EDI连续电除盐手册.docx
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EDI连续电除盐手册
EDI连续电除盐手册
注意！
1. 在操作和维护组件时必须始终遵守本使用手册中的有关规定
2. 必须完全理解本手册内容并经过相关技术培训才能使用组件
3. 对于不符合本手册要求所造成的损失，制造商不承担任何责任
4. 组件在使用期间出现异常现象，用户不得自行拆装，应立即通知售后服务商
5. 我们保留不断改进产品的权利，如有变动恕不另行通知
目录
目录。
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2
第一章 EDI技术介绍。
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5
1.1 EDI技术本质。
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1.2技术是水处理工业的革命。
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1.3EDI过程 。
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1.4EDI的应用领域。
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7
第二章组件简介。
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2.2EDI的组件结构。
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2.3EDI的组件优势。
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第三章运行条件。
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9
3.1运行参数。
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3.2运行电流及运行电压。
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9
3.2.1供电。
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9
3.2.2纯水质量与电流的关系。
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10
3.2.3电流与给水水质的关系。
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3.2.4稳定运行状态。
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3.3给水要求。
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11
3.4给水TEA与电导率。
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13
3.5污染物对除盐效果的影响。
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13
3.6浓水循环系统。
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14
3.7系统加盐系统。
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3.8离子性质与运行参数的关系。
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3.8.1离子大小。
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3.8.2离子电荷。
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15
3.8.3离子相对树脂的选择参数。
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16
3.8.4弱带电物质。
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3.9温度与运行参数的关系。
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16
3.9.1压力损失与温度的关系。
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16
3.9.2水质与温度的关系。
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17
3.9.3电阻率仪表的温度补偿。
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3.10流量与运行参数的关系。
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18
3.10.1压力损失与流量的关系。
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18
3.10.2极水压力损失。
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18
3.10.3浓水压力损失。
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18
3.10.4给水-纯水的压力损失。
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18
3.11纯水对浓水压差对水质和内部泄露的影响。
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19
3.12优化运行条件。
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19
第四章包括EDI的水处理全系统设计。
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20
4.1EDI给水处理。
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20
4.1.1反渗透系统。
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20
