一種將傳統(tǒng)的電滲析和離子交換器相互結(jié)合在一起的除鹽裝置，該裝置取傳統(tǒng)電滲析和離子交換器兩者之長，彌補(bǔ)對方之短，即利用電滲析極化而發(fā)生水電離產(chǎn)生H+和OH-離子實(shí)現(xiàn)樹脂再生來克服樹脂失效后通過化學(xué)藥劑再生的缺陷，因而電除鹽技術(shù)是一種完美的除鹽工藝，是替代混合離子交換器的最佳設(shè)備。EDI設(shè)備由于其能耗低、產(chǎn)水量大、脫鹽率高、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn)，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、化工、食品、硬水軟化、海水淡化等方面。

1、EDI工藝的詳細(xì)描述

來自地下水源的水中含有鈉、鈣、鎂、氯化物、硝酸鹽、碳酸氫鹽、二氧化硅等溶解鹽。這些鹽由帶負(fù)電的離子（anion）和帶正電的離子（cation）組成。99%以上的離子都可以通過恰當(dāng)?shù)姆礉B透（RO）處理得以去除。城市的水源還含有微量金屬、溶解氣體（如CO2）和其它微弱電離的化合物，這些雜質(zhì)在工業(yè)應(yīng)用過程當(dāng)中必須去除（如硼和硅）。
RO滲透水（EDI進(jìn)水）的電導(dǎo)率一般在4-20µS/cm，即電阻率在50-250kΩ.cm之間。而根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，超純水或去離子水的電阻率一般在2-18.2MΩ.cm之間變化。
EDI技術(shù)是將電滲析和離子交換相結(jié)合的除鹽新工藝，該設(shè)備取電滲析和混床離子交換兩者之長，彌補(bǔ)對方之短，即可利用離子交換做深度處理，且不用藥劑進(jìn)行再生，利用電離產(chǎn)生的H+和OH-，達(dá)到再生樹脂的目的。
EDI的工作過程通過交換羥基離子或氫氧根離子去除不想要的離子，然后將這些離子輸送到廢水流中。離子交換反應(yīng)在組件的純化室中進(jìn)行，在那里陰離子交換樹脂釋放出氫氧根離子（OH-）而從溶解鹽（如氯化物、Cl-）中獲得陰離子。同樣，陽離子交換樹脂釋放出氫離子（H+）而從溶解鹽中(如鈉、Na+)獲得陽離子。
一個直流（DC）電場通過放置在組件一端的陽極（+）和陰極（-）施加。電壓驅(qū)動這些被吸收的離子沿著樹脂球的表面移動，然后穿過薄膜進(jìn)入濃水室。
帶負(fù)電的陰離子（如OH-、Cl-）被吸引到陽極（+）。這些離子穿過陰離子選擇性薄膜，進(jìn)入相鄰濃水室，而不會穿過相鄰的陽離子選擇性薄膜并滯留在濃水室，而且得以妥善處理。在淡水室中帶正電的陽離子（如H+、Na+）被吸引到陰極（-）。這些離子穿過陽離子選擇性薄膜進(jìn)入臨近的濃水室，他們在那里被臨近的陰離子選擇性薄膜阻擋，同時得以妥善處理。
在濃水室中，仍然維持電中性。從兩個方向輸送過來的離子彼此相互中和。從電源流過來的電流跟移動離子的數(shù)目成比例。兩股水流（H+和OH-）趨勢離子都被輸送并且被加到所要求的電流之中。
水流流過兩種不同類型的腔體，純化室中的離子就會耗盡，同時被收集到鄰近的濃水流之中，這就從組件中帶走了被去除的離子。
在純化室和（或）濃水室中使用離子交換樹脂是Canpure EDI技術(shù)和專利的一個關(guān)鍵。在純化室中還會發(fā)生一個重要現(xiàn)象，在電勢梯度高的特定區(qū)域，電化學(xué)“分解”能夠使水產(chǎn)生大量的H+和OH-離子。這些區(qū)域中產(chǎn)生的H+和OH-離子在混合的離子交換樹脂中可以使樹脂不斷再生，并且形成不需要外加化學(xué)試劑的薄膜。

2、EDI的組件結(jié)構(gòu)

（1）淡水室  將離子交換樹脂填充在陰、陽離子交換膜之間形成淡水單元。
（2）濃水室  在相鄰淡水單元的陰陽離子交換膜之間添加樹脂，形成濃水室。
（3）極水室  在電極板與相鄰離子交換膜中間添加樹脂，形成極水室。一個組件中有正、負(fù)兩個極水室。
（4）絕緣板和壓緊板
（5）電源及水路連接

EDI在傳統(tǒng)EDI技術(shù)的基礎(chǔ)上，對組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了革命性的創(chuàng)新，使得EDI的給水條件大大放寬，運(yùn)行大大簡化，運(yùn)行費(fèi)用大大降低。

