如何进行水处理?
衡美水处理为您介绍一种经久耐用、性能卓越的水处理设备——EDI超纯水设备。
一、概述
EDI(Electrodeionization)中文称为电去离子技术,是结合了两种成熟的去离子技术——电渗析去离子技术和离子混床去离子技术的一种新型成熟水处理技术。
EDI超纯水设备是一种制作纯水的设备,使用的是电去离子技术。它通过独特的设计,使进水通过填充有可再生树脂的淡水室,使水中杂质离子被树脂吸附,从而得到纯化水。而树脂在直流电场裂解水的作用下得到无污染的再生,因此保持活性。而释放的杂质离子将在直流电场的作用下,定向移动,通过离子选择膜进入浓水室被浓水带走。
纯化过程持续的进行:纯化——>再生——>纯化…,达到持续高效生产高纯水的目的。
受成本、环境和质量因素的影响, 超纯水的生产工艺在最近的几十年内经历了很多变化。一个趋势特别明显,即减少对离子交换(IX)的依赖程度,其目的在于将化学药品使用减少到最低,并提高水的利用率。
二、发展历史
受成本、环境和质量因素的影响, 超纯水的生产工艺在最近的几十年内经历了很多变化。一个趋势特别明显,即减少对离子交换(IX)的依赖程度,其目的在于将化学药品使用减少到最低,并提高水的利用率。
反渗透(RO)技术能将水中95%-98%的离子去除,从而大大减少了酸碱的用量,但还不能完全不使用化学药品。为了制备超纯水,通常采用反渗透+混床工艺。混床离子交换技术一直作为超纯水制备的标准工艺。由于其需要周期性的再生,在再生过程中使用相应的化学药品(酸碱),已无法满足现代工业清洁生产和环保的需要。于是将电渗析技术和离子交换技术有机结合形成的EDI技术成为水处理技术的一场革命。
三、工作原理
EDI模块(膜堆)是EDI工作的核心。一个简单的EDI膜堆主要由两个电性相反的电极和多个模块单元对组成,一个膜单元对由一个填满阳离子和阴离子交换树脂的淡水室(D-室)、一个阳膜、一个阴膜、一个浓水室(C-室)组成。EDI膜堆包含多个膜单元对。在每个膜堆的内部有两个带有600V电压的电极,这是通过每个膜堆必需的电压。正极带正电压,负极带负电压,电流在正极和负极之间通过30个膜单元。任一个淡水室都包含着阳树脂和阴树脂,它相当于一个8千米厚的混床。一个阳膜朝着阴极的方向把淡水室和浓水室分开,在另外一边,阴膜也把淡水市和浓水室分开。EDI用的膜和反渗透用的膜很不相同,反渗透用的膜允许小颗粒的分子污染物和离子以及水通过,而EDI膜象离子交换树脂一样是用聚苯乙烯材料制作的,只允许带适当电荷的离子通过,水基本上不能通过。树脂通过水的分离持续的再生。
在电场中,给水中的水分子被分离成H+和OH- ,被异性电荷相吸,H+通过阳阳树脂移向阴极的方向,OH-通过阴树脂移向阳极的方向。这种H+和OH-的迁移再生了树脂,阳膜允许H+通过进入浓水室,阴膜允许 OH-通过也进入浓水室,H+和OH-结合生成生产的水。浓水室中自己水的流动将带走水中的阴阳离子。膜阻止带相反电荷的离子的进入淡水室在水流通过淡水室的过程中,离子被树脂去处,所以膜的有效侧(淡水室)就会产生纯水。
电去离子(Electrodeionization 简称EDI)是将电渗析膜分离技术与离子交换技术有机地结合起来的一种新的制备超纯水(高纯水)的技术,它利用电渗析过程中的极化现象对填充在淡水室中的离子交换树脂进行电化学再生。
