杨景利 / 化学 / 读书笔记9:电渗析(EDI)

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读书笔记9:电渗析(EDI)

2016-11-07  杨景利
   

本节内容主要介绍电渗析除盐的原理及应用。

    EDI装置是利用混合离子交换树脂吸附给水中的阴、阳离子,同时被吸附的离子又在直流电压的作用下,分别透过阴、阳离子交换膜而被去除的过程。此过程离子交换树脂不需要酸碱再生,能生产出电阻率高达10MΩ.cm的超纯水。


    EDI组件中将一定数量的EDI单元间用网状网隔开,形成浓水室。又在单元组两端设置阴/阳离子分别穿过阴、阳离子交换膜进入浓水室而被去除。而通过浓水室的水将离子带出系统,成为浓水。

    典型的EDI系统涉及这样一个处理工序:预处理-RO-EDI,EDI使用普通的离子交换树脂连续的从水中除去离子。由于EDI是运用电流对树脂进行连续再生,因而它完全不用定期进行化学再生。


    典型EDI膜堆是由夹在两个电极之间的一定对数的单元组成。在每个单元内都有两类不同的室:待除盐的淡水室和收集所除去杂质离子的浓水室。淡水室中用混匀的阴、阳离子交换树脂填满,这些树脂位于两个膜之间;只允许阳离子透过的阳离子交换膜及只允许阴离子透过的阴离子交换膜。


    树脂床利用加在室两端的直流电进行连续再生,电压使水中的水分子分解成H+及OH-,水中的这些离子受相应电极的吸引,穿过阴、阳离子交换树脂向所对应膜的方向迁移,当这些离子透过交换膜进入浓室后,H+和OH-结合成水。这种H+和OH-的产生及迁移正是树脂得以实现连续再生的机理。

   当进水中的Na+及Cl-等杂质离子吸附到相应的离子交换树脂上时,这些杂质离子就会发生像普通混床内一样的离子交换反应,并相应的置换出H+及OH-。一旦在离子交换树脂上时,这些杂质离子由于相邻隔室交换膜的阻挡作用而不能向对应电极的方向进一步迁移,因此杂质离子得以集中到室中,然后可将这种含有杂质离子的浓水排出膜堆。


    在典型的EDI系统中,进水的90%-95%直接通过淡水,5%-10%的进水被水分配进浓水室。浓水用泵打循环并使其在膜堆中达到较高的流速,这样可以起到提高除盐效率、促进水流的混合、降低可能的结垢等作用。浓缩离子可以通过从浓水循环回路中排除一定比例的水后而从膜堆中除去。这种pH-5-8的水可以回收或直接打回到预处理系统的入口,在电去离子的过程中将进水中的杂质离子除去后即得高品质的除盐水。

点击阅读上一篇:读书笔记8:离子交换设备






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