3、EDI組件的優(yōu)勢

專利的DowTM EDI組件采用螺旋式膜與離子交換樹脂共同密封在高強(qiáng)度壓力容器內(nèi)的結(jié)構(gòu)。DowTM EDI性能穩(wěn)定，產(chǎn)水電阻率能高達(dá)18+MΩ-cm以上，并有極強(qiáng)的硅和硼去除能力，是能實(shí)現(xiàn)除鹽水深度除鹽處理的真正經(jīng)濟(jì)型產(chǎn)品。 
DowTM 螺旋卷式EDI的優(yōu)勢： 
高硬度耐受能力：DowTM EDI的專利濃水流態(tài)設(shè)計不同于傳統(tǒng)板框式EDI的同向流動設(shè)計，這種設(shè)計能更好的消除引起結(jié)垢的因素，使其對進(jìn)水硬度的要求放寬到2ppm（CaCo3計）。同時由于DowTM EDI擁有的獨(dú)特的設(shè)計，EDI的前處理只需要一級RO，從而能夠有效節(jié)約總的系統(tǒng)成本。 
無滲漏：與傳統(tǒng)板框式所采取的多層機(jī)械密封方式不同，DowTM EDI簡單通過頂蓋和底蓋就能夠可靠地實(shí)現(xiàn)密封，消除了板框式EDI常見的滲漏問題。 
低能耗：DowTM EDI的結(jié)構(gòu)設(shè)計減少了陰極和陽極之間的距離，因而降低去除離子所需的能耗，同時配備專利的整流器，使其比傳統(tǒng)的EDI節(jié)能達(dá)64%。 
低維護(hù)要求：DowTM EDI由于結(jié)垢傾向小，清洗頻率大大降低，而且不需要像傳統(tǒng)板框式EDI那樣經(jīng)常緊固螺母。與板框式EDI相比，DowTM EDI的投資和運(yùn)行費(fèi)用都相對較低。 
更經(jīng)濟(jì)：DowTM 螺旋式EDI組件與傳統(tǒng)板框式EDI相比，由于其組合系統(tǒng)投資和執(zhí)行成本都相對較低，是傳統(tǒng)離子交換混床的經(jīng)濟(jì)替代品。       
可更換性：DowTM EDI是唯一可以方便地更換樹脂和膜芯的EDI產(chǎn)品。降低用戶40%地更換費(fèi)用，更適合進(jìn)水水質(zhì)較差、樹脂和膜易受污染的工況。

4、EDI進(jìn)水條件

以下每項(xiàng)指標(biāo)均是保證EDI正常運(yùn)行的必要最低條件，為了使系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果更佳，系統(tǒng)設(shè)計時應(yīng)適當(dāng)提高。
給水：反滲透產(chǎn)水。
TEA（總可交換陰離子，以CaCO3計）：<35ppm。
TEA包括所有陰離子及以陰離子形式被EDI除去的物質(zhì)。由于水中所含的 CO2、SiO2和H3BO3以HCO3- / CO32-、HSiO3- / SiO32-和B(OH)4-的形式被EDI清除，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)計算TEA時，分別以電荷為-1.7、-1.5和-1.0計。給水中HCO3- 也有一部分是以CO32-形式被清除，在計算TEA時電荷也以-1.7計。TEA計算公式如下：
TEA=50[CCl-/35.5+2CSO42-/96+1.7CCO2/44+1.7CHCO3-/61+1.5CSiO2/60+ …]
其中所有物質(zhì)濃度均以mg/L計。
pH：6.0～9.0
當(dāng)總硬度低于0.1ppm時，EDI最佳工作的pH值范圍為8.0～9.0。
注：pH值是給水的參考指標(biāo)，它是間接反映給水CO2含量的指標(biāo)之一。
溫度：5-35°C。
進(jìn)水壓力：<0.4MPa（60psi）。
濃/極水的入口壓力一般低于產(chǎn)品水的出口壓力0.03-0.05 MPa。
硬度（以CaCO3計）：<10.0 ppm。
注意：EDI工藝需要限定進(jìn)水硬度以免結(jié)垢。在進(jìn)水硬度低于10.0 ppm時，美國GE EDI系統(tǒng)水利用率為90%。過分追求更高的水利用率意義不大，因?yàn)镋DI系統(tǒng)100%濃水和極水均可以回到反滲透之前得到再利用。
有機(jī)物（TOC）：<0.5 ppm。
氧化劑：Cl2<0.05 ppm，O3<0.02 ppm。
變價金屬：Fe<0.01 ppm，Mn<0.01 ppm。
H2S：<0.01 ppm。
二氧化硅：<0.5 ppm。
SDI 15min：<1.0。
色度：<5 APHA。
二氧化碳的總量：
電導(dǎo)率：<20μS/cm。
二氧化碳含量和pH值將明顯影響產(chǎn)品水電阻率。如果CO2 含量大于10 ppm，美國GE EDI系統(tǒng)不能制備高純度的產(chǎn)品水?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)反滲透進(jìn)水 pH 值或使用脫氣裝置來降低CO2含量。此外，二氧化碳含量過高還會增加陰離子交換膜表面碳酸根和碳酸氫根含量，增加膜表面結(jié)垢的可能性。

5、EDI運(yùn)行參數(shù)

EDI組件運(yùn)行結(jié)果取決于各種各樣的運(yùn)行條件，其中包括系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)、給水質(zhì)量、給水壓力等。下表列出的是較為典型的運(yùn)行條件。
 

型號	電壓（VDC）	電流（ADC）	產(chǎn)品水流量（m3/h）	濃水流量（m3/h）	極水流量（m3/h）
MK-3X	0-300	0-5.2	5	0.10-0.60	0.06-0.09

嚴(yán)重警告：當(dāng)電流通過EDI組件時會產(chǎn)生熱量，在EDI運(yùn)行過程中必須用水流將熱量全部帶出。因此，當(dāng)EDI組件淡水、濃水水流不暢或停止時必須停止供電，否則將使EDI組件徹底燒壞。