一種將傳統(tǒng)的電滲析和離子交換器相互結(jié)合在一起的除鹽裝置，該裝置取傳統(tǒng)電滲析和離子交換器兩者之長(zhǎng)，彌補(bǔ)對(duì)方之短，即利用電滲析極化而發(fā)生水電離產(chǎn)生H+和OH-離子實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂再生來(lái)克服樹(shù)脂失效后通過(guò)化學(xué)藥劑再生的缺陷，因而電除鹽技術(shù)是一種完美的除鹽工藝，是替代混合離子交換器的最佳設(shè)備。EDI設(shè)備由于其能耗低、產(chǎn)水量大、脫鹽率高、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、化工、食品、硬水軟化、海水淡化等方面。

1、EDI工藝的詳細(xì)描述

來(lái)自地下水源的水中含有鈉、鈣、鎂、氯化物、硝酸鹽、碳酸氫鹽、二氧化硅等溶解鹽。這些鹽由帶負(fù)電的離子（anion）和帶正電的離子（cation）組成。99%以上的離子都可以通過(guò)恰當(dāng)?shù)姆礉B透（RO）處理得以去除。城市的水源還含有微量金屬、溶解氣體（如CO2）和其它微弱電離的化合物，這些雜質(zhì)在工業(yè)應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中必須去除（如硼和硅）。
RO滲透水（EDI進(jìn)水）的電導(dǎo)率一般在4-20µS/cm，即電阻率在50-250kΩ.cm之間。而根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，超純水或去離子水的電阻率一般在2-18.2MΩ.cm之間變化。
EDI技術(shù)是將電滲析和離子交換相結(jié)合的除鹽新工藝，該設(shè)備取電滲析和混床離子交換兩者之長(zhǎng)，彌補(bǔ)對(duì)方之短，即可利用離子交換做深度處理，且不用藥劑進(jìn)行再生，利用電離產(chǎn)生的H+和OH-，達(dá)到再生樹(shù)脂的目的。
EDI的工作過(guò)程通過(guò)交換羥基離子或氫氧根離子去除不想要的離子，然后將這些離子輸送到廢水流中。離子交換反應(yīng)在組件的純化室中進(jìn)行，在那里陰離子交換樹(shù)脂釋放出氫氧根離子（OH-）而從溶解鹽（如氯化物、Cl-）中獲得陰離子。同樣，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂釋放出氫離子（H+）而從溶解鹽中(如鈉、Na+)獲得陽(yáng)離子。
一個(gè)直流（DC）電場(chǎng)通過(guò)放置在組件一端的陽(yáng)極（+）和陰極（-）施加。電壓驅(qū)動(dòng)這些被吸收的離子沿著樹(shù)脂球的表面移動(dòng)，然后穿過(guò)薄膜進(jìn)入濃水室。
帶負(fù)電的陰離子（如OH-、Cl-）被吸引到陽(yáng)極（+）。這些離子穿過(guò)陰離子選擇性薄膜，進(jìn)入相鄰濃水室，而不會(huì)穿過(guò)相鄰的陽(yáng)離子選擇性薄膜并滯留在濃水室，而且得以妥善處理。在淡水室中帶正電的陽(yáng)離子（如H+、Na+）被吸引到陰極（-）。這些離子穿過(guò)陽(yáng)離子選擇性薄膜進(jìn)入臨近的濃水室，他們?cè)谀抢锉慌R近的陰離子選擇性薄膜阻擋，同時(shí)得以妥善處理。
在濃水室中，仍然維持電中性。從兩個(gè)方向輸送過(guò)來(lái)的離子彼此相互中和。從電源流過(guò)來(lái)的電流跟移動(dòng)離子的數(shù)目成比例。兩股水流（H+和OH-）趨勢(shì)離子都被輸送并且被加到所要求的電流之中。
水流流過(guò)兩種不同類(lèi)型的腔體，純化室中的離子就會(huì)耗盡，同時(shí)被收集到鄰近的濃水流之中，這就從組件中帶走了被去除的離子。
在純化室和（或）濃水室中使用離子交換樹(shù)脂是Canpure EDI技術(shù)和專(zhuān)利的一個(gè)關(guān)鍵。在純化室中還會(huì)發(fā)生一個(gè)重要現(xiàn)象，在電勢(shì)梯度高的特定區(qū)域，電化學(xué)“分解”能夠使水產(chǎn)生大量的H+和OH-離子。這些區(qū)域中產(chǎn)生的H+和OH-離子在混合的離子交換樹(shù)脂中可以使樹(shù)脂不斷再生，并且形成不需要外加化學(xué)試劑的薄膜。

