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小型的离子交换设备常采用有机玻璃交换柱,有利于观察树脂运行情况。如混合离子交换器再生分层是否充分,阳离子是否“中毒”等,树脂损耗情况等。大型的离子交换设备则采用碳钢内衬环氧树脂或衬胶,中间预留可视装置,以便于离子再生时在线观测再生液水位状况。
去离子水设备一般以反渗透(RO)纯水作为去离子给水。RO纯水电阻率一般是40-2μS/cm(25℃)。EDI纯水电阻率可以高达17MΩ.cm(25℃),但是根据去离子水用途,适用于制备电阻率要求在1-17MΩ.cm(25℃)的纯水。
离子交换树脂系统工作原理:
采用离子交换方法,可以把水中呈离子态的阳、阴离子去除,以(NaCl)代表水中无机盐类,水质除盐的基本反应可以用下列方程式表达:
去离子水设备:
1、阳离子交换树脂:R—H+Na+ R—Na+H+;
2、阴离子交换树脂:R—OH+Cl- R—Cl+OH-;
阳、阴离子交换树脂总的反应式即可写成:
RH+ROH+NaCl——RNa+RCL+H2O;
由此可看出,水中的NaCl已分别被树脂上的H+和OH-所取代,而反应生成物只有H2O,故达到了去除水中盐的作用。
EDI去离子水设备的工业应用和市场需求
近几年EDI去离子在各个工业领域都越来越受重视,许多工业系统开始采用电去离子作为其水处理系统的更新换代技术,如电力工业、制药工业、微电子工业、电镀与金属表面处理等。
(1)电力工业
据推算电力行业水处理单元的操作费用约占电力成本的10%,而用电去离子替代离子交换树脂可以使每处理1000加仑水的成本由11美元降至1.75美元。
(2)制药工业
虽然药用水的特点是并不要求很高的去离子程度,但电去离子系统具有同时去盐和控制微生物指标的特点,因此已有多家企业采用RO/EDI集成系统。据称该类系统性能稳定,全流程计算机连续,全自动操作无人值守。
(3)电子工业
电子工业对水质的要求较高,水电阻率要稳定的大于18MΩ,而EDI出水一般在15-17MΩ左右,因此在电子级水的生产过程多采用EDI+抛光树脂系统,即在EDI之后加离子交换,此工程虽然仍需离子交换,但由于EDI已除去了大部分离子,抛光树脂几乎不用再生,因此水处理费用仍然很低。
(4)电镀与金属表面处理
电去离子水设备可用于电镀废水处理可以使水重复使用并回收重金属离子。美国已有该类型系统的实验装置。