如何進行水處理？

鑫泰水處理為您介紹一項污水處理的專業(yè)知識——二級反滲透+EDI水處理、EDI去離子水設(shè)備的工業(yè)應(yīng)用和市場需求。

一、多介質(zhì)過濾

該階段的主要任務(wù)是將自來水進行粗過濾，為進入反滲透膜做準備，保證在進入反滲透膜之前達到一定的水質(zhì)，以保護反滲透膜的使用效果和使用壽命。該過程為將原水箱的自來水經(jīng)過細砂，活性碳及精密過濾器的過濾，將水中的雜質(zhì)，有機物，膠體，懸浮物等去除，防止這些大顆粒雜質(zhì)進入反滲透膜后堵塞反滲透膜。經(jīng)過粗過濾，水質(zhì)有了一定的提高。并允許進入下一個環(huán)節(jié)。

二、一級反滲透

經(jīng)過粗過濾的水再經(jīng)過反滲透膜即為一級反滲透，反滲透膜為半透膜，能夠阻止Ga2+，Mg2+，Fe-2 ，SO4-2，Cl-1，Na+等大離子通過，為保證反滲透的效果和保護反滲透膜，必須向反滲透容器中不斷加入阻垢劑，同時必須保證水溫在25℃以上，（冬季使用蒸汽熱交換器）并保證一定的水壓，（使用立泵）在一定的壓力下，含離子水被擠壓通過反滲透膜，從而形成兩種水，凡是通過反滲透膜的水即成品水進入下一個環(huán)節(jié)，而未經(jīng)過反滲透膜的水被排出，經(jīng)過一級反滲透處理的水再進入下一個環(huán)節(jié)———二級反滲透。

三、二級反滲透

二級反滲透的原理與一級反滲透相同，其作用是進一步去除水中的鹽分，（Ga2+，Mg2+，Fe-2 ，SO4-2，Cl-1，Na+等離子）使得水質(zhì)進一步提高，經(jīng)過二級反滲透后，水質(zhì)電導(dǎo)率可以接近1MΩ.CM。經(jīng)過一、二級反滲透預(yù)處理后，保留下來的水成為EDI的給水，而未經(jīng)過反滲透膜的水（濃水）被及時排出，其比例一般為1：3，即每生產(chǎn)一噸的合格水，就要排掉大約3噸的濃水（中水）。

四、EDI（Electro deionization）處理

經(jīng)過二級反滲透的水被儲存在中間水箱，其99%以上的離子已經(jīng)被除去，但要想進一步提高水質(zhì)，制造出超純水，除去溶解在水中的微量元素和CO2等還必須經(jīng)過電滲析，即EDI處理，其原理如下，EDI即連續(xù)電除鹽，是利用混合離子交換樹脂吸附給水中的陰陽離子，同時這些被吸附的離子又在直流電壓的作用下，分別透過陰陽離子交換膜而被去除的過程。這一過程中離子交換樹脂是被電連續(xù)再生的，因此不需要使用酸和堿對之再生。這一技術(shù)可以替代傳統(tǒng)的離子交換裝置，生產(chǎn)出電阻率高達18MΩ.CM的超純水。該工藝技術(shù)被稱為是水處理工業(yè)的革命。與傳統(tǒng)的離子交換相比，EDI具有以下優(yōu)點：EDI無需化學(xué)再生；EDI再生時不需要停機；提供穩(wěn)定的水質(zhì)；能耗低；操作方便，勞動強度小；運行費用低。

（一） EDI的給水處理

給水預(yù)處理對于EDI及其重要，組件的壽命、性能及維修量都取決于給水中的雜質(zhì)含量，如果給EDI提供較好的預(yù)處理水，組件的清洗率將會降低。EDI濃水一部分循環(huán)（當給水硬度低、電導(dǎo)率時，可以不循環(huán)），另外一部分可以返回到反滲透給水中，也可以回收作為他用或直接排至下水道。

（二）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：用網(wǎng)狀物將每個EDI單元隔開，形成濃水室。

3、極水室。

4、絕緣板和壓緊板。

5、電源及水路連接。

可以將EDI并聯(lián)運行，可取得更大流量。

（三）EDI過程

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。這些化合物由帶負電荷的陰離子和帶正電荷的陽離子組成。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。但是反滲透過程對于這些雜質(zhì)的清除效果較差。

這些離子交換膜是不允許水通過的。因此，他們可以隔絕淡水和濃水水流。

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，不允許陽離子通過；而陽離子交換膜正好相反。在一對陰陽離子交換膜之間充填混合離子交換樹脂就形成一個EDI單元。陰陽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離子交換膜交替排列，并使用網(wǎng)狀物將每個EDI單元隔開形成濃水室。在給定的直流電壓的推動下，在淡水室中，離子交換樹脂中的陰陽離子分別在電場作用下向正負極遷移，并透過陰陽離子交換樹脂進入濃水室，同時，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。事實上離子的遷移和吸附是同時并連續(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入到濃水室被去除而成為除鹽水。