4.1.2软化器。
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20
4.1.3脱气装置。
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20
4.1.4沉淀物滤器。
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21
4.2EDI系统流程。
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21
4.3EDI系统保护和控制。
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21
4.4EDI系统组成。
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22
4.4.1电源。
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22
4.4.2EDI组件。
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22
4.4.3控制中心。
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22
4.4.4仪表。
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23
第五章安装注意事项。
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24
5.1安全。
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24
5.2组件安装。
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24
5.3组件方向。
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25
5.4管件的连接。
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25
5.5接地。
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26
5.6电源连接和接线。
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27
5.7隔板间距。
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27
第六章组件的清洗和维护。
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28
第七章系统运行操作。
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29
7.1开机准备。
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29
7.2组件启动。
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29
7.3关机。
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第八章组件的故障处理。
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附录1浓水侧结垢酸清洗工艺。
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附录2淡水侧有机物污染的清洗。
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附录3膜块的除菌清洁过程。
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附录4膜块的再生过程。
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附录5保修条款。
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附录6术语汇编。
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附录7EDI系统测试/运行记录表。
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附录8EDI系统流程图。
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第一章 EDI技术介绍
1.1 EDI技术本质
连续电除盐是利用混合离子交换树脂吸附给水中的阴阳离子，同时这些被吸附的离子又在直流电压的作用下，分别透过阴阳离子交换膜而被去除的过程，此过程离子交换树脂不需要用酸和碱再生，这一新技术可以代替传统的离子交换装置，生产出电阻率高达18MQ的超纯水。
1.2 EDI技术是水处理工业的革命
与传统离子交换相比，EDI所具有的优点：
EDI无需化学再生，节省酸和碱
EDI可以连续运行
提供稳定的水质
操作稳定的水质
操作管理方便，劳动强度小
运行费用底
利用反渗透技术进行一次除盐，再用EDI技术进行二次除盐就可以彻底使纯水制造过程连续化避免使用酸碱再生。
因此，EDI技术给水处理技术带来了革命性的进步。
1.3 EDI过程
一般自然水源中存在钠、钙、镁、氯化物、硝酸盐、碳酸氢盐等溶解物。
这些化合物由带负电荷的阴离子和带正电荷的阳离子组成。
通过反渗透的处理，95%-99%以上的离子可以被去除。
RO纯水（EDI给水）电阻率的一般范围是0.05-1.0。
另外。
原水中也可能包括其它微量元素、溶解的气体（例如二氧化碳）和一些弱电解质，这些杂质在工业除盐水中必须被除掉。
但是反渗透过程对于这些杂质的清除效果较差。
因此，EDI的作用就是通过除去电解质的过程，将水的电阻率从0.05-1.0提高到5-18。
图1表示了EDI的工作过程。
在图中离子交换膜用竖线表示，并标明他们允许通过的离子种类。
这些离子交换膜是不允许水穿过的，因此，她们可以隔绝淡水和浓水水流。
离子交换膜和离子交换树脂的工作原理相近，可以选择性的透过离子，其中阴离子交换膜只允许阴离子透过，不允许阳离子透过；而阳离子交换膜只允许阳离子透过，不允许阴阳离子透过。
在一对阴阳离子交换膜之间充填混合离子交换树脂就形成了一个EDI单元。
阴阳离子交换膜之间由混合离子交换树脂占据的空间被称为淡水室。
将一定数量的EDI单元罗列在一起，使离子交换膜和阳离子交换膜交替排列，并使用网状物将每个EDI单元隔开，两个EDI单元间的空间被称为浓水室。
