Electropure EDI 应用技术

²2.0 ElectropureEDI 核心技术
2.0 ElectropureEDI 核心技术
2.1 ElectropureEDI离子膜技术
Electropure拥有独立完整的EDI离子膜专利技术
ElectropureEDI离子膜是自己生产
ElectropureEDI离子膜性能优良、稳定、持久
ElectropureEDI离子膜使用寿命长达八年以上。
2.0 ElectropureEDI 核心技术
2.2 ElectropureEDI 模块流道技术
2.2.1 淡水室流道特性
Electropure：采用窄流道技术
窄流道特点：
(1)性能优：离子从淡水室迁移到浓水室的行程短，离子迁移和去除更容易，由于离子
迁移快的特性，从而可以以最短的时间和占用最少的树脂层将容易去除的
离子(如：H+、Na+、Ca2+、OH-、CL-、SO42-等)迁移，给后续的弱电解质
类离子（如：HCO3-、SiO2等）留出足够的时间和树脂层空间来将其迁移
到浓水室，达到最佳的产水品质；
(2)节能：同时，流道窄，其自身的内电阻低，消耗电能低，在相同的进水负荷和达到
相同的产水品质条件下，工作电流和电压均较低，比采用宽流道技术的模块
节能20~30%；
(3)成本：对于窄流道模块，在相同的设计产水量条件下，离子交换膜的使用数量多于
宽流道模块，如果膜的单价相同，则窄流道的模块制造成本要高于宽流道，
但模块的性能表现优良。
Graphic from Ionics
2.0 ElectropureEDI 核心技术
2.3  ElectropureEDI 模块树脂填充技术
采用树脂包技术
离子膜、树脂、骨架，采用特殊的技术将三者组合为整体，形成树脂口袋，
然后，通过特殊的树脂填充技术将树脂装填到“口袋”，形成树脂包
优势：
1)  所有模块的树脂包是完全一致的
2) 模块可以在现场实现反复拆装维修，类似积木技术
3) 管道接头损坏可以用最少的成本维修
4) EDI内部的膜如果局部损坏，可以在现场维修
5) 模块如果有杂质堵塞，可以采用反冲洗恢复性能
6) 所有的现场维修，完全不会影响EDI的性能。
3.0 ElectropureEDI设备工艺
3.0 ElectropureEDI 设备工艺
3.2 ElectropureEDI 工艺特点
(1)  产水、浓水、极水三股水流独立进水、独立出水，可以实现独立调节，
无论哪股水流发生变化，可以快速判断和诊断，起到保护模块的作用
(2)  进水压力需求低，1.5~5Kgf/cm2(0.15~0.5MPa)，只需要满足模块的压
力降和管道的沿程阻力即可
(3)  压力差（淡水进水和浓水进水之间、淡水进水和极水进水之间、产水和
浓水出水之间、产水和极水之间）的调节非常容易和简单，而且压差
的少许波动对于产水品质没有太大的影响
(4)  不需要浓水循环泵
(5)  不需要在浓水室加盐
(6)   极水独立排放，其水量小，只有进水总量的1%甚至更低，并且可以使
极水的进/出水压力可以最低，尽量创造条件使气体的快速流出、释
放或稀释
(7)   浓水出水可以直接回收利用，没有氧化性气体（氯气）对超滤、反渗透
和EDI膜的氧化潜在危险
(8)  由于系统简单，因此PLC程控技术非常容易实现。
3.0 ElectropureEDI 设备工艺
3.3 ElectropureEDI 产品系列
XLtm系列：标准型XL-HTStm系列：卫生级/高温型
3.0 ElectropureEDI 设备工艺
3.3 ElectropureEDI 产品系列
XLtm系列：标准型EDI产品0.1~3.35m3/h.模块
XL-Stm系列：卫生级型EDI产品0.1~2.3m3/h.模块
XL-HTStm系列：高温型EDI产品0.1~2.3m3/h.模块
实验室系列：实验室EDI产品10LPH/模块
特别说明：
根据进水条件、产水品质要求及运行条件的不同，XL系列单个模块的产水实际流量
将会有较大的差异，根据我们的运行经验，对于XLtm系列，单个模块最大流量可以运行
在3.95m3/h，但是，此时的进水水质要求、产水品质、压力差、运行电压将会有较大不
同，详情请您向我们咨询。
4.0  ElectropureEDI 推荐系统工艺
4.1  原水水质差异
中国的地域广阔，自然界的水系非常复杂，主要体现在：
(1) 南北水系有差异(4) 苦咸水、海水、亚海水水系
