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二級反滲透&EDI超純水設備
 

電去離子(Electrodeionization 簡稱EDI)是將電滲析膜分離技術與離子交換技術有機地結合起來的一種新的製備超純水(高純水)的技術,它利用電滲析過程中的極化現象對填充在淡水室中的離子交換樹脂進行電化學再生。
EDI膜堆主要由交替排列的陽離子交換膜、濃水室、陰離子交換膜、淡水室和正、負電極組成。在直流電場的作用下,淡水室中離子交換樹脂中的陽離子和陰離 子沿樹脂和膜構成的通道分別向負極和正極方向遷移,陽離子透過陽離子交換膜,陰離子透過陰離子交換膜,分別進入濃水室形成濃水。同時EDI進水中的陽離子 和陰離子跟離子交換樹脂中的氫離子和氫氧根離子交換,形成超純水(高純水)。超極限電流使水電解產生的大量氫離子和氫氧根離子對離子交換樹脂進行連續的再 生。傳統的離子交換,離子交換樹脂飽和後需要化學間歇再生。而EDI膜堆中的樹脂通過水的電解連續再生,工作是連續的,不需要酸堿化學再生。
我公司專業生產工業用水製水設備(高純水、超純水設備),可根據你的需要定製各種型號;廣泛應用於光學、液晶、機械、電子、半導體、醫藥、電鍍等行業。



高純度水對許多工商業工程非常重要,比如:半導體製造業和製藥業。以前這些工業用的純淨水是用離子交換獲得的。然而,膜係統和膜處理過程作為預處理過程或離子交換係統的替代品越來越流行。如電除鹽過程(EDI)之類的膜係統可以很幹淨地去除礦物質並可以連續工作。而且,膜處理過程在機械上比離子交換係統簡單得多,並不需要酸、堿再生及廢水中和。EDI處理過程是膜處理過程中增長最快的業務之一。EDI帶有特殊水槽,水槽裏的液流通道中填充了混床離子交換樹脂。
EDI超純水技術具有技術先進、操作簡便、無汙染,是清潔生產技術,在微電子工業、電力工業、醫藥工業、化工工業和實驗室等領域得到日趨廣泛的應用。





受成本、環境和質量因素的影響, 超純水的生產工藝在最近的幾十年內經曆了很多變化。一個趨勢特別明顯,即減少對離子交換(IX)的依賴程度,其目的在於將化學藥品使用減少到最低,並提高水的利用率。
反滲透(RO)技術能將水中95%-98%的離子去除,從而大大減少了酸堿的用量,但還不能完全不使用化學藥品。為了製備超純水,通常采用反滲透+混床 工藝。混床離子交換技術一直作為超純水製備的標準工藝。由於其需要周期性的再生,在再生過程中使用相應的化學藥品(酸堿),已無法滿足現代工業清潔生產和 環保的需要。於是將電滲析技術和離子交換技術有機結合形成的EDI技術成為水處理技術的一場革命。



采用二級反滲透預處理+EDI製作超純水,其電導率一般可達到15MΩ.CM以上,工業上廣泛應用於電廠鍋爐、軍工、醫藥、電子、機械等工業領域.在此著重對二級反滲透+EDI水處理係統的原理及其工藝流程進行了闡述.采用二級反滲透+EDI技術,自動化程度高,製水量大,水質好(成品水電阻率在15MΩ.CM以上)等特點。
現將其工藝流程介紹如下:市政自來水→原水箱→原水泵→石英砂過濾器→活性炭過濾器→保安過濾器→一級增壓泵→一級RO反滲透→中間水箱→二級增壓泵→二級RO反滲透→純水箱→純水泵→0.45μ精密過濾器→EDI裝置→出水(EDI產水電阻率≥15MΩ?CM)
1.多介質過濾:該階段的主要任務是將自來水進行粗過濾,為進入反滲透膜做準備,保證在進入反滲透膜之前達到一定的水質,以保護反滲透膜的使用效果和使用壽命。該過程為將原水箱的自來水經過細砂,活性碳及精密過濾器的過濾,將水中的雜質,有機物,膠體,懸浮物等去除,防止這些大顆粒雜質進入反滲透膜後堵塞反滲透膜。經過粗過濾,水質有了一定的提高。並允許進入下一個環節。
2. 一級反滲透:經過粗過濾的水再經過反滲透膜即為一級反滲透,反滲透膜為半透膜,能夠阻止Ga2+,Mg2+,Fe-2 ,SO4-2,Cl-1,Na+等大離子通過,為保證反滲透的效果和保護反滲透膜,必須向反滲透容器中不斷加入阻垢劑,同時必須保證水溫在25℃以上,(冬季使用蒸汽熱交換器)並保證一定的水壓,(使用立泵)在一定的壓力下,含離子水被擠壓通過反滲透膜,從而形成兩種水,凡是通過反滲透膜的水即成品水進入下一個環節,而未經過反滲透膜的水被排出,經過一級反滲透處理的水再進入下一個環節———二級反滲透。
3. 二級反滲透:二級反滲透的原理與一級反滲透相同,其作用是進一步去除水中的鹽分,(Ga2+,Mg2+,Fe-2 ,SO4-2,Cl-1,Na+等離子)使得水質進一步提高,經過二級反滲透後,水質電導率可以接近1MΩ.CM。經過一、二級反滲透預處理後,最後保留下來的水成為EDI的給水,而未經過反滲透膜的水(濃水)被及時排出。
4. EDI(Electro deionization)處理:經過二級反滲透的水被儲存在中間水箱,其99%以上的離子已經被除去,但要想進一步提高水質,製造出超純水,除去溶解在水中的微量元素和CO2等還必須經過電滲析,即E DI處理,其原理如下,EDI即連續電除鹽,是利用混合離子交換樹脂吸附給水中的陰陽離子,同時這些被吸附的離子又在直流電壓的作用下,分別透過陰陽離子交換膜而被去除的過程。這一過程中離子交換樹脂是被電連續再生的,因此不需要使用酸和堿對之再生。這一技術可以替代傳統的離子交換裝置,生產出電阻率高達18MΩ.CM的超純水。該工藝技術被稱為是水處理工業的革命。與傳統的離子交換相比,EDI具有以下優點:EDI無需化學再生;EDI再生時不需要停機;提供穩定的水質;能耗低;操作方便,勞動強度小;運行費用低。


