一、系統(tǒng)簡介

EDI(Electrodeionization)是一種將離子交換技術(shù)、離子交換膜技術(shù)和離子電遷移技術(shù)相結(jié)合的純水制造技術(shù)。它巧妙的將電滲析和離子交換技術(shù)相結(jié)合，利用兩端電極高壓使水中帶電離子移動，并配合離子交換樹脂及選擇性樹脂膜以加速離子移動去除，從而達(dá)到水純化的目的。

因而，這里的EDI系統(tǒng)是一種純水制造系統(tǒng)。在EDI除鹽過程中，離子在電場作用下通過離子交換膜被清除。同時(shí)，水分子在電場作用下產(chǎn)生氫離子和氫氧根離子，這些離子對離子交換樹脂進(jìn)行連續(xù)再生，以使離子交換樹脂保持最佳狀態(tài)。

EDI超純水設(shè)備制造超純水的歷史進(jìn)程可分為三個(gè)階段：第一階段，預(yù)處理過濾器-->陽床-->陰床-->混合床；第二階段，預(yù)處理過濾器-->反滲透-->混合床；目前階段：預(yù)處理過濾器-->反滲透-->EDI(無需酸堿) 。近幾十年以來，混床離子交換技術(shù)一直作為超純水制備的標(biāo)準(zhǔn)工藝。由于其需要周期性再生，且再生過程中消耗大量的化學(xué)藥品（酸堿）和工業(yè)純水，并造成一定的環(huán)境問題，因此需要開發(fā)無酸堿超純水系統(tǒng)。 正因?yàn)閭鹘y(tǒng)的離子交換技術(shù)已經(jīng)越來越無法滿足現(xiàn)代工業(yè)和環(huán)保的需求，于是將膜、樹脂和電化學(xué)原理相結(jié)合的EDI技術(shù)成為水處理技術(shù)的一場革命。其離子交換樹脂的的再生使用的是電能，而不再需要酸堿，因而更符合當(dāng)今世界的環(huán)保要求。

二、工作原理

電去離子（EDI）系統(tǒng)主要是在直流電場的作用下，使隔板間的水中電介質(zhì)離子發(fā)生定向移動，利用交換膜對離子的選擇透過作用來對水質(zhì)進(jìn)行提純的一種科學(xué)的水處理技術(shù)。在電滲析器的一對電極之間，通常由陰膜、陽膜和隔板（甲、乙）多組交替排列，構(gòu)成濃室和淡室（即陽離子可透過陽膜，陰離子可透過陰膜）。淡室水中陽離子向負(fù)極遷移透過陽膜，被濃室中的陰膜截留；水中陰離子向正極方向遷移透過陰膜，被濃室中的陽膜截留。這樣，通過淡室的水中離子數(shù)逐漸減少，成為淡水；而濃室的水中，由于陰陽離子不斷涌進(jìn)，電介質(zhì)離子濃度不斷升高，成為濃水，從而達(dá)到淡化、提純、濃縮或精制的目的。

三、系統(tǒng)特點(diǎn)

EDI 系統(tǒng)在制藥、半導(dǎo)體、電力和表面清洗等工業(yè)中得到了大力的發(fā)展，同時(shí)在廢水處理、飲料及微生物等領(lǐng)域也得到廣泛使用。

EDI 設(shè)備是應(yīng)用在反滲透系統(tǒng)之后，取代傳統(tǒng)的混床離子交換技術(shù)（MB - DI）生產(chǎn)穩(wěn)定的超純水。EDI 技術(shù)與混合離子交換技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)：

①水質(zhì)穩(wěn)定；

②容易實(shí)現(xiàn)全自動控制；

③不會因再生而停機(jī)；

④不需化學(xué)再生；

⑤運(yùn)行費(fèi)用低；

⑥廠房面積小；

⑦無污水排放。

EDI 工作原理：EDI 模塊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 模塊中將一定數(shù)量的 EDI 單元間用格板隔開，形成濃水室和淡水室。又在單元組兩端設(shè)置陰/陽電極。在直流電的推動下，淡水室水流中的陰陽離子分別穿過陰陽離子交換膜進(jìn)入到濃水室而在淡水室中去除，通過濃水室的水將離子帶出系統(tǒng)，成為濃水。EDI 設(shè)備一般以二級反滲透（RO）純水作為 EDI 給水。RO 純水電阻率一般是 40 - 2μS/cm（25℃），EDI 純水電阻率可以高達(dá) 18 MΩ·cm（25℃）。但是根據(jù)去離子水用途和系統(tǒng)配置設(shè)置，EDI 超純水適用于制備電阻率要求在 1 - 18.2MΩ·cm（25℃）的純水。

