制备纯水用电去离子工艺的进展_王方

制备纯水用电去离子工艺的进展王方(清华大学热能工程系,北京100084)[摘要]制备纯水用电去离子(EDI)工艺在工业上已应用近20a了。为了改善EDI装置的性能、增加可靠性和降低系统的总费用,已先后推出了第一代“薄室”、第二代“厚室”和第三代“圆盘式”结构EDI装置的种种系列产品,EDI工艺已在发电、电子、制药等行业得到愈来愈多地应用。作者通过对这三代EDI装置发展历程的讨论,重点阐述圆盘式新型EDI装置的结构和特点。还讨论了EDI装置的出水水质标准方面的问题。[关键词]电去离子;电渗析;膜法水处理[中图分类号]TQ028.7[文献标识码]A[文章编号]1005-829X(2006)07-0004-03Abstract:Theelectrodeionization(EDI)processforpreparingpurewaterhasbeenusedindustriallyfornearlytwentyyears.InordertoimprovetheperformanceofEDIsystems,increasetheirreliability,andlowertheiroverallcost,aseriesofproductsofEDIsystemwithfirst-generation“thin-cell”,second-generation“thick-cell”,andthird-generation“disk-cell”havebeenintroducedsuccessively.TheEDIprocesshasbeenmoreandmorewidelyappliedinpower,electronics,pharmaceutical,andotherindustries.ThroughdiscussiononthedevelopmentcourseofthesethreegenerationsofEDImodules,theconstructionandthecharacteristicsofanew“disk-cell”ofEDImoduleareintroduced.ThequalityleveloftheoutletwaterfortheEDImodulesisdiscussedaswell.Keywords:electrodeionization;electrodialysis;watertreatmentbymembraneProgressintheelectrodeionizationprocessusedforpreparingpurewaterWangFang(DepartmentofThermalEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)第26卷第7期2006年7月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.26No.7July,2006电去离子(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脱盐工艺,属高科技绿色环保技术。EDI净水设备具有连续出水、无需酸碱再生和无人值守等优点,已在制备纯水的系统中逐步代替混床作为精处理设备使用。这种先进技术的环保特性好,操作使用简便,愈来愈多地被人们所认可,也愈来愈多地在医药、电子、电力、化工等行业得到推广,至今,国际上已有3000多套EDI装置在运行,总容量已超过3万m3/h。1955年美国W.R.Walters等〔1〕首先论述了EDI工艺,1984年我国核工业部原子能研究所研制出采用EDI工艺的1103型纯水装置样机,可惜未能实现产业化。1987年美国Millipure公司水工业分部(其中部分人员后来组成了Ionpure公司)首先实现了EDI工艺的产业化〔2〕,以后,美国Ionics、Electropure等公司相继涉及该领域。市场竞争促进了EDI技术的进步和EDI产品性能的提高,制造成本不断下降。不少人预言,在21世纪,EDI与反渗透(RO)相结合的RO-EDI系统将成为制备纯水的主流脱盐系统,EDI工艺推动水处理中的脱盐工艺全面实现绿色环保化。1薄室EDI装置1996年以前,几乎所有的工业用EDI装置都采用板框式结构,类似于普通的电渗析器,只是在普通的电渗析器中的淡水室内填充有混床离子交换树脂,所以EDI装置又称填充床电渗析器。根据G.C.Ganzi〔3〕的试验研究,在相应的操作条件下,EDI装置淡水室的膜间距以1.0mm和2.3mm为较好,所以,大多数工业用EDI装置淡水室的膜间距都选在2.5mm左右,并以此膜间距作为薄室EDI装置的标志。目前,国内使用的薄室EDI装置多半为美国Electropure公司的产品,单个膜堆的容量有1、0.5、0.25m3/h