膜进入浓水室，从而被去除。最终，浓水室中的水将这些离子带出系统。

典型的EDI系统包括以下处理步骤：预处理——反渗透系统（RO）——EDI。EDI通过使用普通的离子交换树脂，持续去除水中的离子。由于其通过电流对树脂进行持续再生，因此不需要定期的化学再生。

在典型的EDI系统中，进水的90%至95%会直接通过淡水处理，而5%至10%的进水则会分配到浓水室。浓水通过泵循环，使其在系统中流速较高，这样能够提高除盐效率、促进水流混合，降低结垢的风险。通过从浓水循环回路中排出一定比例的水，可以去除膜堆中的浓缩离子，pH值在5至8之间的水可以被回收或直接送回预处理系统的入口。经过电去离子处理后，进水中的杂质离子被去除，最终得到高品质的除盐水。

二、EDI装置的进水标准：

1、装置进水必须是反渗透（RO）水，其电导率应低于40微西门子/厘米（包含二氧化碳和硅）。

2、进水温度范围：5到45℃。

3、进水压力范围：0.14至0.7兆帕。

4、活性氯（Cl2）含量：小于0.02×10⁻⁶。

5、铁（Fe）的含量：小于0.01×10^-6。

6、锰（Mn）含量：小于0.01×10^-6。

7、硫化物（H2S）含量：小于0.01×10^-6。

8、pH值范围：4到11。

9、总硬度（以CaCO3为标准）：小于1×10^-6。

10、总有机碳（TOC）：小于0.5×10⁻⁶。

11、硅（SiO2计）：小于1×10^-6。

三、EDI技术的特征：

1、离子交换树脂的使用量较少，大约只占传统离子交换法树脂用量的5%。

2、无需使用酸碱进行化学再生，从而节省酸、碱及再生用水，减轻劳动强度并降低运营成本。

3、无酸碱废液排放，更加环保。

4、产水过程可以方便地实现自动控制，产水水质保持稳定。

5、产出的水质优良，符合国家电子级水I级标准。

6、具备卓越的去除弱解离物质的能力（如：二氧化碳、硅、氨等），更适合用于高纯水的需求。

7、纯水的生产过程是连续进行的，与混床系统不同，无需交替进行运行和再生。

基于上述原因，EDI技术及其工艺变得日益成熟，已广泛应用于医药、电子、电力和生物技术等领域。

四、EDI膜元件的维护与运行注意事项：

在EDI运行过程中，如果产水的电导率出现突发性上升，可能是由于EDI进水的水质突然下降所致，这通常与上一级系统（如RO出水水质恶化）有关。此外，EDI电源的断路或电流过小也可能导致这一现象。如果电流过大，则容易使模块温度上升，从而增加模块被击穿的风险。同时，如果产水流量过大而浓水回收量较小，也会导致电导率上升。若这种状态持续，可能会引发污染与结垢，因此必须严格控制EDI系统产水的各项指标以及进出水的压差，以保证EDI系统的安全与经济运行，这是至关重要的。

一般来说，淡水进水和浓水出水的压差不应过大，进水压力应控制在0.65MPa以下。此外，如果产水出口压力过高，可能会导致膜破裂。模块过热通常是由于加电时水流量不足造成的，这时应立即切断电源或停机，迅速查明原因并调整水流量，确认正常后再恢复运行。因此，系统的监督与维护直接影响EDI膜元件的使用寿命及设备的安全性。