四、系統(tǒng)運(yùn)行

1. 影響運(yùn)行因素

(1) EDI 進(jìn)水電導(dǎo)率的影響

在相同的操作電流下，隨著原水電導(dǎo)率的增加，EDI 對弱電解質(zhì)的去除率減小，出水的電導(dǎo)率也增加。如果原水電導(dǎo)率低，則離子的含量也低，而低濃度離子使得在淡室中樹脂和膜的表面上形成的電動勢梯度也大，導(dǎo)致水的解離程度增強(qiáng)，極限電流增大，產(chǎn)生的 H⁺和 OH⁻的數(shù)量較多，使填充在淡室中的陰、陽離子交換樹脂的再生效果良好。

(2) 工作電壓—電流的影響

工作電流增大，產(chǎn)水水質(zhì)不斷變好。但如果在增至最高點(diǎn)后再增加電流，由于水電離產(chǎn)生的 H⁺和 OH⁻離子量過多，除用于再生樹脂外，大量富余離子充當(dāng)載流離子導(dǎo)電，同時(shí)由于大量載流離子移動過程中發(fā)生積累和堵塞，甚至發(fā)生反擴(kuò)散，結(jié)果使產(chǎn)水水質(zhì)下降。

(3) 濁度、污染指數(shù)（SDI）的影響

EDI 組件產(chǎn)水通道內(nèi)填充有離子交換樹脂，過高的濁度、污染指數(shù)會使通道堵塞，造成系統(tǒng)壓差上升，產(chǎn)水量下降。

(4) 硬度的影響

如果 EDI 中進(jìn)水的殘存硬度太高，會導(dǎo)致濃縮水通道的膜表面結(jié)垢，濃水流量下降，產(chǎn)水電阻率下降，影響產(chǎn)水水質(zhì)，嚴(yán)重時(shí)會堵塞組件濃水和極水流道，導(dǎo)致組件因內(nèi)部發(fā)熱而毀壞。

(5) TOC（總有機(jī)碳）的影響

進(jìn)水中如果有機(jī)物含量過高，會造成樹脂和選擇透過性膜的有機(jī)污染，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行電壓上升，產(chǎn)水水質(zhì)下降。同時(shí)也容易在濃縮水通道形成有機(jī)膠體，堵塞通道。

(6) 進(jìn)水中 CO₂的影響

進(jìn)水中 CO₂生成的 HCO₃⁻是弱電解質(zhì)，容易穿透離子交換樹脂層而造成產(chǎn)水水質(zhì)下降。

(7) 總陰離子含量（TEA）的影響

高的 TEA 將會降低 EDI 產(chǎn)水電阻率，或需要提高 EDI 運(yùn)行電流，而過高的運(yùn)行電流會導(dǎo)致系統(tǒng)電流增大，極水余氯濃度增大，對極膜壽命不利。

另外，進(jìn)水溫度、pH 值、SiO₂以及氧化物亦對 EDI 系統(tǒng)運(yùn)行有影響。

2. 進(jìn)水水質(zhì)控制

(1) 進(jìn)水電導(dǎo)率的控制

嚴(yán)格控制前處理過程中的電導(dǎo)率，使 EDI 進(jìn)水電導(dǎo)率小于 40μS/cm，可以保證出水電導(dǎo)率合格以及弱電解質(zhì)的去除。

(2) 工作電壓—電流的控制

系統(tǒng)工作時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)墓ぷ麟妷?/span>—電流。同時(shí)由于 EDI 凈水設(shè)備的電壓—電流曲線上存在一個(gè)極限電壓—電流點(diǎn)的位置，與進(jìn)水水質(zhì)、膜及樹脂的性能和膜對結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。為使一定量的水電離產(chǎn)生足夠量 H⁺和 OH⁻離子來再生一定量的離子交換樹脂，選定的 EDI 凈水設(shè)備的電壓—電流工作點(diǎn)必須大于極限電壓—電流點(diǎn)。

(3) 進(jìn)水 CO₂的控制

可在 RO 前加堿調(diào)節(jié) pH，最大限度地去除 CO₂，也可用脫氣塔和脫氣膜去除 CO₂。

(4) 進(jìn)水硬度的控制

可結(jié)合除 CO₂，對 RO 進(jìn)水進(jìn)行軟化、加堿；進(jìn)水含鹽量高時(shí)，可結(jié)合除鹽增加一級 RO 或納濾。

(5) TOC 的控制

結(jié)合其他指標(biāo)要求，增加一級 RO 來滿足要求。

(6) 濁度、污染指數(shù)的控制

濁度、污染指數(shù)是 RO 系統(tǒng)進(jìn)水控制的主要指標(biāo)之一，合格的 RO 出水一般都能滿足 EDI 的進(jìn)水要求。

(7) Fe 的控制

運(yùn)行中控制 EDI 進(jìn)水的 Fe 低于 0.01mg/L。如果樹脂已經(jīng)發(fā)生了“中毒”，可以用酸溶液作復(fù)蘇處理，效果比較好。