在给定的直流电压的推动下，在淡水室中，离子交换树脂中的阴阳离子分别向正、负极迁移，并透过阴阳离子交换膜进入浓水室，同时给水中的离子被离子交换树脂吸附而占据由于离子电迁移而留下的空位。
事实上离子的迁移和吸附是同时并连续发生的。
通过这样的过程，给水中的离子穿过离子交换膜进入到浓水室被去除成为除盐水。
带负电荷的阴离子被正极吸引而通过阴离子交换膜，进入到邻近的浓水室。
此后这些离子在连续想正极迁移中遇到邻近的阳离子交换膜，而阳离子交换膜不允许阴离子通过，这些离子即被阻隔在浓水中。
淡水流中的阳离子以类似的方式被阻隔在浓水室。
在浓水室，透过阴阳膜的离子维持电中性。
EDI组件电流量和离子迁移量成正比。
电流量由两部分组成，一部分源于被除去离子的迁移，另一部分源于水本身电离产生的H和OH离子的迁移。
在EDI组件中存在较高的电压梯度，在其作用下，水会电解产生大量的H和OH，这些就地产生的H和OH对利息交换树脂有连续再生的作用。
EDI组件中的离子交换树脂可以分为两部分，一部分称作工作工作树脂，另一部分称作抛光树脂，二者的界限称为工作前沿。
工作树脂承担着除去大部分离子的任务，而抛光树脂则承担着去除弱电解质等较难清除离子的任务。
EDI给水的预处理是EDI实现其最优性能和减少设备故障的首要条件。
给水里的污染物会对除盐组件有负面影响，增加维护量并降低膜组件的寿命。
1.4EDI的应用领域
超纯水经常用于微电子工业、导体工业、发电工业、制药行业和实验室。
EDI纯水也可以作为制药蒸馏水、食物和饮料生产用水、化工工艺用水，以及其它超纯水应用领域。
CanpureEDI组件单件流量范围从0.5到3.6。
每个组件都有一个推荐的流量范围。
组件并行排列可以产生一个几乎无限规模的系统。
根据给水和运行的条件，组件可生产出电阻率达10-18.2的纯水。
第二章组件简介
2.2EDI的组件结构
EDI主要有以下几个部分组成
（1） 淡水室 将离子交换树脂填充在阴、阳离子交换膜之间形成淡水单元。
（2） 浓水室 用网状物将每个EDI单元隔开，形成浓水室。
（3） 极水室
（4） 绝缘板和压紧板
（5） 电源及水路连接
2.3EDI组件优势
CanpureEDI组件和其他的EDI组件相比，有下列优势：
特殊离子交换膜，交换容量高，选择性强
独特的淡水室，浓水室和极水室设计
电流效率高，底电压，低能耗
并排排列管线，连接更简单
结实的机械设计
安装，维护，运行简单
所有水陆和电源均在一侧
防水电源接头
不断追求创新
第三章运行条件
3.1运行参数
EDI组件运行结果取决于各种各样的运行条件、其中包括系统设计参数、给水质量、给水压力等。
下表列出的是较为典型的运行条件：
型号
Canpure-500
Canpure-1000
Canpure-2000
Canpure-3600
电压（VDC）
35-50
60-90
115-180
180-300
电流（ADC）
2-6
2-6
2-6
2-6
产水流量
0.4-0.7
0.9-1.2
1.8-2.2
2.8-3.6
浓水流量
0.04-0.21
0.09-0.36
0.18-0.66
00.3-1.08
极水流量
0.04-0.06
0.04-0.06
0.04-0.06
0.04-0.06
3.2运行电流及运行电压
严重警告：
当电流通过EDI模块时必须用水流将热量全部带出。
因此，当EDI淡水，浓水，极水水流不畅或停止时必须停止供电，否则将使EDI模块彻底烧坏。
3.2.1供电
直流电源是使离子从淡水市进入浓水室的推动力。
另外，局部的电压梯度使得水离解为H和OH并使这些离子迁移，由此实现组件中的树脂再生。
模块运行的电压有模块内阻和最工作电流决定。
EDI直流电源的纹波系数应小于等于5%
3.2.2纯水质量与电流的关系
获得高质量的纯水对应着一个最佳电流量。
若实际运行电流底于此电流，产品水中离子不能被完全清除，部分离子被树脂吸附，短时间内产水水质较好，当树脂失效后，产水水质大幅下降；若实际运行电流过多的高于此电流，多余的电流引起离子极化现象使产品水的电导率降低。
3.2.3电流与给水水质的关系
可以把给水中所有离子和在EDI组件中可转化成离子的物质的总和称为总可交换物TES。
TES以碳酸钙计，单位是ppm或mg/L。
TES是TEA和TEC的总和。
EDI工作电流与EDI组件中离子迁移数量成正比。
这些离子包括TES，也包括由水离解产生的H+，和OH-。
水离解产生的H+，和OH-负担着再生EDI抛光层树脂的作用，因此是必要的。
水的电离速率取决于电压梯度，因此当施加于淡水室的电压较高时，H+，和OH-迁移量也大。
值得注意的是过大的电压梯度将使离子交换膜表面产生极化，影响产品水水质。
每个组件最佳工作电流与给水的TES和纯水水质要求有关。
如果给水水质较好，运行电流量可能接近或低于2A，如果给水水质较差，运行电流可能接近6A，当水质差时，EDI无法正常工作。
由于二氧化碳和二氧化硅对TEA有贡献，因此TEA经常会大于TEC。
因而用TEA计算最佳工作电流更准确。
可以根据以下经验公式估算最佳工作电流量：
C（A）=0.22*TEA（ppm）
事实上，工作电流还与总可交换物质的组成有关，因此以上经验公式只能提供一个粗略的估算值，实际调试时的电流应根据现场实际情况仔细调试才能确定。
3.2.4稳定运行状态
运行条件改变后，组件将需要运行8-24个小时才能达到稳定状态。
稳定状态是指进出组件的离子达到物料平衡。
如果电流降低或给水离子总量增加，抛光层树脂将会吸收多余的离子。
在这种状态下，离开组件工作树脂层的离子树将小于进入组件的离子数，最后达到新的稳定状态时离子迁移速率和给水离子相协调。
此时，离子交换树脂的工作前沿将向出水端移动，抛光层树脂总量减少。
如果电压升高或给水离子浓度减小，树脂将会释放一些离子进入浓水，离开组件工作树脂层的离子数将大于进入组件的离子数，最后达到新的稳定状态时离子迁移速率和给水离子相协调。
此时，离子交换树脂的工作前沿将向给水端移动，抛光层树脂总量增加。
进出组件的离子达到物料平衡是判断EDI组件是否处于稳定运行状态的有效手段。
3.3给水要求
以下每项指标均是保证EDI正常运行的必要最底条件，为了使系统运行结果最佳，系统设计时适当提高。
给水：
二级反渗透或软化+单级反渗透产水
TEA（总可交换阴离子，以碳酸钙计）：
小于25ppm.
TEA包括所有阴离子及以阴离子形式被EDI除去的物质。
由于水中所含的二氧化碳，二氧化硅等以碳酸氢根和硅酸氢根等形式被EDI清除，根据经验计算TEA时分别以电荷为-1.7，-1.5和-1.0计。
给水中碳酸氢根也有一部分是以碳酸根形式被清除，在计算TEA时电荷也以-1.7计。
其中所有物质浓度均以mg\L计
PH：
6.0-9.0
当总硬度底于0.1ppm时，EDI最佳的PH范围为8.0-9.0。
注：
PH是水的参考指标，其是影响入水二氧化碳含量的指标之一。
温度：
5-35度
进水压力：
＜4bar（60psi）
浓水和极水的入口压力一般底于产品水的入口压力为0.3-0.5kg/cm2.
