EDI出水水质的影响因素分析
电去离子(electrodeionization，简称edi)技术是将电渗析和离子交换相结合的一种新型膜分离技术，其主要特点：①树脂用电再生而不需使用酸碱，实现了清洁生产；②设备运行的同时就自行再生，因此其相当于连续获得再生的混床离子交换柱，能实现连续深度脱盐；③产水水质好、制水成本低、日常运行管理方便。 1 edi基本原理
图1是edi原理示意图。
在电渗析器的淡水室填充阴、阳混合离子交换树脂，将电渗析和离子交换置于一个容器中而使两者有机地结合为一体。水中离子首先因交换作用而吸附于树脂颗粒上，然后在电场作用下经由树脂颗粒构成的“离子传输通道”迁移到膜表面并透过离子交换膜进入浓室，存在于树脂、膜与水相接触的扩散层中的极化作用使水解离为h+和oh-，它们除部分参与负载电流外大多数对树脂起再生作用，从而使离子交换、离子迁移、电再生三个过程相伴发生，相互促进，实现了连续去除离子的过程。
2 试验装置与流程
试验工艺流程见图2。
edi装置采用二级五段，在其淡水室中填充混合阴、阳离子交换树脂(阴∶阳=2∶1)，每段4个膜对。淡室隔板：280mm×120mm×5 mm(聚氯乙烯硬板，四室无回路暗道式进出口为自制)；浓室隔板：280mm×120mm×5mm(橡胶板，无回路)；离子交换树脂：天津南开大学化工厂生产的001×7阳树脂和201×7阴树脂；离子交换膜：上海化工厂生产的3361-bw阳膜和3362-bw阴膜；电极：阳极采用钛涂钌，阴极采用不锈钢。
3 结果与分析
在进水流量为120l/h时，改变原水电导率则得到出水电导率与原水电导率的关系曲线，结果见图3。
由图3可以看出，在相同的操作电流下，随着原水电导率的增加则EDI出水的电导率也增加。因为原水电导率低则离子的含量也低，同时低离子浓度使得在淡室中树脂和膜的表面上形成的电势梯度也大，这导致水的解离程度增强，极限电流增大，产生的H+和OH-的数量较多，使填充在淡室中的阴、阳离子交换树脂的再生效果良好。
在原水的电导率为21.5μS/cm时，随着操作电流的增大而EDI出水的电导率一直很小(0.1～0.05μS/cm)，这是因为原水电导率越小则水解离越剧烈，产生的H+和OH-也越多，树脂电再生的效果就越好(使其保持良好的交换性能)。当操作电流继续升高时，H+和OH-除用于再生树脂外还用于负载电流，故淡室中的水解离程度继续增大，使得离子交换与树脂的再生逐渐达到平衡，产水电导率趋于稳定。因此，原水电导率是影响产水水质的最重要因素之一。当进水电导率较高时，随着操作电流的增加其产水水质有所下降。以原水电导率为100μS/cm时的曲线为例，当操作电流从0逐渐增加到5A时EDI出水的电导率从0.17μS/cm 上升到0.5μS/cm左右(水质有所下降)，其原因是在高盐度下浓差极化较小、水解离作用弱，树脂几乎没有获得再生，此时离子交换起了主要作用，短时间内树脂就被盐离子所饱和，而这时树脂主要起到增强离子迁移的作用。
无论进水含盐量高或低，二级五段的EDI设备对其都有很好的脱盐效果(脱盐率＞99%)，出水的电导率能够达到高纯水标准(电导率＜1μS/cm)。
电导率（T.D.S）：水的导电性即水的电阻的倒数，通常用它来表示水的纯净度。
2、流量对产水水质的影响
当原水流量分别为60、80、100及120l/h时，edi出水的电导率随操作电流的变化见图4。
由图4可以看出，不同进水流量时EDI出水的电导率随操作电流变化很小，这是因为在电路
上，淡室中的溶液相与树脂相是并联关系，由于所填充的离子交换树脂的导电能力远高于电渗析产水，因此树脂相电阻成为淡室电阻大小的决定因素。离子传输主要通过树脂相进行，而在一定的淡水流量范围内流量对树脂相电阻影响很小，故膜堆总电流不发生明显变化，产水电导率变化也很小，因此进水流量对水解离程度的影响很小。
3、操作电压对产水水质的影响
当原水电导率为21.5μs/cm、流量为120l/h时edi出水电导率与操作电压的关系如图5所示。
