反滲透+EDI和傳統離子交換，到底哪個(gè)好？
日期：04-06
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EDI的英文全稱(chēng)是electrode ionization，翻譯過(guò)來(lái)就是電除鹽法，也稱(chēng)作電去離子技術(shù)，或填充床電滲析。
電去離子技術(shù)結合了離子交換和電滲析兩項技術(shù)。它是在電滲析的基礎上研究發(fā)展起來(lái)的除鹽技術(shù)，是繼離子交換樹(shù)脂等之后日益獲得廣泛應用并取得較好效果的水處理技術(shù)。
既利用了電滲析技術(shù)可連續除鹽的優(yōu)點(diǎn)，又利用了離子交換技術(shù)達到深度除鹽的效果；
既改善了電滲析過(guò)程處理低濃度溶液時(shí)電流效率下降的缺陷，增強離子傳遞，又使離子交換劑可得到再生，避免了再生劑的使用，減少了酸堿再生劑使用過(guò)程中所產(chǎn)生的二次污染，實(shí)現了去離子的連續操作。
水中電解質(zhì)在外加電場(chǎng)作用下，通過(guò)離子交換樹(shù)脂，在水中進(jìn)行選擇性遷移，隨濃水排出，從而去除水中的離子。
通過(guò)離子交換樹(shù)脂對水中的雜質(zhì)離子進(jìn)行交換，結合水中的雜質(zhì)離子，從而達到有效去除水中離子的效果。
利用離子交換樹(shù)脂界面水發(fā)生極化產(chǎn)生的H+和OH-對樹(shù)脂進(jìn)行電化學(xué)再生，實(shí)現樹(shù)脂的自再生。
在相同的操作電流下，隨著(zhù)原水電導率的增加，EDI對弱電解質(zhì)的去除率減小，出水的電導率也增加。
如果原水電導率低則離子的含量也低，而低濃度離子使得在淡水室中樹(shù)脂和膜的表面上形成的電動(dòng)勢梯度也大，導致水的解離程度增強，極限電流增大，產(chǎn)生的H+和OH-的數量較多，使填充在淡水室的陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的再生效果良好。
因此，需對進(jìn)水電導率進(jìn)行控制，使EDI進(jìn)水電導率小于40us/cm，可以保證出水電導率合格以及弱電解質(zhì)的去除。
工作電流增大，產(chǎn)水水質(zhì)不斷變好。
但如果在增至最高點(diǎn)后再增加電流，由于水電離產(chǎn)生的H+和OH-離子量過(guò)多，除用于再生樹(shù)脂外，大量富余離子充當載流離子導電，同時(shí)由于大量載流離子移動(dòng)過(guò)程中發(fā)生積累和堵塞，甚至發(fā)生反擴散，結果使產(chǎn)水水質(zhì)下降。
EDI組件產(chǎn)水通道內填充有離子交換樹(shù)脂，過(guò)高的濁度、污染指數會(huì )使通道堵塞，造成系統壓差上升，產(chǎn)水量下降。
因此，需進(jìn)行適當的預處理，RO出水一般都滿(mǎn)足EDI進(jìn)水要求。
如果EDI中進(jìn)水的殘存硬度太高，會(huì )導致濃縮水通道的膜表面結垢，濃水流量下降，產(chǎn)水電阻率下降，影響產(chǎn)水水質(zhì)，嚴重時(shí)會(huì )堵塞組件濃水和極水流道，導致組件因內部發(fā)熱而毀壞。
可結合除CO2，對RO進(jìn)水進(jìn)行軟化、加堿；進(jìn)水含鹽量高時(shí)，可結合除鹽增加一級RO或納濾來(lái)調節硬度的影響。
進(jìn)水中如果有機物含量過(guò)高，會(huì )造成樹(shù)脂和選擇透過(guò)性膜的有機污染，導致系統運行電壓上升，產(chǎn)水水質(zhì)下降。同時(shí)，也容易在濃縮水通道形成有機膠體，堵塞通道。
因此，在處理時(shí)，可結合其他指標要求，增加一級R0來(lái)滿(mǎn)足要求。
Fe、Mn等金屬離子會(huì )造成樹(shù)脂的“中毒”，而樹(shù)脂的金屬“中毒”會(huì )造成EDI出水水質(zhì)的迅速惡化，尤其是硅的去除率迅速下降。
另外，變價(jià)金屬對離子交換樹(shù)脂的氧化催化作用，會(huì )造成樹(shù)脂的永久性損傷。
一般來(lái)說(shuō)，運行中控制EDI進(jìn)水的Fe低于0.01mg/L。
進(jìn)水中CO2生成的HCO3-是弱電解質(zhì)，容易穿透離子交換樹(shù)脂層而造成產(chǎn)水水質(zhì)下降。
高的TEA將會(huì )降低EDI產(chǎn)水電阻率，或需要提高EDI運行電流，而過(guò)高的運行電流會(huì )導致系統電流增大，極水余氯濃度增大，對極膜壽命不利。
除了上面這8個(gè)影響因素，進(jìn)水溫度、pH值、SiO2以及氧化物亦對EDI系統運行有影響。
近年來(lái)，EDI技術(shù)在電力、化工、醫藥等對水質(zhì)要求較高的行業(yè)中得到了廣泛應用。
在水處理領(lǐng)域的長(cháng)期應用研究表明，EDI處理技術(shù)具有以下6個(gè)特點(diǎn)：
EDI技術(shù)綜合了電滲析連續除鹽和離子交換深度脫鹽的優(yōu)點(diǎn)，不斷的科研實(shí)踐表明，利用EDI技術(shù)進(jìn)行再一次除鹽，可有效去除水中離子，出水純度高。