2、EDI的組件結(jié)構(gòu)

（1）淡水室  將離子交換樹(shù)脂填充在陰、陽(yáng)離子交換膜之間形成淡水單元。
（2）濃水室  在相鄰淡水單元的陰陽(yáng)離子交換膜之間添加樹(shù)脂，形成濃水室。
（3）極水室  在電極板與相鄰離子交換膜中間添加樹(shù)脂，形成極水室。一個(gè)組件中有正、負(fù)兩個(gè)極水室。
（4）絕緣板和壓緊板
（5）電源及水路連接

EDI在傳統(tǒng)EDI技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了革命性的創(chuàng)新，使得EDI的給水條件大大放寬，運(yùn)行大大簡(jiǎn)化，運(yùn)行費(fèi)用大大降低。

3、EDI組件的優(yōu)勢(shì)

專(zhuān)利的DowTM EDI組件采用螺旋式膜與離子交換樹(shù)脂共同密封在高強(qiáng)度壓力容器內(nèi)的結(jié)構(gòu)。DowTM EDI性能穩(wěn)定，產(chǎn)水電阻率能高達(dá)18+MΩ-cm以上，并有極強(qiáng)的硅和硼去除能力，是能實(shí)現(xiàn)除鹽水深度除鹽處理的真正經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品。 
DowTM 螺旋卷式EDI的優(yōu)勢(shì)： 
高硬度耐受能力：DowTM EDI的專(zhuān)利濃水流態(tài)設(shè)計(jì)不同于傳統(tǒng)板框式EDI的同向流動(dòng)設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)能更好的消除引起結(jié)垢的因素，使其對(duì)進(jìn)水硬度的要求放寬到2ppm（CaCo3計(jì)）。同時(shí)由于DowTM EDI擁有的獨(dú)特的設(shè)計(jì)，EDI的前處理只需要一級(jí)RO，從而能夠有效節(jié)約總的系統(tǒng)成本。 
無(wú)滲漏：與傳統(tǒng)板框式所采取的多層機(jī)械密封方式不同，DowTM EDI簡(jiǎn)單通過(guò)頂蓋和底蓋就能夠可靠地實(shí)現(xiàn)密封，消除了板框式EDI常見(jiàn)的滲漏問(wèn)題。 
低能耗：DowTM EDI的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減少了陰極和陽(yáng)極之間的距離，因而降低去除離子所需的能耗，同時(shí)配備專(zhuān)利的整流器，使其比傳統(tǒng)的EDI節(jié)能達(dá)64%。 
低維護(hù)要求：DowTM EDI由于結(jié)垢傾向小，清洗頻率大大降低，而且不需要像傳統(tǒng)板框式EDI那樣經(jīng)常緊固螺母。與板框式EDI相比，DowTM EDI的投資和運(yùn)行費(fèi)用都相對(duì)較低。 
更經(jīng)濟(jì)：DowTM 螺旋式EDI組件與傳統(tǒng)板框式EDI相比，由于其組合系統(tǒng)投資和執(zhí)行成本都相對(duì)較低，是傳統(tǒng)離子交換混床的經(jīng)濟(jì)替代品。       
可更換性：DowTM EDI是唯一可以方便地更換樹(shù)脂和膜芯的EDI產(chǎn)品。降低用戶(hù)40%地更換費(fèi)用，更適合進(jìn)水水質(zhì)較差、樹(shù)脂和膜易受污染的工況。

