EDI與混床離子交換法的經濟性比較

一、EDI的工作原理：

電去離子（ electrodeionization ，簡稱 EDI ）技術是由電滲析和離子交換有機結合形成的一種新型膜分離技術。借助離子交換樹脂的離子交換作用與陰、陽離子交換膜對陰、陽離子的選擇性透過作用，在直流電場的作用下，實現離子定向遷移，從而完成水的深度除鹽。由于離子交換、離子傳遞及離子交換樹脂的電再生相伴發生，猶如一個邊工作邊再生的混床離子交換樹脂柱，可以連續不斷地制取高質量的純水、高純水，因而又稱連續去離子（ continuous deionization ，簡稱 CDI ）。 由于不需要酸堿化學再生而能連續制取高純水，技術*，操作簡便，具有優異的環保特性，是清潔生產技術，在電子、電力、醫藥、冶金、化工、生物技術和實驗研究等領域得到日趨廣泛的應用。

二、EDI的組成及優點：
　   EDI膜堆中各膜對為板框式組裝，每個膜對由精選的離子交換膜（一張陽膜、一張陰膜）及允許水流通過和促進水流在流道中湍流的隔柵組成。另外，交錯的膜對間填充滿象混合離子交換樹脂之類的離子化導電物質。膜對中對進水起純化作用的單元稱為淡水室，起聚集離子作用的單元稱為濃水室。多個膜對構成一個膜堆，膜堆設計為水平放置，在膜堆的兩側安裝有一副電極（陽極及陰極），整個的組件通常稱為一個EDI膜堆。
　　 在直流電場的作用下，離子從淡水室中選擇性地透過離子膜進入到濃水室中，zui后在淡水室中制出除鹽的產品水。濃水室中的廢水可以回收至水處理系統的前端或回收至其它設備中使用，小流量的極水可以同設備的廢水一樣進行排放處理。
　　 EDI于應用在經RO脫鹽后的水質精處理階段。EDI設備無需化學藥劑的再生，可以連續運行。在具體的應用中，僅調節EDI的運行電流就可以改變其出水水質。在進水電導率為60ms/cm或更低的條件下，EDI可制出1－18MW.cm的產品水。
     EDI為膜堆式設計，屬于非化學式的水處理系統，它無需酸、堿的貯存、處理及無廢水的排放，因而它對新用戶具有特別的吸引力。采用EDI對舊系統進行改造也是非常經濟的，因為EDI可*地利用現有的廠房及輔助設施。
三、EDI與離子交換的對比：

分析的目標是將經RO預脫鹽的后續處理EDI與混床離子交換精化方式作經濟性比較。

假定水的預處理過程及RO單元與精處理的選擇無關（如果RO出水中含有較高濃度的CO2，可以在EDI或混床前進行處理以減小CO2的含量，這可以通過在RO的出水后應用除碳風機或通過加堿的方式提高RO進水PH的方法完成）。

1、同等處理，假定每套系統都占有適當的空間，由于EDI系統占用的空間較后者小，因而在經濟上更合算。
　　1EDI系統由裝在同一個擱架上的多個EDI膜堆電源、濃水泵、控制盤、必要的閥門等組成，多個膜堆組裝在同一膜架內。EDI的電耗根據進入TDS的含量大小一般為每小時1.1－2.8KWh/kgal。一個EDI膜堆一般按其正常出力運行，但在短時間內可以在保證出水水質的條件下以更高的流量運行。
　　當EDI膜堆要求進行維護及更換時（當然這種情況是比較少見的），系統中剩余的膜堆可以在保證出水水質的前提下比正常出力略大的負荷運行，直至有故障的膜堆被修復或更換為止。這種能力可使其根據產水量和水質提供一定程度的富余量，并允許系統連續地運行，當然這種膜堆式系統出力的提高是有限度的（zui大可提高20％的出力）。同時需要指出的是，更大的出力將增加EDI膜堆的運行壓差。
　　2在混床系統中，為保持連續的運行，一般設置有兩臺床。混床系統還包括酸堿再生裝置、酸堿貯存罐（30天的貯存量）、堿稀釋水加熱器、風機、相關的儀表、控制盤及廢水中和系統（罐、泵、混合器等）。需要指出的是在EDI及混床系統中都含有控制盤，但混床系統的控制盤比EDI系統的控制

2、EDI的回收率高于混床。EDI系統的回收率為97.2％；混床回收率根據運行時間一般為95.4%。

3、同等出力，EDI安裝費比混床所需費用更低。

　　  同等出力，安裝費用可按總投資的百分比進行估算，對于EDI系統費用系數取0.2％，混床系統取0.4％。

原因是：混床安裝的部件要比EDI要多得多，而且系統連接也較為復雜（線路、管線及墊料等的互相連接），對混床安裝費用系數的分析比較靈活，當混床的安裝費用系數降至0.3％時，年度費用按具體情況僅降低3％至5％。

4、同等出力，EDI比混床所需運行費用更低。
　 　運行費用主要從如下幾方面考慮：人力、水耗、廢水的處置等。

以1噸為例：

5、環保方面

　　目前隨著企業數量的不斷擴大，有害化學物質的使用及其相關的負效應問題變得更加尖銳。對化學藥品所引起的爭端包括運行人員的操作及安全問題、防止泄漏的措施、廢棄物的排放及定期控制等問題。隨著水處理技術的發展，現在可以采用膜處理及其它非化學方法的凈水技術，EDI技術對此是一個較大的貢獻。

6、其他方面（如原水TDS增大）

當進水TDS增大時，EDI系統可以通過增大運行電流的方式在保證出水水質及水量的條件下適應這一情況。因此當RO系統的除鹽能力有所下降時，EDI系統可以相對不受影響（僅增加電耗），而混床系統將縮短運行周期，從而增大了化學藥劑的使用，增加了人力。這對混床的運行費用有較大的影響。

總的來說，在運行費用中，常規混床噸水運行成本高于EDI裝置。因此，EDI裝置多投資的費用在幾年內*可以回收