連續(xù)電除鹽型超純水機(jī)(ContinuousElectro-Deionization,簡(jiǎn)稱CEDI)是一種高效、節(jié)能的水處理設(shè)備,廣泛應(yīng)用于需要超純水的領(lǐng)域,如半導(dǎo)體制造、醫(yī)藥行業(yè)、實(shí)驗(yàn)室研究等。該設(shè)備結(jié)合了電除鹽和離子交換技術(shù),實(shí)現(xiàn)了高效、持續(xù)制水,能提供低電導(dǎo)率、低離子含量的超純水。
1.CEDI的工作原理
CEDI設(shè)備的工作原理基于電除鹽(Electro-Deionization,EDI)技術(shù),結(jié)合了電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)離子交換、離子遷移和反滲透的去除鹽分作用。具體過程如下:
電解過程:當(dāng)水流經(jīng)電除鹽模塊時(shí),電場(chǎng)促使水中的離子在電場(chǎng)作用下發(fā)生遷移。陽離子(如鈉、鈣、鎂等)被吸附到陰極上,而陰離子(如氯、硫酸根、硝酸根等)則被吸附到陽極上。這個(gè)過程通過電解反應(yīng)實(shí)現(xiàn)去除水中的可溶性離子。
離子交換過程:水中的離子在電除鹽單元內(nèi)的離子交換樹脂上交換。樹脂材料一般是陽離子和陰離子的交換樹脂,分別吸附水中的陽離子和陰離子。
膜的作用:在電除鹽單元中,通常使用離子選擇性膜(如陽膜和陰膜)來分隔陽離子和陰離子,使離子在電場(chǎng)作用下發(fā)生遷移并去除。水中的雜質(zhì)被捕捉在電除鹽單元內(nèi),不斷得到凈化。
持續(xù)電流:通過施加恒定的電流,保證離子的不斷移除。電流的強(qiáng)度和電壓的設(shè)置可以根據(jù)水質(zhì)要求調(diào)節(jié)。
2.CEDI與傳統(tǒng)離子交換的區(qū)別
傳統(tǒng)的離子交換系統(tǒng)通常使用化學(xué)再生過程來恢復(fù)離子交換樹脂的能力,這一過程不僅耗費(fèi)化學(xué)品,還會(huì)產(chǎn)生廢水和廢氣。而CEDI技術(shù)無需使用化學(xué)藥品進(jìn)行樹脂再生,通過電解過程直接去除離子,節(jié)省了化學(xué)消耗,并且無廢水和廢氣排放,具備了環(huán)保優(yōu)勢(shì)。
3.CEDI的主要組成部分
電除鹽模塊:該模塊是CEDI裝置的核心部分,包含離子交換樹脂和電極(陽極和陰極)。模塊內(nèi)的離子交換樹脂在電場(chǎng)作用下不斷吸附水中的離子。
反滲透膜(RO膜):RO膜通常用于預(yù)處理階段,去除水中的大部分溶解鹽、懸浮物、有機(jī)物等,從而降低進(jìn)入CEDI模塊的水質(zhì)負(fù)荷,提高系統(tǒng)的效率。
電源:CEDI系統(tǒng)的電源提供恒定電流,驅(qū)動(dòng)電除鹽過程。電流的強(qiáng)度和電壓可以根據(jù)水質(zhì)的需求進(jìn)行調(diào)節(jié),通常選擇穩(wěn)定、節(jié)能的電源配置。
水質(zhì)監(jiān)測(cè)設(shè)備:為了確保出水水質(zhì),系統(tǒng)通常配有電導(dǎo)率、PH值、溫度等實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儀器。通過監(jiān)控出水水質(zhì),系統(tǒng)能夠自動(dòng)調(diào)整電流和流量,優(yōu)化制水效果。
4.CEDI的優(yōu)勢(shì)
高效去除離子:CEDI設(shè)備能夠去除水中的大部分離子雜質(zhì),生成超純水,電導(dǎo)率可以達(dá)到0.05µS/cm或更低,適用于高要求的制水場(chǎng)合。
連續(xù)運(yùn)行:CEDI系統(tǒng)無需定期化學(xué)再生,能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,因此適合需要長期、穩(wěn)定供應(yīng)超純水的工業(yè)和科研應(yīng)用。
節(jié)能環(huán)保:與傳統(tǒng)的離子交換技術(shù)相比,CEDI無需使用化學(xué)藥品,不會(huì)產(chǎn)生廢水或廢氣,降低了環(huán)境污染,符合綠色可持續(xù)發(fā)展的要求。
低維護(hù)成本:由于不需要化學(xué)再生,減少了化學(xué)藥品的使用,降低了操作和維護(hù)成本。電除鹽模塊的壽命較長,維護(hù)要求低。
精確控制:通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水質(zhì),系統(tǒng)能夠根據(jù)需要自動(dòng)調(diào)整電流、流量等參數(shù),從而確保出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。
5.CEDI的應(yīng)用領(lǐng)域
半導(dǎo)體制造:半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)水的純度要求高,CEDI可以提供穩(wěn)定的超純水,滿足半導(dǎo)體清洗、光刻等工藝對(duì)水質(zhì)的嚴(yán)格要求。
制藥行業(yè):藥品的生產(chǎn)過程中需要高純度的水,特別是注射用水和生物制藥產(chǎn)品的生產(chǎn),CEDI能夠提供符合藥典要求的超純水。
實(shí)驗(yàn)室研究:實(shí)驗(yàn)室中對(duì)水質(zhì)的要求極為嚴(yán)格,CEDI能夠滿足各種分析儀器、試劑配制等用途的超純水需求。
電力行業(yè):在火力發(fā)電、核電等行業(yè)中,超純水用于鍋爐補(bǔ)給水、冷卻水等,CEDI提供了節(jié)能環(huán)保的解決方案。
6.未來發(fā)展趨勢(shì)
隨著技術(shù)的進(jìn)步,CEDI設(shè)備將不斷朝著更加智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。未來可能會(huì)采用更高效的電除鹽模塊、改進(jìn)的樹脂材料,以及集成化控制系統(tǒng),以進(jìn)一步提高水質(zhì)處理效率、降低能耗并減少維護(hù)成本。
總之,連續(xù)電除鹽型超純水機(jī)以其先進(jìn)的技術(shù)、穩(wěn)定的性能和環(huán)保節(jié)能的優(yōu)勢(shì),成為了許多應(yīng)用領(lǐng)域中超純水制備的理想選擇。