4、EDI進(jìn)水條件

以下每項(xiàng)指標(biāo)均是保證EDI正常運(yùn)行的必要最低條件，為了使系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果更佳，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)提高。
給水：反滲透產(chǎn)水。
TEA（總可交換陰離子，以CaCO3計(jì)）：<35ppm。
TEA包括所有陰離子及以陰離子形式被EDI除去的物質(zhì)。由于水中所含的 CO2、SiO2和H3BO3以HCO3- / CO32-、HSiO3- / SiO32-和B(OH)4-的形式被EDI清除，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算TEA時(shí)，分別以電荷為-1.7、-1.5和-1.0計(jì)。給水中HCO3- 也有一部分是以CO32-形式被清除，在計(jì)算TEA時(shí)電荷也以-1.7計(jì)。TEA計(jì)算公式如下：
TEA=50[CCl-/35.5+2CSO42-/96+1.7CCO2/44+1.7CHCO3-/61+1.5CSiO2/60+ …]
其中所有物質(zhì)濃度均以mg/L計(jì)。
pH：6.0～9.0
當(dāng)總硬度低于0.1ppm時(shí)，EDI最佳工作的pH值范圍為8.0～9.0。
注：pH值是給水的參考指標(biāo)，它是間接反映給水CO2含量的指標(biāo)之一。
溫度：5-35°C。
進(jìn)水壓力：<0.4MPa（60psi）。
濃/極水的入口壓力一般低于產(chǎn)品水的出口壓力0.03-0.05 MPa。
硬度（以CaCO3計(jì)）：<10.0 ppm。
注意：EDI工藝需要限定進(jìn)水硬度以免結(jié)垢。在進(jìn)水硬度低于10.0 ppm時(shí)，美國(guó)GE EDI系統(tǒng)水利用率為90%。過(guò)分追求更高的水利用率意義不大，因?yàn)镋DI系統(tǒng)100%濃水和極水均可以回到反滲透之前得到再利用。
有機(jī)物（TOC）：<0.5 ppm。
氧化劑：Cl2<0.05 ppm，O3<0.02 ppm。
變價(jià)金屬：Fe<0.01 ppm，Mn<0.01 ppm。
H2S：<0.01 ppm。
二氧化硅：<0.5 ppm。
SDI 15min：<1.0。
色度：<5 APHA。
二氧化碳的總量：
電導(dǎo)率：<20μS/cm。
二氧化碳含量和pH值將明顯影響產(chǎn)品水電阻率。如果CO2 含量大于10 ppm，美國(guó)GE EDI系統(tǒng)不能制備高純度的產(chǎn)品水?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)反滲透進(jìn)水 pH 值或使用脫氣裝置來(lái)降低CO2含量。此外，二氧化碳含量過(guò)高還會(huì)增加陰離子交換膜表面碳酸根和碳酸氫根含量，增加膜表面結(jié)垢的可能性。

5、EDI運(yùn)行參數(shù)

EDI組件運(yùn)行結(jié)果取決于各種各樣的運(yùn)行條件，其中包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)、給水質(zhì)量、給水壓力等。下表列出的是較為典型的運(yùn)行條件。
 

型號(hào)	電壓（VDC）	電流（ADC）	產(chǎn)品水流量（m3/h）	濃水流量（m3/h）	極水流量（m3/h）
MK-3X	0-300	0-5.2	5	0.10-0.60	0.06-0.09

嚴(yán)重警告：當(dāng)電流通過(guò)EDI組件時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，在EDI運(yùn)行過(guò)程中必須用水流將熱量全部帶出。因此，當(dāng)EDI組件淡水、濃水水流不暢或停止時(shí)必須停止供電，否則將使EDI組件徹底燒壞。