1.EDI的給水處理:給水預處理對於EDI及其重要,組件的壽命、性能及維修量都取決於給水中的雜質含量,如果給EDI
提供較好的預處理水,組件的清洗率將會降低。EDI濃水一部分循環(當給水硬度低、電導率時,可以不循環),另外一部分可以返回到反滲透給水中,也可以回收作為他用或直接排至下水道。
2.EDI的組件結構:
 1)淡水室:將離子交換樹脂填充在陰、陽離子交換膜之間形成淡水單元。
 2)農水室:用網狀物將每個EDI單元隔開,形成濃水室。
 3)極水室。 
 4)絕緣板和壓緊板。
 5)電源及水路連接。
 可以將EDI並聯運行,可取得更大流量。
3.EDI過程:一般城市水源中存在鈉、鈣、鎂、氯化物、硝酸鹽、碳酸氫鹽等溶解物。這些化合物由帶負電荷的陰離子和帶正電荷的陽離子組成。通過反滲透預處理,99%以上的離子可以被除去。另外,原水中也可能包括其他微量元素、溶解的氣體(例如CO2)和一些電解質(例如硼,二氧化矽)這些雜質在工業除鹽水中必須被除掉。但是反滲透過程對於這些雜質的清除效果較差。
EDI裝置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工作原理如圖所示。 EDI組件中將一定數量的EDI單元間用網狀物隔開,形成濃水室。又在單元組兩端設置陰/陽電極。在直流電的推動下,通過淡水室水流中的陰陽離子分別穿過陰陽離子交換膜進入到濃水室而在淡水室中去除。而通過濃水室的水將離子帶出係統,成為濃水。EDI設備一般以反滲透(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15 MΩ.cm(25℃),但是根據去離子水用途和係統配置設置,EDI純水適用於製備電阻率要求在1-18.2MΩ.cm(25℃)的純水。
4.EDI的電源:所使用的直流電源應在運行電壓範圍內空調,並可以提供再生需要的電壓。直流電源的功率應滿足EDI最大電流(6A)的要求。直流電源的紋波率不能超過30%。過高的紋波率會使EDI組件在瞬間承受高於表觀有效電流/電壓,造成對組件的破壞。當多個EDI組件共用一個直流電源時,每個EDI電壓/電流應實現獨立可調。配有電壓表和電流表。同時,應當配備限流裝置。為保護EDI組件,當流經EDI組件的水流量低於某一點時,應關閉電源。
5. EDI所用儀表:
1)壓力表:測定EDI純水、濃水、極水給水壓力和出水壓力。
2)流量計:測量純水出水、濃水入水、極水入水及濃水補水的流量。
3)電導率儀:測量EDI給水和濃水入水電導率。
4)電阻率儀:測量EDI純水電阻率。
5)流量開關:如果流入EDI組件的純水、濃水、極水流量過低,流量開關會促使係統關閉。物、硝酸鹽、碳酸氫鹽等溶解物。這些化合物由帶負電荷的陰離子和帶正電荷的陽離子組成。通過反滲透預處理,99%以上的離子可以被除去。另外,原水中也可能包括其他微量元素、溶解的氣體(例如CO2)和一些弱電解質(例如硼,二氧化矽)這些雜質在工業除鹽水中必須被除掉。但是反滲透過程對於這些雜質的清除效果較差。EDI裝置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工作原理如圖所示。 EDI組件中將一定數量的EDI單元間用網狀物隔開,形成濃水室。又在單元組兩端設置陰/陽電極。在直流電的推動下,通過淡水室水流中的陰陽離子分別穿過陰陽離子交換膜進入到濃水室而在淡水室中去除。而通過濃水室的水將離子帶出係統,成為濃水。EDI設備一般以反滲透(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15 MΩ.cm(25℃),但是根據去離子水用途和係統配置設置,EDI純水適用於製備電阻率要求在1-18.2MΩ.cm(25℃)的純水。4.EDI的電源:所使用的直流電源應在運行電壓範圍內空調,並可以提供再生需要的電壓。直流電源的功率應滿足EDI最大電流(6A)的要求。直流電源的紋波率不能超過30%。過高的紋波率會使EDI組件在瞬間承受高於表觀有效電流/電壓,造成對組件的破壞。當多個EDI組件共用一個直流電源時,每個EDI電壓/電流應實現獨立可調。配有電壓表和電流表。同時,應當配備限流裝置。為保護EDI組件,當流經EDI組件的水流量低於某一點時,應關閉電源。






純水的保存和給水

經過EDI處理後的水即可為成品水,進入純水箱保存,為保證水質,一般采用氮封的辦法,即從純水箱頂部充入氮氣。給水後,液位電磁閥與PLC配合,當純水箱的水位低於最低水位時,PLC啟動製水程序,整個係統開始製水,直到純水箱水位達到最高水位,係統停止製水,如此循環往複,始終保持純水箱裏有一定的水位。


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