EDI過程電流分布研究.pdf

1、電去離子（Electrodeionization，簡稱EDI）是一種將電滲析和離子交換有機結(jié)合的新型膜分離過程，近年來，反滲透(RO)+電去離子(EDI)已在很大程度上取代傳統(tǒng)離子交換混床，成為新一代高純水清潔生產(chǎn)工藝。然而由于EDI過程的復(fù)雜性，對于淡化室中不同離子的競爭傳遞機理研究很少有文獻涉及，進而導(dǎo)致EDI組件性能，包括分離效率、能耗、穩(wěn)定性各方面均存在不足，制約了EDI技術(shù)的發(fā)展。本文對EDI淡化室不同位置處電流分布和離子交換

2、樹脂層譜進行研究，有助于闡明EDI離子傳遞的機理，有重要的理論和應(yīng)用意義。
　　本文采用自制的EDI膜堆，其電極由四塊面積相等的小電極片構(gòu)成，各小電極片在相同電壓時得到的電流各不相同，即為EDI的電流分布。通過改變操作電壓、進水電導(dǎo)率和淡水流量等條件，分別對混床和分層床EDI膜堆從開機到穩(wěn)定狀態(tài)時的電流分布情況進行研究，考察各因素對電流分布的影響;同時對比兩種膜堆在相同操作條件下的產(chǎn)水電阻率和電流分布趨勢，比較二者性能差異;通過分

3、析穩(wěn)定狀態(tài)下混床膜堆淡化室樹脂的反離子型態(tài)，考察不同強電解質(zhì)離子和弱解離物質(zhì)在淡化室流動方向上各位置處的傳遞差異。
　　研究結(jié)果表明:混床EDI膜堆沿水流流動方向第一段樹脂均為鹽型，電流密度較低;第二段脫除一價離子及發(fā)生少量水解離現(xiàn)象，電流密度稍大;第三段脫除CO2等弱解離組分，電流密度低于第四段。分層床EDI膜堆的強化傳質(zhì)層只進行少量離子遷移，電流密度很小，再生陰樹脂層和拋光層電流密度較大。在本文條件下，混床EDI各區(qū)域電流密度

4、均高于分層床EDI，分層床EDI膜堆的產(chǎn)水電阻率小于混床EDI膜堆。
　　原水電導(dǎo)率、淡水流量的增大，使失效層和工作層的水解離程度減小，電流密度降低，保護層變化不大。操作電壓的提高，使膜堆淡化室內(nèi)水解離程度增大，各段的電流密度值均出現(xiàn)不同程度的增大。
　　由于EDI過程中離子競爭傳遞、反向擴散及操作條件等因素，混床EDI膜堆淡化室流動方向各位置樹脂層均存在Na+、Mg2+、Ca2+、SO42-、Cl-等強電解質(zhì)離子;CO2等