(2) 地表和地下水系有差异(5) 江、河、湖、库、溪等水系
(3) 同一个地区的水系也有差异(6) 污水的回用、循环水排污水系统
4.2  产水水质差异
工业行业多，生产工艺的差异巨大，对于用水水质的需求千差万别
4.3  工艺选择差异
EDI 工艺系统的选择，是关系到EDI 能否安全、稳定运行的关键，但是，由于原水水源、
产水要求、初期投资、运行维护投资等多方面的约束和影响，因此，并没有放之四海皆准的工艺
系统存在，必须结合终端用户的实际情况进行综合分析后，才能够确定经济合理的工艺路线
4.4 EDI工艺系统设计的核心
EDI系统的运行稳定性
EDI系统的投资合理性
4.5 EDI除盐理论
4.5.1 离子作用力
4.6 进水条件分析
负荷类指标
PH值：5.0 to 9.5 (pH 7.0 至8.0之间EDI有最佳电阻率性能，但硬度要低于常规值)，
注意到典型的低PH值进水时由于CO2的存在而导致产水质量下降。
电导率：1-20 μS/cm。最佳电导率在2-10 μS/cm。最大电导率50μS/cm。
总CO2：建议小于5 ppm。高于10 ppm时，产水品质很大程度上依赖于CO2水平和PH值
硅：最大0.5 ppm.  反渗透RO产水典型范围是50-150 ppb
结垢污染类指标
硬度(以CaCO3计)：最大1.0 ppm，在90%回收率时。
金属：最大0.01 ppmFe、Mn、变价性金属离子
有机物：TOC 最大0.5 ppm，建议检测不出。
颗粒：建议用无颗粒的反渗透RO产水（直接进入）或者将中间水箱的水
采用1μm预先过滤，建议控制SDI值在1以下。
氧化剂：活性氯(Cl2)最大0.05 ppm，建议检测不出；臭氧(O3)最大0.02 ppm，
建议检测不出。
特别说明：各类水质指标不能独立分析，指标之间有很强势的逻辑关系和相互制约的关系，
需要综合分析各类指标存在的条件，选择稳定和经济性的工艺手段解决EDI
的进水负荷。
4.0  ElectropureEDI 推荐系统工艺
4.7 ElectropureEDI 工艺流程
根据原水水质条件、产水水质要求、工程投资合理性，在此我们推荐几种
ElectropureEDI系统工艺，供参考。
推荐工艺路线仅代表ElectropureEDI的模块适用
(1) UF+RO+RO+EDI（二级RO工艺）
(2) UF+SF+碱+RO+EDI (一级RO工艺)
(3) UF+RO+DGS+SF+EDI（一级RO工艺）
(4) UF+RO+DGS+EDI（一级RO工艺）
(5) UF+RO+EDI（一级RO工艺）
(6) ElectropureEDI 特殊工艺
(6)  ElectropureEDI 特殊工艺
工艺特性：
(1) ElectropureEDI 对于运行压力的需求很低，压力0.15~0.5MPa，满足
压力降即可；
(2) 反渗透的产水直接进入EDI设备；
(3) 不需要使用中间水箱、水泵、微过滤器及其配套系统；
(4) 反渗透的产水不需要使用中间水泵为EDI设备增压，通过反渗透的高压
泵一次提升，利用反渗透的产水压力为EDI 提供运行压力；
(5) 如果您不希望采用反渗透高压泵为EDI一次增压，也可以选择增加中间
水泵，当然，您一定无需增加中间水箱、微过滤器及其配套系统;
(6) 设备初期投资将明显减少；
(7) 系统运行和维护费用将降低；
(8) EDI进水也不会再次被污染。
5.0 ElectropureEDI工艺分析
5.1 ElectropureEDI工艺设计总则
EDI运行稳定性：降低总离子负荷、减少结垢和污染因子
EDI投资合理性：优化前处理整体工艺
说明：
每种特定的工艺总是有其应用的条件和优势，但是，也有其应用
的局限性，优秀系统工艺的形成是多个优势单体工艺的有机组合；
根据原水水质、产水要求，合理设计完整的EDI水处理工艺，
充分进行工艺的优化，达到系统稳定运行和整体工程投资的合理化，
主要的工艺路线：
二级RO+EDI工艺
一级RO+EDI工艺
5.0 ElectropureEDI工艺分析
5.2 常规EDI设计理念
常规设计理念的劣势：
软化工艺
1）无法优化EDI性能：软化技术，只能解决钙镁结垢的因素，但是，由于钙离子和钠离子是等当量
交换，EDI进水的总离子负荷并没有任何改变，故对于EDI本身的性能并没有改善
二级RO工艺