EDI裝置與離子交換床相比，體積小、重量輕，而且不需設置酸、堿儲罐，可有效節省空間。
不僅如此，EDI裝置為整裝結構型,施工周期短,現場(chǎng)安裝工作量小。
EDI處理裝置可模塊化生產(chǎn),可自動(dòng)連續再生,不需要大型的、復雜的再生設備，投入運行后,操作和維護簡(jiǎn)便。
4、水質(zhì)凈化過(guò)程自動(dòng)控制簡(jiǎn)便
EDI裝置可多模塊并聯(lián)接入系統，模塊運行安全穩定、質(zhì)量可靠，使系統的操作、管理易于實(shí)現程序控制，操作方便。
5、無(wú)廢酸廢堿液排放，有利于環(huán)境保護
EDI裝置不需酸、堿化學(xué)再生，基本無(wú)化學(xué)廢物排放。
6、水回收率高，EDI處理技術(shù)的水利用率一般高達90%以上
綜上所述，EDI 技術(shù)在產(chǎn)水水質(zhì)質(zhì)量、運行穩定性、操作維護難易、安全環(huán)保等方面都有很大的優(yōu)勢。
但其也存在一定的不足，EDI裝置對進(jìn)水水質(zhì)有較高的要求，而且其一次性投資（基建和設備費用）較高。
需要特別說(shuō)明的是，雖然EDI的基建和設備等費用比混床工藝稍高，但綜合考慮裝置運行等費用后，EDI技術(shù)仍具有一定優(yōu)勢。
比如，某純水站對兩種工藝的投資及運行費用進(jìn)行了比較，EDI裝置在正常運行一年后即可抵消與混床工藝的投資差額。
項目的初投資方面，在產(chǎn)水流量較小的水處理系統中，由于反滲透+EDI工藝取消了傳統離子交換工藝所需的龐大再生系統，特別是取消了酸貯罐和堿貯罐各兩臺，不僅大大降低了設備采購費用，同時(shí)可以節約占地面積約10%～20%，從而降低了建設廠(chǎng)房的土建費用和征地費用。
由于傳統離子交換生設備的高度一般在5m以上，而反滲透和EDI設備的高度在2.5m以?xún)?，水處理?chē)間廠(chǎng)房高度可降低2～3m，從而再節約廠(chǎng)房土建投資10%～20%。
考慮反滲透和EDI的回收率，二級反滲透和EDI的濃水全部回收，但一級反滲透的濃水（約25%）需要排放，預處理系統的出力需要相應增大，在預處理系統采用傳統的混凝澄清過(guò)濾工藝時(shí)，初投資較離子交換工藝的預處理系統需增加 20%左右。
綜合考慮，反滲透+EDI工藝在小型水處理系統中與傳統離子交換工藝在初投資方面大抵相當。
眾所周知，在藥劑消耗方面，反滲透工藝（包括反滲透加藥、化學(xué)清洗、廢水處理等）的運行成本較傳統離子交換工藝（包括離子交換樹(shù)脂再生、廢水處理等）低。
但在電耗、備品備件更換等方面，反滲透加EDI工藝較傳統離子交換工藝會(huì )高很多。
根據統計，反滲透加EDI工藝在運行成本上，較傳統離子交換工藝，總體稍高。
綜合考慮，反滲透加EDI工藝的總體運行維護成本較傳統離子交換工藝高出50%～70%。
3、反滲透+EDI適應性強、自動(dòng)化程度高、對環(huán)境污染小
反滲透+ EDI工藝對原水的含鹽量適應性強，從海水、苦咸水、礦井疏干水、地下水到河水均可使用反滲透工藝，而離子交換工藝在進(jìn)水溶解固體含量大于500 mg/L時(shí)不經(jīng)濟。
反滲透和EDI即不需要酸堿再生，無(wú)需大量消耗酸堿，也不產(chǎn)生大量酸堿廢水，僅需要進(jìn)行少量酸、堿、阻垢劑和還原劑加藥即可。
在運行維護方面，反滲透和EDI也同樣具有自動(dòng)化程度高、便于程控的優(yōu)點(diǎn)。
4、反滲透+EDI設備造價(jià)高、難修理，濃鹽水處理難度大
反滲透加EDI工藝雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但是在設備發(fā)生故障時(shí)，特別是反滲透膜和EDI膜堆損壞時(shí)，只能停運更換，多數情況下，需要專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行更換，停運時(shí)間可能較長(cháng)。
反滲透雖然不大量產(chǎn)生酸堿廢水，但是一級反滲透的回收率一般僅有75%，會(huì )產(chǎn)生大量的濃水，濃水含鹽量會(huì )遠高于原水，這部分濃水目前沒(méi)有成熟的處理措施，一旦排放將污染環(huán)境。
目前，在國內電廠(chǎng)中對于反滲透的濃鹽水回收利用多數用于輸煤沖洗、灰渣加濕；某些大學(xué)正在進(jìn)行濃鹽水蒸發(fā)、結晶提純工藝的研究，但成本高、難度大，暫未大范圍工業(yè)應用。
反滲透和EDI設備的造價(jià)是比較高的，但某些情況甚至比傳統離子交換工藝的工程初投資更低。
在大型水處理系統（系統產(chǎn)水量較大時(shí)）中，反滲透和 EDI系統的初投資遠遠高于傳統離子交換工藝。
在小型水處理系統中，反滲透加 EDI 工藝在小型水處理系統中與傳統離子交換工藝在初投資方面大抵相當。
綜上所述，在水處理系統出力較小時(shí)，可優(yōu)先考慮采用反滲透加EDI處理工藝，此工藝初投資低、自動(dòng)化程度高、對環(huán)境污染小。
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