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纯水机、超纯水机的核心工艺(三)离子交换和电去离子..

2020.6.09

纯水机、超纯水机的核心工艺(三)离子交换和电去离子技术


l DI(离子交换)

离子交换是依据各种离子或离子化合物与离子交换填料的结合力不同而进行分离纯化的。

在一定条件下,溶液中的某种离子基团可以把填料上的平衡离子置换出来,并通过电荷基团结合到固定相上,而平衡离子则进入流动相,这就是离子交换层析的基本置换反应。以NaCl溶液为例,Na+把H+置换出来,Cl-把OH-置换出来,H+和OH-反应即生成水,而Na+和Cl-则被结合在树脂上。

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各种离子与离子交换填料上的电荷基团的结合是由静电力产生的,是一个可逆的过程。因此,当离子交换树脂饱和后,可以通过一定的方式实现再生。

值得注意的是,用于生产超纯水的抛光树脂,再生后的整体性能将大大下降,因此抛光树脂需要定期更换而不能再生。

l  EDI(电去离子)

EDI也称为CEDI(Continuous Electro-deionization,连续电去离子),是离子交换领域最前沿的技术,可以连续运行而不需要化学药剂再生。

EDI是利用混和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(见图1)。此过程离子交换树脂不需要用酸和碱再生。

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图1 EDI原理示意图

传统离子交换(DI)的交换容量有限,使用一段时间后会导致去离子效率的降低,需要再生或更换。此外,离子交换树脂本身也是有机物质,使用中还存在有机物质的溶出、微生物附着等缺陷。与DI相比,EDI的优点主要体现在以下几个方面:

1) 无需化学再生,可以连续运行,属于元件而不是耗材;

2) 产水水质稳定,不会因为交换树脂的饱和导致水质下降;

3) 虽然EDI的初期投入成本高,但进口品牌的运行寿命一般长达5年以上,且无需酸碱再生,因此运行费用低;

4) 操作管理方便,劳动强度小。


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