一般城市水源中存在鈉、鈣、鎂、氯化物、硝酸鹽、碳酸氫鹽等溶解物。這些化合物由帶負(fù)電荷的陰離子和帶正電荷的陽(yáng)離子組成。通過反滲透預(yù)處理,99%以上的離子可以被除去。另外,原水中也可能包括其他微量元素、溶解的氣體(例如CO2)和一些弱電解質(zhì)(例如硼,二氧化硅)這些雜質(zhì)在工業(yè)除鹽水中必須被除掉。但是反滲透過程對(duì)于這些雜質(zhì)的清除效果較差。
離子交換膜和離子交換樹脂的工作原理相近,可以使特定的離子遷移。陰離子交換膜只允許陰離子通過,不允許陽(yáng)離子通過;而陽(yáng)離子交換膜正好相反。在一對(duì)陰陽(yáng)離子交換膜之間充填混合離子交換樹脂就形成一個(gè)EDI單元。陰陽(yáng)離子交換膜之間由混合離子交換樹脂占據(jù)的空間被稱為淡水室。將一定數(shù)量的EDI單元羅列在一起,使陰離子交換膜和陽(yáng)離子交換膜交替排列,并使用網(wǎng)狀物將每個(gè)EDI單元隔開形成濃水室。在給定的直流電壓的推動(dòng)下,在淡水室中,離子交換樹脂中的陰陽(yáng)離子分別在電場(chǎng)作用下向正負(fù)極遷移,并透過陰陽(yáng)離子交換樹脂進(jìn)入濃水室,同時(shí),給水中的離子被離子交換樹脂吸附而占據(jù)由離子電遷移而流下的空位。事實(shí)上離子的遷移和吸附是同時(shí)并連續(xù)發(fā)生的。通過這樣的過程,給水中的離子穿過離子交換膜進(jìn)入到濃水室被去除而成為除鹽水。
帶負(fù)電荷的陰離子(例如0H—、Cl—)被正極(+)吸引而通過陰離子交換膜,進(jìn)入到臨近的濃水室中。此后這些離子在繼續(xù)向正極遷移中遇到臨近的陽(yáng)離子交換膜,而陽(yáng)離子交換膜不允許其通過,這些離子即被EDI組件電流量和離子遷移量成正比。電流量由兩部分組成,一部分源于被除去離子的遷移,另一部分源于水本身電離產(chǎn)生的H+和0H-,這些就地產(chǎn)生的H+和0H-對(duì)離子交換樹脂進(jìn)行連續(xù)再生。
EDI組件中的離子交換樹脂可以分為兩部分,一部分稱作工作樹脂,另一部分稱作拋光樹脂,二者的界限稱為工作前沿。工作樹脂主要起導(dǎo)電作用,而拋光樹脂在不斷交換和被連續(xù)再生。工作樹脂承擔(dān)著除去大部分離子的任務(wù),而拋光樹脂則承擔(dān)著去除象弱電解質(zhì)等較難清除的離子的任務(wù)。
EDI的電源
所使用的直流電源應(yīng)在運(yùn)行電壓范圍內(nèi)空調(diào),并可以提供再生需要的電壓。直流電源的功率應(yīng)滿足EDI電流(6A)的要求。直流電源的紋波率不能超過30%。過高的紋波率會(huì)使EDI組件在瞬間承受高于表觀有效電流/電壓,造成對(duì)組件的破壞。當(dāng)多個(gè)EDI組件共用一個(gè)直流電源時(shí),每個(gè)EDI電壓/電流應(yīng)實(shí)現(xiàn)獨(dú)立可調(diào)。配有電壓表和電流表。同時(shí),應(yīng)當(dāng)配備限流裝置。為保護(hù)EDI組件,當(dāng)流經(jīng)EDI組件的水流量低于某一點(diǎn)時(shí),應(yīng)關(guān)閉電源。
EDI所用儀表
1.壓力表:測(cè)定EDI純水、濃水、極水給水壓力和出水壓力。
2.流量計(jì):測(cè)量純水出水、濃水入水、極水入水及濃水補(bǔ)水的流量。
3.電導(dǎo)率儀:測(cè)量EDI給水和濃水入水電導(dǎo)率。
4.電阻率儀:測(cè)量EDI純水電阻率。
5.流量開關(guān):如果流入EDI組件的純水、濃水、極水流量過低,流量開關(guān)會(huì)促使系統(tǒng)關(guān)閉。
阻隔在濃水中,在濃水中,透過陰陽(yáng)膜的離子維持電中性。