EDI膜堆主要由交替排列的阳离子交换膜、浓水室、阴离子交换膜、淡水室和正、负电极组成。在直流电场的作用下,淡水室中离子交换树脂中的阳离子和阴离子沿树脂和膜构成的通道分别向负极和正极方向迁移,阳离子透过阳离子交换膜,阴离子透过阴离子交换膜,分别进入浓水室形成浓水。同时EDI进水中的阳离子和阴离子跟离子交换树脂中的氢离子和氢氧根离子交换,形成超纯水(高纯水)。超极限电流使水电解产生的大量氢离子和氢氧根离子对离子交换树脂进行连续的再生。传统的离子交换,离子交换树脂饱和后需要化学间歇再生。而EDI膜堆中的树脂通过水的电解连续再生,工作是连续的,不需要酸碱化学再生。
四、应用领域
EDI超纯水设备被制药行业、微电子行业、发电行业和实验室所普遍接受。在表面清洗、表面涂装、微电子工业、电力工业、医药工业、实验室电解行业、化工行业和太阳能光伏行业的应用也日趋广泛。
五、EDI超纯水设备技术的优点
EDI可代替传统的混合离子交换技术(MB-DI)生产稳定的去离子水。EDI技术与混合离子交换技术相比有以下优点:
1、离子交换树脂的用量少,约相当于传统离子交换法树脂用量的5%。
2、离子交换树脂不需酸,碱化学再生,节约大量酸、碱和清洗用水,大大降低劳动强度。
3、无废酸、废碱液排放,是清洁的生产技术,属环保产品。
4、过程易实现自动控制,产水水质稳定,与RO等水处理技术相结合,能形成完善的纯水、超纯水生产线。
5、产水水质高,可达到国家电子级水I级标准,电阻率为15~18MΩ·cm,细菌内毒素 含量小于0.1mg/L可完全满 足《中国药典》《美国药典》对药用水的要求。
6、有优异的除弱解离物质(如二氧化碳、硅、硼、氨等)地能力,更适用于超纯水的需要。
7、纯水生产过程连续进行,无需像离子交换床那样一套在用一套再生地重复设置。
六、运行流程如下:
原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→一级反渗透主机→中间水箱→中间水泵→EDI系统→微孔过滤器→用水点
七、工艺流程
1、预处理系统→反渗透系统→中间水箱→粗混合床→精混合床→纯水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→抛光混床→精密过滤器→用水对象 (≥18MΩ.CM)(传统工艺)。
2、预处理→反渗透→中间水箱→水泵→EDI装置→纯化水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→抛光混床→0.2或0.5μm精密过滤器→用水对象(≥18MΩ.CM)(最新工艺)。
3、预处理→一级反渗透→加药机(PH调节)→中间水箱→第二级反渗透(正电荷反渗膜)→纯水箱→纯水泵→EDI装置→紫外线杀菌器→0.2或0.5μm精密过滤器→用水对象(≥17MΩ.CM)(最新工艺)。
4、预处理→反渗透→中间水箱→水泵→EDI装置→纯水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→0.2或0.5μm精密过滤器→用水对象(≥15MΩ.CM)(最新工艺)。
5、预处理系统→反渗透系统→中间水箱→纯水泵→粗混合床→精混合床→紫外线杀菌器→精密过滤器→用水对象 (≥15MΩ.CM)(传统工艺)以上工艺各有各的优势,你可以根据你自身的情况选购适合你的工艺。随着科学的发展,很多新的工艺已经替代了旧的工艺。用反渗透法制取高纯水已经普及,也是最为现今的工艺。
八、应用领域
