
EDI (электродеионизация), также известная как технология непрерывной электродиализной деминерализации, научно объединяет методы электродиализа и ионообмена. Благодаря селективной пермеации анионов и катионов через анионообменные и катионообменные мембраны в сочетании с обменом ионов в воде с помощью ионообменных смол, она обеспечивает направленную миграцию ионов в воде под воздействием электрического поля.
EDI (электродеионизация), также известная как технология непрерывной электродиализной деминерализации, научно объединяет методы электродиализа и ионообмена. Благодаря селективной пермеации анионов и катионов через анионообменные и катионообменные мембраны в сочетании с обменом ионов в воде с помощью ионообменных смол, она обеспечивает направленную миграцию ионов в воде под воздействием электрического поля. Этот процесс позволяет глубоко очищать и деминерализовать воду. Кроме того, ионы водорода и гидроксида, образующиеся в результате электролиза воды, непрерывно регенерируют наполненную смолу. Следовательно, процесс производства воды EDI не требует регенерации кислотами или щелочами, что позволяет непрерывно производить воду высокой чистоты. Благодаря передовой технологии, компактной конструкции и простоте эксплуатации, она находит широкое применение в энергетике, электронике, фармацевтике, химической промышленности, пищевой промышленности и лабораторном секторе, представляя собой «зеленую революцию» в технологии водоочистки. Очищенная вода демонстрирует оптимальную стабильность.
EDI (электродеионизация) — это технология производства чистой воды, которая объединяет методы ионного обмена, технологию ионообменных мембран и технологию электромиграции ионов. Она оригинально сочетает электродиализ с технологией ионного обмена, используя высокое напряжение, приложенное к электродам, для индуцирования движения заряженных ионов в воде. Этот процесс дополняется ионообменными смолами и селективными смоляными мембранами для ускорения удаления ионов, что позволяет достичь очистки воды.
Таким образом, система EDI в данном случае представляет собой систему производства чистой воды.
В процессе деионизации EDI ионы удаляются через ионообменные мембраны под воздействием электрического поля. Одновременно с этим молекулы воды под воздействием электрического поля распадаются на ионы водорода и гидроксида. Эти ионы непрерывно регенерируют ионообменную смолу, поддерживая ее в оптимальном состоянии.
Историческое развитие производства оборудования для получения сверхчистой воды EDI: Первый этап: фильтр предварительной очистки → катионный слой → анионный слой → смешанный слой; Второй этап: фильтр предварительной очистки → обратный осмос → смешанный слой; Текущий этап: фильтр предварительной очистки → обратный осмос → EDI (без использования кислот/щелочей) На протяжении десятилетий технология смешанного ионообменного слоя (D) служила стандартным процессом для производства сверхчистой воды. Однако необходимость ее периодической регенерации, требующей значительного количества химикатов (кислот/щелочей) и воды промышленного качества, а также вызывающей экологические проблемы, потребовала разработки систем сверхчистой воды без использования кислот/щелочей. Именно потому, что традиционный ионообмен все чаще не соответствует современным промышленным и экологическим требованиям, технология EDI, сочетающая в себе мембраны, смолы и электрохимические принципы, произвела революцию в области водоочистки. Ее ионообменные смолы используют электрическую энергию для регенерации, что исключает необходимость в кислотах и щелочах и позволяет лучше соответствовать современным экологическим требованиям.
Системы электродеионизации (EDI) в основном используют электрическое поле постоянного тока для индуцирования направленного движения водорастворимых диэлектрических ионов через разделительные мембраны. Эта научная технология очистки воды очищает воду за счет селективной пермеации ионов через обменные мембраны. Между парой электродов в электродиализаторе обычно чередуются несколько наборов мембран, пропускающих анионы, мембран, пропускающих катионы, и разделительных пластин (A и B), образуя камеры концентрата и камеры разбавленного раствора (где катионы проходят через мембраны, пропускающие катионы, а анионы проходят через мембраны, пропускающие анионы). В камере разбавленного раствора катионы мигрируют к отрицательному электроду через мембрану, пропускающую катионы, и удерживаются мембраной, пропускающей анионы, в камере концентрата. И наоборот, анионы в разбавленной камере мигрируют к положительному электроду через анионпроницаемую мембрану, где они удерживаются катионпроницаемой мембраной в камере концентрата. В результате концентрация ионов в воде разбавленной камеры постепенно уменьшается, давая пресную воду. Одновременно в камере концентрата непрерывный приток как катионов, так и анионов приводит к постоянному увеличению концентрации ионов электролита, в результате чего получается концентрированная вода. Этот процесс позволяет достичь целей опреснения, очистки, концентрирования или рафинирования.
Оборудование EDI устанавливается после систем обратного осмоса для замены традиционной технологии смешанного ионообменного слоя (MB-DI) при производстве стабильной ультрачистой воды. По сравнению со смешанной ионообменной технологией, технология EDI предлагает следующие преимущества:
1. Стабильность качества воды
2. Mожет быть легко автоматизирован
3. Ожет быть легко автоматизирован
4. Не требуется химическая регенерация
5. Низкие эксплуатационные расходы
6. Низкие эксплуатационные расходы
7. Отсутствие сброса сточных вод
Модули EDI образуют блоки EDI, помещая ионообменную смолу между анионообменными/катионообменными мембранами. Принцип работы EDI показан на рисунке 1. Внутри модуля EDI определенное количество блоков EDI разделены перегородками, образуя камеры для концентрата и камеры для разбавленного раствора. Анодные и катодные электроды расположены на обоих концах блока. Под действием постоянного тока катионы и анионы в потоке воды в камере для разбавленного раствора проходят через мембраны для анионообмена и катионообмена соответственно, попадая в камеру для концентрата и удаляясь из камеры для разбавленного раствора. Вода, проходящая через камеру для концентрата, выносит ионы из системы, превращаясь в концентрат.
Оборудование EDI обычно использует в качестве сырья воду, очищенную вторичным обратным осмосом (RO). При температуре 25 °C проводимость воды, очищенной вторичным RO, обычно колеблется от 5 до 0,5 мкСм/см (эта проводимость может варьироваться в зависимости от проводимости воды, очищенной первичным RO, хотя нормальная вода, очищенная вторичным RO, не должна выходить за пределы этого диапазона). Чистая вода, произведенная системой EDI при 25 °C, может достигать значений удельного сопротивления 18,25 МОм·см или выше (удельное сопротивление абсолютно чистой воды при теоретическом pH 7 составляет примерно 18,29 МОм·см, а ультрачистой воды — обычно около 18,248 МОм·см. Другими словами, правильно эксплуатируемая вода, полученная с помощью EDI, может полностью соответствовать стандартам ультрачистой воды по удельному сопротивлению). В зависимости от предполагаемого использования технологической воды и фактической конфигурации системы, системы EDI широко применяются для производства чистой воды с требованиями к удельному сопротивлению от 10 до 18 МОм·см (при 25 °C).
1. Промышленность полупроводников и электроники — сверхчистая вода
2. Биотехнологическая и фармацевтическая промышленность — очищенная вода
3. Электростанция — питательная вода котла
4. Покрытие поверхности
5. Промышленность потребительских товаров и косметики
6. В качестве заменителя различных видов дистиллированной воды
7. Другие отрасли с высокими требованиями к чистоте воды