深度脱盐处理（四）

6.3 电去离子技术 

6.3.1 什么是电去离子技术？ 

电去离子技术（EDI），也称连续去离子技术（CDI）、连续电去离子技术（CEDI）、填充床电渗析技术，它是将电渗析和离子交换两项技术有机结合起来的一种深度脱盐技术，即在电渗析的淡水室隔板中填充离子交换树脂，既保留了电渗析可连续脱盐及离子交换树脂可深度脱盐的优点，同时又克服了电渗析浓差极化所造成的不良影响及离子交换树脂所需要的酸碱再生过程，既简化了处理工艺又避免了环境污染。EDI可用来替代传统的混床离子交换树脂来制造纯水或高纯水，与混床不同的是EDI淡水室隔板中填充的离子交换树脂在工作时能够自动获得再生而不会饱和，不需要化学再生，从而使产水过程及产品水水质非常稳定，产水电阻率可达10～18MΩ·cm。 

6.3.2 EDI工作原理是什么？ 

EDI在淡水室中填充了离子交换树脂，而离子交换树脂的存在，一是可以进行离子交换作用，最大限度地减少水中的离子数量，二是可以大大提高离子的迁移速度，实现过程连续进行。图6.3.2描述的是EDI的工作原理。

如图6.3.2所示，由浓水室、阳离子交换膜、淡水室和阴离子交换膜构成了一个称为“膜对”的基本EDI单元，数个或数十个膜对就组成了称为“膜堆”的除盐单元，膜堆两端是正、负电极和夹紧板，在淡水室中填充有阴、阳离子交换树脂。离子交换树脂在EDI中起到离子交换和加速离子迁移的作用，而离子交换膜具有离子的选择透过性，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，不允许阴离子透过。EDI的工作原理是：当给水通过淡水室时，给水中的阳、阴离子与离子交换树脂上的H⁺、OH^-发生置换反应，水中的阳、阴离子被交换转移到离子交换树脂上，树脂上的阳、阴离子又在两端正、负电极形成的直流电场的作用下，沿着树脂形成的离子传递通道而迁移，阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移，通过阳、阴离子交换膜进入相邻的浓水室。离子交换树脂上的H⁺和OH^-离开树脂，进入水中并结合成水，从而达到去除给水中离子即制取纯水的目的。在直流电场的作用下，阳、阴离子交换树脂传导阳、阴离子的同时，在异性的离子交换树脂、离子交换膜与水的界面层中易形成较高的电势梯度，迫使界面层中的水解离出大量H⁺和OH^-。解离出的H⁺和OH^-可以代替酸和碱对离子交换树脂进行连续的再生，使树脂始终保持一定的再生程度，从而又可以与给水中的阳、阴离子发生离子交换作用。因此，EDI膜堆中的离子交换树脂不需要用化学药品再生，实现了连续的去离子过程。为了便于形象说明EDI的工作过程，填充在膜堆中的离子交换树脂可大体分为两部分，一部分称作工作树脂，其再生程度较低，主要起传导离子的作用；另一部分称作抛光树脂，不仅起着传导离子的作用，而且还起着离子交换的作用；两部分树脂的界限为工作前沿。工作树脂承担着除去Na⁺、Cl^-、Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2- 等大部分离子的任务，而抛光树脂则承担着去除H₂CO₃、NH₃H₂O、H₂SiO₃等弱电解质的任务。在两端的正、负电极上，会产生氯气、氧气和氢气等电极反应产物，这些产物必须由极水带出EDI。从EDI的工作原理来看，为了充分发挥离子的快速迁移和树脂的电再生作用，EDI更适合于处理低含盐量的水（如RO产水），而直接生产纯水和高纯水。