電去離子凈水技術是一種將電滲析和離子交換相結合的脫鹽新工藝,其英文名稱為Electrodeionization,縮寫成EDI.
50年代起,美國Walters等[1]曾首先論述過電去離子過程,并用它來進行放射性廢水的濃縮處理,但以后它在水處理脫鹽領域應用的進展不大.30多年后,millpore公司才推出以商品名為ＩｏｎｐｕｒｅＴＭＣＤＩ的*臺電去離子凈水器;同時又研制出按電去離子原理工作的ＥＬＩＸ組件,將它作為Ｍｉｌｌｉ-ＲＸＴＭ分析級純水器配件一起投放市場.1990年,Ｉｏｎｐｕｒｅ公司又制造出改進組件[2].近年來,加拿大Ｅ-Ｃｅｌｌ公司還推出EDI產(chǎn)品組件Ｅ-ＣｅｌｌＴＭ,并組合成zui大產(chǎn)水量達450ｍ3/ｈ的整套裝置.據(jù)報道,目前采用EDI脫鹽與采用混床相比,在上兩者售價已不相上下.使用EDI脫鹽的用戶數(shù),歷年成指數(shù)曲線增長.電去離子凈水技術在水處理脫鹽領域內(nèi)已得到工業(yè)應用和推廣.
我國稱電去離子凈水技術為填充床電滲析.核工業(yè)部原子能研究所、國家海洋局杭州水處理中心和742廠等一些單位,從70年代起,曾作過填充床電滲析試驗裝置及相關技術的研究,也取得一些科研成果.但遺憾的是由于種種原因,使我國填充床電滲析技術停步不前,停滯了10多年,以致商品化的填充床電滲析器至今尚未面世.
EDI,除能連續(xù)出水外,一不需化學藥劑(酸、堿、鹽)再生,從而不污染環(huán)境;二可無人值守,從而為實現(xiàn)自動化創(chuàng)造條件;三適應性廣,從而可用于各行各業(yè)用水處理;四運行成本低,經(jīng)濟性好,易于普及推廣.國外一些專家的論證與分析[3]表明,在當今的水處理脫鹽系統(tǒng)中,采用反滲透(RO)與EDI組合工藝,可確保獲得*的水處理工藝性能,其經(jīng)濟性也不錯,為這種組合工藝的推廣,提供了良好的發(fā)展前景.
采用一般的電滲析脫鹽處理來制取超純水的進程中,當?shù)胰芤褐须娊赓|離子的濃度極低時,電滲析過程就難以再進行下去.當電解質濃度過低時,溶液電阻升高,耗電量增加,效率下降,以至實際上無法用一般的電滲析脫鹽來制得高質量的純水.通常,采用電滲析脫鹽與離子交換聯(lián)合脫鹽來制取超純水,即將電滲析作為前處理,進行脫鹽的粗加工,用它脫去原水含鹽量的80%～90%,再用離子交換作為精加工,來脫除余下的10%～20%.這樣,既發(fā)揮電滲析器脫鹽能量消耗低、不使用酸堿、無污染、制水成本低等優(yōu)點,又減輕了離子交換器的負擔.從而,離子交換器的工作周期延長,再生次數(shù)減少,再生劑的總耗量大幅度降低,節(jié)約了能源,大幅度地減少了廢酸堿的排放.這種電滲析與離子交換聯(lián)合脫鹽是屬于兩者外表的串聯(lián)結合.
填充床電滲析是屬另一種結合,即電滲析與離子交換兩者內(nèi)在的合成一體的結合,所謂填充床電滲析器就是在電滲析器中的淡水室填裝了陰、陽混合離子交換劑(顆粒、纖維或編織物),將電滲析和離子交換置于一種容器中,兩者內(nèi)在地聯(lián)合成一體.由于純水中離子交換劑的導電能力比一般所接觸的水要高2～3個數(shù)量級,由于交換劑顆粒不斷發(fā)生交換作用與再生作用而構成了"離子通道",結果使淡水室體系(溶液、交換劑和膜)的電導率大大增加,從而減弱了電滲析器的極化現(xiàn)象,提高了電滲析器的極限電流,達到高度淡化.
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