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ICU純水設備
來源: 時間:2018/4/7 查看:1118次
文章摘要:EDI是一種將離子交換技術、離子交換膜技術和離子電遷移技術相結合的純水製造技術。它巧妙的將電滲析和離子交換技術相結合,利用兩端電極高壓使水中帶電離子移動,並配合離子交換樹脂及選擇性樹脂膜以加速離子移動去除,從而達到水純化的目的。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。

基本內容
EDI是一種將離子交換技術、離子交換膜技術和離子電遷移技術相結合的純水製造技術。它巧妙的將電滲析和離子交換技術相結合,利用兩端電極高壓使水中帶電離子移動,並配合離子交換樹脂及選擇性樹脂膜以加速離子移動去除,從而達到水純化的目的。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,水分子在電場作用下產生氫離子和氫氧根離子,這些離子對離子交換樹脂進行連續再生,以使離子交換樹脂保持佳狀態。

電去離子,是離子交換混合床和電滲析相結合的一種新型膜分離技術。它體現了混床和電滲析的優點,並克服了它們各自的缺點,無需酸堿,而能連續製取高品質純水,因而又稱連續去離子(continuous deionization,簡稱CDI),是一種具有革命性意義的水處理技術。


 一、 工作原理

  1.離子交換除鹽過程:所謂離子交換就是水中的離子和離子交換樹脂上的功能基團所進行的等電荷反應。它利用陰、陽離子交換樹脂上的活性基團對水中陰、陽離子的不同選擇性吸附特性,在水與離子交換樹脂接觸的過程中,陰離子交換樹脂中的氫氧根離子(OH-)同溶解在水中的陰離子(例如CI-)交換,陽離子交換樹脂中的氫離子(H+)同溶解在水中的陽離子(例如Na+)交換。從而使溶解在水中的陰、陽離子被去除,達到純化的目的。

  2.電滲析脫鹽過程:電滲析技術利用多組交替排列的陰、陽離子交換膜,這種膜具有很高的離子選擇透過性,陽膜排斥水中陰離子而吸附陽離子,陰膜排斥水中的陽離子,而吸附陰離子。在外直流電場的作用下,淡水室中的離子做定向遷移,陽離子穿過陽膜向負極方向運行,並被陰膜阻攔於濃水室中。陰離子穿過陰膜而向正極方向運動,並被陽膜阻攔於濃水室中。從而達到脫鹽的目的。

  3.EDI的脫鹽過程:EDI的核心實際上就是在電滲析的淡水室填裝了陰、陽離子交換樹脂,使淡水室的脫鹽過程發生了質的變化,它在運行過程中能同時進行著三個主要過程:(1)在直流電場作用下,水中電解質通過離子交換膜發生選擇性遷移;(2)陰陽離子交換樹脂對水中電解質進行著離子交換,並構成離子通道”;(3)離子交換樹脂界麵水發生極化所產生的H+OH-對交換樹脂進行著電化學再生。EDI對離子的脫除順序與離子交換樹脂對離子的吸附順序相同,在EDI組件中的離子交換樹脂,沿淡水流向按其工作狀態可以分為三個層麵,第一層為飽和樹脂層,第二層為混合樹脂層,第三層為保護樹脂層。

 二、EDI裝置的進水水質要求

  ICU純水設備

EDI裝置的進水必須經過前期處理,使其符合以下所列標準才能保證進水不含有對EDI裝置的膜和樹脂有害的成分。

  (1)進水總鹽量(CaCO3)<25ppm50μs/cm

  (2)TOC<0.5ppm

  (3)PH值:5.09.0

  (4)餘氯:<0.05ppm

  (5)硬度(CaCO 3 )<2.0ppm

  (6)FeMnH2S<0.01ppm

  (7)可溶矽:<0.5ppm

 三、主要技術特點與性能指標

  (1)脫鹽率大於99.9%,效率遠遠高於兩級反滲透和單純的離子交換;

  (2)較傳統的離子交換法脫鹽節約樹脂95%以上;

  (3)離子交換樹脂不需用酸堿再生,節約大量酸堿和清洗用水,降低勞動強度;

  (4)清潔生產,無廢水處理問題,利於環保;

  (5)自動化程度高,易維護,可設計成完善的膜技術高純水生產線;

  (6)產水電阻率15~18MΩ·cmpH6.5~7.0,矽<1.0ppb,徹底無菌;

  (7)占地麵積小,單一係統連續運轉,不需建設備用係統。

  四、EDI裝置與混床離子交換設備比較

  (1)產品水水質比較。EDI裝置是一個連續淨水過程,因此其產品水水質穩定,電阻率一般為15MΩ·cm,高可達18.2MΩ·cm,達到超純水的指標。混床離子交換設施的淨水過程是間斷式的,在剛剛被再生後,其產品水水質較高,而在下次再生之前,其產品水水質較差。

  (2)投資量比較。與混床離子交換設施相比EDI裝置投資量要高約20%左右,但從混床需要酸堿儲存、酸堿添加和廢水處理設施及後期維護、樹脂更換來看,兩者費用相差在10%左右。隨著技術的提高與批量生產,EDI裝置所需的投資量會大大的降低。

  (3)運行成本比較。EDI裝置運行費用包括電耗、水耗、藥劑費及設備折舊等費用,省去了酸堿消耗、再生用水、廢水處理和汙水排放等費用。

  (4)在水、電耗方麵的比較。EDI裝置約0.5kWh/t水,混床工藝約0.35kWh/t水,電耗的成本在電廠來說是比較經濟的。EDI裝置產水率高,不用再生用水,因此在此方麵運行費用低於混床。總的來說,在運行費用中,EDI裝置噸水運行成本在2.4元左右,常規混床噸水運行成本在2.7元左右,高於EDI裝置。

  五、應用範圍

  1.工業係統:藥用純水、電子級水、發電鍋爐補給水、電鍍電泳塗裝用水、感光膠片、電鍍件清洗水石油、化工、電鍍、電池、冶金、機械等工業係統中所需的工藝用水(除鹽水)

  2.醫療與實驗室領域:血液透析人工腎、氨基酸分析、細胞與組織培養、化學與生化試劑配製、緩衝液藥物製劑配製、高純試劑生產器皿衝洗液相、氣相、離子色譜、原子吸收、發射光譜、環保實驗分析


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