由图5可知，EDI出水水质与操作电压密切相关。操作电压过小则不足以在纯水排出之前将离子从淡室移出，电渗析过程和树脂电再生过程都比较微弱，此时主要进行的是离子交换
过程。随着操作电压的增大则水解离程度增大、树脂的再生效果好，使得淡水的电导率下降，当操作电压增加到一定程度时离子交换过程与树脂的再生过程达到了平衡，产水电导率进一步下降并趋于稳定。但操作电压过大将引起过量的水电离和离子反扩散而降低产水水质。所以，建议EDI在适当的电压下运行。
4 结语
提高edi膜堆的操作电压可得到高质量的纯水，但从提高膜堆电流效率的角度出发则操作电压不宜太高；edi膜堆进水电导率越低(即预处理效果好)则edi产水的电导率越低，产水水质越好；另外适当增加进水流量即增加隔室流速可提高产水水质。
EDI清洗再生设备、树脂、阴阳膜片、阴阳极板等配件，对任何原因造成的EDI接头断裂、内部发热烧坏、纯水室污堵、浓水室积垢、背部漏水等造成的EDI水质下降问题，可对不同类型损坏的EDI、CEDI膜块提供诊断、维修和清洗服务，使其恢复或超过原有水平。 EDI模块的分类
为了保证EDI装置的连续制水,提高系统运行的稳定性,EDI装置通常采用模块化设计,即利用
若干个一定规格的EDI模块组合成一套EDI装置.如果其中的一个模块出现故障,在不影响装置运行的情况下,可以方便地对故障模块进行维修或更换处理.另外，模块化的设计方式还可以使装置保持一守的扩展性。
一、按结构形式分类
EDI模块作为EDI装置的核心部件，其设计参数是保证EDI装置整体运行性级的关键。EDI模块按其结构形式可分为板框式及螺旋卷式等两种。
1、板框式EDI模块
板框式EDI模块简称板式模块，它的内部部件为板结框工结构，主要由阳、阴电极板板、极框、离子交换膜、淡水隔板、浓水隔板及端板等部件按一定的顺序组装而成，设备的外形一般为文武或圆形。
板框式EDI模块按其组装形式又可以分为两种，又按一定的产水量进行了定型生产的模块，如加拿大E-CELL公司生产的MK系列模块，美国Electropure公司生产的XL系列模块等。另外一种系列根据不同的产水量对产品进行定型生产的模块，如美国U.S Filter公司生产的CDI模块。
2、螺旋卷式EDI模块
螺旋卷式EDI模块简称卷式EDI模块，它主要由电极、阳膜、阴膜、淡水隔板、浓水隔板、浓水配集管和淡水配集管等组成。它的组装方式与卷式RO相似，即按“浓水隔板——阴膜——淡水隔板——阳膜——浓水隔板——阴膜——淡水隔板——阳膜……”的顺序，将它叠放后，以浓水配集管为中心卷制成型，其中浓水配令管兼作EDI的负极，膜卷凶覆的一层外壳作为阳极。
二、按运行方式分类
根据浓水处理方式，可将EDI模块分为浓水循环式和浓水直排式两类。
1、浓水循环式EDI模块
浓水循环式EDI系统进水一分为二，大部分水由模块下部进入淡水室进行脱盐，小部分水作为浓水循环回路的补充水。浓水从模块的浓水室出来后，进入浓水循环泵入口，经升压后送进入模块下部，并在模块内一分为二，大部分水送入浓水室内，继续参与浓水循环，小部分水送入极水室作为电解液，电解后携带电极反应的产物和热量而排放。为了避免因浓水浓缩倍数过高而出现结垢现象，运行中将连续不断地排出一部分浓水。
与浓水直排式相比，浓水循环式有如下特点：
（1）通过浓水循环浓缩，提高了浓水和极水含协时，达到提高EDI模块工作电流的目的。
（2）一部分浓水参与再循环，增大了浓水流量，亦即提高了浓水室的水流速度，这有利于降低膜面滞流层厚度，减轻浓差极化，减小了浓水系统结垢的可能性。
（3）较高的电流使EDI模块中的树脂处于较多的H型和OH型状态，保证了EDI除去二氧化硅等弱电解质的有效性。
（4）需要设置一套加盐装置，因此，必须考虑加盐量和浓水循环系统的控制问题。
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