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一、什么是EDI
EDI全称是"electrodeionization",中文全称:“电去离子”、或是“连续电去离子”、“连续电除盐”等,早期国内也称之为“填充床电渗析”。
EDI是一种将电渗析与离子交换有机地结合在一起的膜分离深度除盐技术,属高科技绿色环保技术。它利用电渗析过程中的极化现象对离子交换填充床进行电化学再生,以直流电压为驱动力,利用混合离子交换树脂的离子吸附的交换作用和阴阳离子交换膜的选择透过性,使一水体中的阴阳离子分别通过阴阳离子交换膜迁移到另一水体中而得到纯化的分离过程。这一过程离子交换树脂是连续电再生的,因此不需要使用外加的酸和碱对之再生,(25℃)的超纯水。这种新技术完全可以替代传统的离子交换技术(如:混合离子交换器)。
二、Electropure EDI原理
基本原理
EDI是利用阴、阳离子膜,采用对称堆放的形式,在阴、阳离子膜中间夹着阴、阳离子树脂,水中的离子首先被树脂捕捉,阴阳离子分别在直流电压的作用下,向不同的方向迁移,离子通过相应的离子膜而到达膜的另一侧,使水得到纯化。而同时在电压梯度的作用下,水会发生电解产生大量H+和OH-,这些H+和OH-对离子膜中间的阴、阳离子交换树脂不断地进行了再生。由于EDI不停的进行交换一一再生,使得水的纯度越来越高,所以,最终产生了高纯度的超纯水。
三股独立水流
Electropure EDI模块将进水流分成了三股独立的水流:
(最高水回收率达99%)
(通常5~10%,可以循环回流到RO进水)
(1%,阳极和阴极的水排放)
离子选择性膜
阴离子选择性膜可以透过阴离子而不能透过阳离子
阳离子选择性膜可以透过阳离子而不能渗透过阴离子
树脂离子交换技术
    Electropure EDI从水中去除不想要的离子是通过在淡水室中将它们吸附在离子交换树脂上,然后将这些离子输送到浓水室中。在模块的淡水室中,阴离子交换树脂释放出氢氧根离子(OH-)与溶解盐中的阴离子(如:Cl-)交换。同样,阳离子交换树脂释放出氢离子(H+)与溶解盐中的阳离子(如:Na+)交换。
离子迁移
    通过放置在组件两个末端的阳极(+)和阴极(-)建立一个直流(DC)电场。直流电场牵引或排斥这些吸附的离子,驱动这些被吸附的离子沿着树脂球的表面移动,然后穿过薄膜进入到浓水室。
水电解和树脂再生
    在淡水室中的离子交换树脂还会发生一个重要现象,在电压梯度高的特定区域,通过水的电化学“分解”能够产生大量的H+和OH-离子。这些区域中产生的H+和OH-离子在混合离子交换树脂中可以使树脂和膜连续不断得到再生,并且不需要添加化学试剂。
电化学反应产生气体
阳极处的氧化反应产生O2、Cl2
阴极处的还原反应产生H2
 
Electropure EDI各种离子去除特性
在EDI除盐过程中用相同的效率并不能去除所有的离子。这个事实会影响产品水的质量和纯度。
1)首先去除简单离子
离子以电荷最大、质量最小和树脂对其吸附能力最大的去除效率最高。
这些典型的离子包括: H+、OH-、Na+、Cl-、Ca2+和SO42- (和一些相似的离子)。在EDI模块的第一个区域,相较其它离子,这些离子优先被去除。这些离子的数量直接影响到其它离子的去除。当H+和OH-离子变得平衡后,。
EDI模块的第一个区域被称为“工作床”。
2)其次去除中等强度离子和极化离子(例如,CO2)
CO2是最常见的EDI进水组成。CO2有着复杂的化学发应,依据其H+离子当地区域的浓度,被认为是可以适度的离子化:CO2 + H2O = H2CO3 = H+ + HCO3- = 2H+ + CO32-,大部分CO2以重碳酸盐(HCO3-)形式存在。重碳酸盐被阴离子树脂微弱地吸附,如此仍然不能与“简单”离子(例如Cl-、和SO42-) 相抗衡。在EDI模块的第二个区域, CO2 (包括它所有的形式)相较于强度更加微弱的离子优先被去除。EDI进水中CO2和HCO3-的数量强烈影响EDI产品水最终的电阻率以及二氧化硅和硼的去除效率。
3)最后去除强度微弱的离子(例如:溶解的二氧化硅和硼)
对于类似二氧化硅分子物质的离子化能力相当微弱,并且难吸附在离子交换树脂上,使用任何反电离过程都很难将之去除。
如果已经去除了所有的“简单”离子,并且去除了所有CO2,EDI模块就能集中去除电离能力微弱的物质种类。在模块第三个区域的停留时间非常重要。停留时间越长,去除效率就越高。第三个区域较长的停留时间,需要RO产品水的电导率达到最小(去除大量“简单”离子),同时使RO产水中CO2的数量最少化。