帶負電荷的陰離子（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離子交換膜，而陽離子交換膜不允許其通過，這些離子即被阻隔在濃水中，在濃水中，透過陰陽膜的離子維持電中性。

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-對離子交換樹脂進行連續(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)。

（四）EDI的電源

所使用的直流電源應(yīng)在運行電壓范圍內(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%。過高的紋波率會使EDI組件在瞬間承受高于表觀有效電流/電壓，造成對組件的破壞。當多個EDI組件共用一個直流電源時，每個EDI電壓/電流應(yīng)實現(xiàn)獨立可調(diào)。配有電壓表和電流表。同時，應(yīng)當配備限流裝置。為保護EDI組件，當流經(jīng)EDI組件的水流量低于某一點時，應(yīng)關(guān)閉電源。

（五）EDI所用儀表

1、壓力表：測定EDI純水、濃水、極水給水壓力和出水壓力。

二級反滲透+EDI水處理。

2、流量計：測量純水出水、濃水入水、極水入水及濃水補水的流量。

3、電導(dǎo)率儀：測量EDI給水和濃水入水電導(dǎo)率。

4．電阻率儀：測量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)會促使系統(tǒng)關(guān)閉。

五、純水的保存和給水

經(jīng)過EDI處理后的水即可為成品水，進入純水箱保存，為保證水質(zhì)，一般采用氮封的辦法，即從純水箱頂部充入氮氣。給水后，液位電磁閥與PLC配合，當純水箱的水位低于低水位時，PLC啟動制水程序，整個系統(tǒng)開始制水，直到純水箱水位達到高水位，系統(tǒng)停止制水，如此循環(huán)往復(fù)，始終保持純水箱里有一定的水位。

電鍍用去離子水設(shè)備的特點是產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定，造價相對較低。去離子水設(shè)備是通過反滲透、離子交換器、EDI等方法去除水中陰陽離子的水處理裝置。去離子水設(shè)備性能穩(wěn)定，大量應(yīng)用于醫(yī)藥，電子，化工，玻璃，渡涂，鍋爐，化驗室等行業(yè)。

電鍍用去離子水設(shè)備的工藝流程

1、采用離子交換方式，其流程如下

原水→原水加壓泵→砂濾器→活性炭過濾器→精密過濾器→陽樹脂過濾床→陰樹脂過濾床→陰陽樹脂混床→微孔過濾器→用水點

2、采用反滲透方式，其流程如下

　原水→原水加壓泵→砂濾器→活性炭過濾器→精密過濾器→反滲透→純水箱

3、采用反滲透加混床方式，其流程如下

原水→原水加壓泵→砂濾器→活性炭過濾器→精密過濾器→反滲透→純水箱→加壓泵→陰陽離子混合床→精密過濾器→用水點

六、EDI去離子水設(shè)備的工業(yè)應(yīng)用和市場需求

近幾年EDI去離子在各個工業(yè)領(lǐng)域都越來越受重視，許多工業(yè)系統(tǒng)開始采用電去離子作為其水處理系統(tǒng)的更新?lián)Q代技術(shù)，如電力工業(yè)、制藥工業(yè)、微電子工業(yè)、電鍍與金屬表面處理等。

1、電力工業(yè)

據(jù)推算電力行業(yè)水處理單元的操作費用約占電力成本的10%，而用電去離子替代離子交換樹脂可以使每處理1000加侖水的成本由11美元降至1.75美元。

2、制藥工業(yè)

雖然藥用水的特點是并不要求很高的去離子程度，但電去離子系統(tǒng)具有同時去鹽和控制微生物指標的特點，因此已有多家企業(yè)采用RO/EDI集成系統(tǒng)。據(jù)稱該類系統(tǒng)性能穩(wěn)定，全流程計算機連續(xù)監(jiān)控，全自動操作無人值守。

3、電子工業(yè)

電子工業(yè)對水質(zhì)的要求極高，水電阻率要穩(wěn)定的大于18MΩ，而EDI出水一般在15-17MΩ左右，因此在電子級水的生產(chǎn)過程多采用EDI+拋光樹脂系統(tǒng)，即在EDI之后加離子交換，此工程雖然仍需離子交換，但由于EDI已除去了大部分離子，拋光樹脂幾乎不用再生，因此水處理費用仍然很低。

4、電鍍與金屬表面處理

電去離子水設(shè)備可用于電鍍廢水處理可以使水重復(fù)使用并回收重金屬離子。美國已有該類型系統(tǒng)的實驗裝置。

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