出水压力：
浓水和极水的出口压力一般底于产品水的出口压力0.3-0.5kg/cm2
硬度：
（碳酸钙计）：
＜1.0ppm
注意：
EDI工艺需要限定进水硬度以免结垢。
在进水硬度＜1.0ppm时，系统最高的回收率是95%，当进水硬度为0.1-0.5ppm时，浓水中需要加盐，系统最高的回收率是90%，而且需要定期清洗，在进水硬度为0.5-0.75ppm时浓水中需要加盐，系统最高的回收率是80-85%，要定期清洗，在进水硬度为0.75-01ppm时必须得到Canpure公司的书面确认，否则EDI的质量保证无效。
有机物：
（TOC）：
＜0.5ppm
氧化剂：
氯气＜0.05ppm，臭氧＜0.01ppm
变价金属：
铁＜0.01ppm，锰＜0.01ppm
铁锰离子对离子交换树脂有中毒作用。
而对于EDI，铁锰离子对离子交换树脂的中毒作用要比混床严重很多倍。
造成这种现象的原因是多方面的：
（1）由于在EDI阴膜附近PH值很高，致使铁锰在该区域中毒现象较明显。
（2）混床在运行时阳离子交换树脂不断释放氢离子，这些氢离子在局部对中毒的离子交换树脂有洗脱作用（3）在用酸对混床中的阳离子交换树脂再生时对中毒铁锰有清洗作用（4）由于EDI中树脂总量较少
，使全部树脂中毒的时间也比混床短很多倍。
由于这些原因，当给水铁或锰含量超标时，EDI膜件可能在几个至几十个小时内中毒。
另外变价金属对离子交换树脂的氧化催化作用，会造成树脂的永久性损伤。
氯化氢：
＜0.01ppm
二氧化硅：
＜0.5ppm
SDI15min:
＜1.0
色度：
＜5APHA
二氧化碳的总量：
二氧化碳含量和PH值将明显影响产品水电阻率。
如果二氧化碳大于10ppm，EDI系统不能制备高纯度的产品水，可以通过调节反渗透进水PH值或使用脱气装置来降低二氧化碳的量。
电导率：
＜40us/cm
电导率只能作为EDI运行的一个参考性指标。
3.4给水TEA与电导率
纯水水质取决于组件从淡水室中除去离子的能力，单位时间内给水TES过高通常会导致较底的产品水水质。
无论对强电解质还是弱电解质均如此。
过高的给水TES导致EDI组件内部树脂工作界限向出水端迁移，这导致抛光树脂量减小，因此引起弱电解质清除率的降低，纯水电阻率随之降低。
电导率是水中离子总量的综合指标。
但是该指标不能直接代表纯水水质。
其中最主要原因是电导率不能真实反应水中弱电解质含量，特别是二氧化碳的含量。
比如同样是电导率为10的反渗透纯水，其中二氧化碳含量可能是5ppm,也可能35ppm。
而当二氧化碳含量过高时EDI就不能正常工作了。
另一方面，不同离子在水中大小和极性存在差异，因此EDI清除这些离子的能力也存在明显差异。
由于这些原因，给水电导率只能作为一个参考指标，而TEA是更为准确衡量给水质量的指标。
3.5污染物对除盐效果的影响
对EDI影响较大的污染物包括硬度（钙、镁）、有机物、固体悬浮物、变价金属离子（铁、锰）、氧化剂（氯、臭氧）。
设计RO/EDI系统时应在EDI的预处理过程除去这些污染物。
给水中这些污染物的浓度限制见3.2节。
在预处理中降低这些污染物的浓度可以提高EDI性能。
其他有关EDI实际策略将在本手册其他部分详述。
氯和臭氧会氧化离子交换树脂和离子交换膜，引起EDI组件功能减低。
氧化还会使TOC含量明显增加，污染离子交换树脂和膜，降低离子迁移速度。
另外。
氧化作用使得树脂破裂，通过组件的压力损失将增加。
铁和其它的变价金属离子可对税制氧化起催化作用和使树脂中毒，永久地降低树脂和膜的性能。
硬度能的EDI单元中引起结垢，结垢一般在淡水室阴膜的表面产生，该处PH值较高。
浓水区形成一定的结垢后，垢斑处的水流量降低，由电流形成的热量无法转移，最终会将膜烧坏。
组件设计采取了避免结垢的措施。
不过，使入水硬度降到最小将会延长清洗周期并且提高EDI系统水的利用率。
悬浮物和胶体会引起膜和树脂的污染和堵塞，树脂间隙的堵塞导致EDI组件的压力损失增加，会引起膜过热烧毁。
有机物被吸附到树脂和膜的表面导致其被污染，使得被污染的膜和树脂迁移离子的效率降低，膜堆电阻将增加。
3.6浓水循环系统
CanpureEDI系统一般需要浓水循环，循环量为纯水流量的15%-30%。
给水硬度＜0.1ppm时不需要浓水循环，但是必要时应向浓水给水添加氯化钠溶液。
浓水室的入口压力应小于淡水室的入口压力0.3-0.5Kg/cm。
浓水室出口压力应低于纯水出水压力0.5-0.7Kg/cm。
在运行过程中，浓水循环可以增加浓水室的导电性，同时有助于提高浓水的流速以避免结垢。
EDI模块的浓水流量不能过低，过低的浓水流量
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