1）缺乏投资价值：二级RO技术，设备一次性投资巨大，缺乏投资的经济价值
2）高电能消耗：二级RO技术，由于RO高压泵的存在和第一级RO产水容量的放大，其整体运行
的电能消耗巨大
3）二氧化碳负荷波动：二级RO技术，其解决二氧化碳并不彻底，带来EDI进水二氧化碳负荷的可变
性，尤其是在有二级RO浓缩水回流时，使一级RO进水的HCO3-产生较大波动，在原水的
HCO3-较高条件下，波动性更大，从而，导致EDI性能不稳定
鼓风脱气工艺
1）残留二氧化碳：鼓风脱气技术，能够解决一部分二氧化碳问题，但是还有5ppm左右的二氧化碳
残留在水中无法去除，使EDI的运行条件无法改变
2）水的二次污染：同时，空气与水接触，会带来水的二次污染问题。
5.0 ElectropureEDI工艺分析
5.3 一级RO+EDI应用技术
5.3.1重点推荐技术：膜脱气技术应用、高脱盐率RO膜的应用
5.3.2 膜脱气理念：
1，减少CO2负荷：控制EDI进水的二氧化碳绝对值，使其小于2ppm或1ppm或0.5ppm，大大减少了
二氧化碳的负荷，提高EDI的除硅性能
2，降低PH负荷：一级RO产水通常偏酸性（PH=5~6.5），因此，产水中的HCO3-绝大部分会以游离
CO2的形式存在，为膜脱气去除CO2创造了非常有利的条件，去除二氧化碳后可以
提高EDI的进水PH值，降低其PH值H+负荷，改善EDI工作性能
3，降低总离子负荷：对于EDI的四大类离子负荷，PH和HCO3-有很大的改善，从而，有效地降低了
EDI的进水总离子负荷，尤其是弱电解质负荷HCO3-，可以有效地提高EDI除硅性能
4，减少硬度结垢：大大减少EDI浓水室的碳酸盐结垢的趋势，延长模块的清洗周期和使用寿命
5，放宽硬度限制：由于二氧化碳量大大减少了，硬度结垢的趋势大大减弱了，因此，可以适当
放宽EDI进水硬度的条件，即使在进水硬度2ppm或5ppm或更高，EDI浓水室也不会
结垢，取决于二氧化碳的去除水平，去除二氧化碳越彻底，允许的进水硬度越高
6，减少铁污染：由于脱气膜可以去除大部分溶解氧，因此大大减少铁的氧化物的形成，从而减少
EDI膜和树脂的铁污染
7，减少微生物污染：去除溶解氧后，可以抑制细菌的生长，减少微生物污染，减少化学清洗和延长
模块寿命
8，去除挥发性TOC：脱气膜可以去除水中的挥发性TOC，降低后续工艺进水的TOC负荷。
5.0 ElectropureEDI工艺分析
5.3.3 工艺优势：一级RO+膜脱气+EDI
整体优势：
1）解决负荷和结垢问题：采用膜脱气技术同时解决了离子负荷和硬度结垢的问题
2）放宽进水条件：同等条件下，扩大了TDS的进水条件和硬度的进水条件
3）优化除硅能力：同样进水负荷条件下，整体优化了EDI的除硅能力
4）提高运行稳定性：弱性离子HCO3-的减少，可以大大提高EDI性能的稳定性
5）延长EDI使用寿命：大大减少了EDI的污染，从而减少清洗维护的频率，延长EDI模块寿命
6）减少初期工程投资：大大减少了反渗透技术和整体工程的初期投资，该工艺的整体投资比
采用二级RO技术的投资要节省30% 左右：设备投资省、辅助设备少、占地少
7）节约电能消耗：减少了整个RO和EDI系统的用电能源消耗，膜脱气采用真空技术或压缩空气
吹扫技术，比RO的高压泵技术节能90%以上
特别建议：对于一级RO+膜脱气+EDI技术，对于一级RO部分的膜，建议优先采用高脱盐率、
抗污染及性能恢复性强的RO膜。
6.0  Electropure商业特征
7.0 总结
7.1 ElectropureEDI优势
1）ElectropureEDI有最悠久的发展历史
2）ElectropureEDI有最卓越的性能表现
3）ElectropureEDI有最独特的技术优势
4）ElectropureEDI有最广泛的应用领域
5）ElectropureEDI有最先进的应用技术
6）ElectropureEDI有最显著的推广优势
7）ElectropureEDI有最优越的投资价值
8）ElectropureEDI有最超前的服务理念
7.0 总结
7.2 EDI 市场展望
1）系统工艺的选择是EDI工艺技术设计的核心
2）优化EDI工艺是推广EDI技术的钥匙
3）整体工艺的优化是突破EDI应用技术瓶颈的关键
4）EDI应用条件的放宽是EDI的未来方向
5）EDI性能的稳定性是进一步推广EDI市场的基石
6）EDI整体工程的投资价值是其未来发展的趋势