EDI超纯水设备应用于电池行业领域,超纯水设备在工业行业中的应该领域很是广泛。电池行业用超纯水包括蓄电池生产用纯水,锂电池生产用纯水,太阳能电池生产用纯水,蓄电池格板用纯水。电池中电解液的配备对纯水要求十分严格, 通常要求水的电导率在0.1us/cm(电阻值在10兆欧姆)以上,传统用来制备电池用超纯水的工艺是常采用阴阳树脂交换设备,该工艺的缺点在于树脂在使用一段时间以后要经常再生。
1、电子、电力、电镀、照明电器、实验室、食品、造纸、日化、建材、造漆、蓄电池、化验、生物、制药、石油、化工、钢铁、玻璃等领域。
2、化工工艺用水、化学药剂、化妆品等用纯水。
3、单晶硅、半导体晶片切割制造、半导体芯片、半导体封装 、引线柜架、集成电路、液晶显示器、导电玻璃、显像管、线路板、光通信、电脑元件 、电容器洁净产品及各种元器件等生产工艺用纯水。
4、食品工业用水:饮用纯净水、矿泉水、资料、啤酒、乳业等。
5、海水、苦咸水淡化:海岛、舰船、高盐碱地区生活用水改善。
6、楼宇、社区优质供水:星级宾馆、机场、房产物业纯水网络系统等。
7、化工行业工艺用水:化工冷却、化肥、化学药剂制造。
8、工业产品制造用水:汽车、家电涂装、涂料、油漆、精细加工清洗等。
9、电力行业锅炉补给水:热力、火力发电锅炉、中、低压锅炉动力系统 精细化工、精尖学科用水。
九、安装流程
1、在选定的位置打孔或固定超纯水设备。孔要圆滑,深度、孔距要准确,孔围不能有裂痕或缺口、毛边。
2、与自来水管连接。先关闭自来水总阀,连接超纯水设备,接口要缠生胶带,不能漏水。
3、连接浓水排放口。纯水机可将排污管直接放入排污管道,端口要留一定空间,以避免污水倒流入直饮水设备,防止排污口“虹吸”现象产生;如将直饮水设备排污管直接放入排污管道,应在排污管端装一球阀,不定时打开可起到排污作用;也可将排污管直接与原先自来水龙头相连。排污管与直饮水设备排污口一定要接好,不能漏水。
4、连接净化水出口与净化水龙头。如流量大于500升,可直接用4分管与通用龙头;如流量小于500升,可选择用4变2接头与净化水出口连接,通过2分白色PE管与2分水龙头连接。连接2分管时,先将管端口切平,再套上螺帽,然后把管塞插入PE管,插紧,将PE管超出螺帽1CM左右插入接头拧紧即可。
5、安装水龙头:如果要将水龙头装在水槽上,不锈钢水槽可用开孔器开孔,如果要将水龙头固定在墙面,可用直角龙头挂片将水龙头固定在墙面。接头接法与(4)相同,固定部分要拧紧,不能有晃动。
6、打开总进水球阀,对净水机进行调试(调试步骤详见维护与保养),观察接头是否漏水,观察期最少2个小时,可在净水机下放一块干净的干毛巾,检查是否有渗水现象。
十、注意事项
1、PP滤芯:新的滤芯是白色,如果时间长了表面会淤积泥沙,呈现褐色,表示该滤芯不能用了,用水冲洗掉表面泥沙后,可以继续使用1周左右,但不能长期使用,它的寿命一般在3—6月。
2、RO反渗透膜:用水量在10升/天以内,可以冲洗3-5次,超过10L,则多冲洗几次。如果长时间(如四周以上)不用,需要将其取出浸泡在消毒液里,避免细菌的滋生,不过该过程比较麻烦,建议经常开机用少量的水,让机器内部的水形成流通,尽量减少死水的沉积时间过长。反渗透膜的寿命一般在2-3年。
3、活性炭:活性炭主要通过吸附作用,去除水中的异味、有机物等。自来水中有余氯,对反渗透膜有很大的氧化作用,所以必须由活性炭去除。活性炭从表面上看没有直观的变化,一般在一年左右达到饱和吸附就需要更换。
4、超纯化柱:作用是对反渗透纯水进行深度脱盐,最终达到超纯水水平。纯化柱的寿命由电阻率在线来表现,低于某个特定的电阻即表示纯化柱过期。
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