電去離子凈水技術(shù)—實(shí)用分析方法的應(yīng)用討論(二)  
 

一、高含鹽量時(shí)工況

        這種工況是指EDI用于制備部分脫鹽水時(shí)的工況。這時(shí)，EDI的進(jìn)水是自來(lái)水或經(jīng)除懸浮物預(yù)處理的原水,其含鹽量一般在200～300mg/L左右。這種部分脫鹽水分別用于作為低壓鍋爐補(bǔ)給水和一般工業(yè)上用來(lái)調(diào)配涂料及清洗的用水。
       按我國(guó)低壓鍋爐水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,蒸汽鍋爐采用鍋外化學(xué)水處理時(shí)給水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到硬度≤0.03ｍｍｏｌ/L，而對(duì)熱水鍋爐則放寬硬度到≤0.6ｍｍｏｌ/L。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水含鹽量沒有限制，應(yīng)由采用此含鹽量給水時(shí)核算鍋爐排污率在經(jīng)濟(jì)上是否合理來(lái)定。一般工業(yè)用戶對(duì)部分脫鹽水水質(zhì)的要求未作規(guī)定,根據(jù)用途不同，對(duì)水質(zhì)的要求也有所差別，但對(duì)水質(zhì)的一般要求與對(duì)工業(yè)鍋爐給水的要求不相上下。這類用戶采用EDI脫鹽時(shí)，EDI就處在高含鹽量時(shí)的工況。
        與低含鹽量時(shí)工況相同，脫鹽一開始,不計(jì)離子的電滲析遷移。等淡水室工作一段時(shí)間后,樹脂層必然會(huì)出離子交換層譜。這一層譜，自上而下，對(duì)陽(yáng)離子，是Fe³⁺和Ca²⁺（含Ｍｇ2+)失效層、Ca²⁺+Na⁺的工作層以及Na⁺(可能含少量H⁺⁾保護(hù)層；對(duì)陰離子，則是So₄^2-和Cl^-失效層、Cl^-+Hco₃^-(含Hsio₃^-)工作層以及Hco₃^-(含Hsio₃^-可能還含少量OH^-)保護(hù)層^。
        與EDI處在低含鹽量工況時(shí)一樣，高含鹽量工況時(shí)EDI樹脂層的自再生仍然靠直流電場(chǎng)作用下水的電離。在EDI正常運(yùn)行中，自EDI要是在保護(hù)層中進(jìn)行，如果EDI能間隔運(yùn)行，那么停運(yùn)的EDI利用更改運(yùn)行參數(shù)如提高電壓，可實(shí)現(xiàn)EDI樹脂層的*再生。此時(shí)靠水電離出H⁺和OH^-離子，將樹脂全部轉(zhuǎn)變?yōu)镠型和OH型,一旦EDI重新投運(yùn)，則其樹脂層又很快建立起上述離子交換層譜。從而實(shí)現(xiàn)高含鹽量工況下水的電去離子處理。

        如果在高含鹽量工況下使用EDI時(shí)淡水室內(nèi)離子交換層能穩(wěn)定地建立起來(lái)這種層譜，那么EDI的出水就是部分脫鹽的軟化水。這種EDI出水與用Ｎａ離子交換軟水不同，從陽(yáng)離子來(lái)直接除去欲處理水的Fe³⁺、Ca²⁺⁽含Mg²⁺)，且不再?gòu)臉渲粨Q出Na⁺來(lái)補(bǔ)充，而從陰離子來(lái)看，還除去部分So₄^2-和Cl^-，從而使EDI出水的總含鹽量大幅度減少。
      這種電去離子處理與單純的電滲析或反滲透不同，此時(shí)由于離子交換作用參與，在正常運(yùn)行下不會(huì)出現(xiàn)出水含有硬度離子Ca²⁺(含Mg²⁺)的現(xiàn)象，而經(jīng)單純電滲析或反滲透的水可能都含有少量鈣、鎂離子。

      EDI處理與其它膜處理一樣，要注意滅菌和防垢。滅菌是指除去水中細(xì)菌,防止細(xì)菌在膜和樹脂上滋生繁殖，常用紫外光照射。防垢是防止膜表面結(jié)垢，常用調(diào)節(jié)PH值先經(jīng)軟化處理，使EDI倒極]運(yùn)行等方法，當(dāng)EDI處在量工況時(shí)，因其進(jìn)水含Ca²⁺極少，不會(huì)發(fā)生膜結(jié)垢問(wèn)題。

      為了防止膜結(jié)垢，如要采用上述防垢處理，不如采用一般的倒極電滲析作初步脫鹽處理，這不但解決了EDI的膜結(jié)垢問(wèn)題，同時(shí)也減輕了EDI的脫鹽負(fù)擔(dān)。

        因此，對(duì)于含鹽量>300mg/L的高含鹽量水，如要用EDI處理，更應(yīng)先用普通的電滲析除去大部分鈣和降低含鹽量為宜。

二、結(jié)論

        電去離子方法是一種將電滲析和離子交換有機(jī)地結(jié)合在一起的離子分離方法。根據(jù)已有的大量實(shí)踐和理論，將電去離子過(guò)程進(jìn)行時(shí)所發(fā)生化學(xué)反應(yīng)分清主次、前后和地點(diǎn)，得出描述電去離子的反應(yīng)疊加實(shí)用分析方法，用它能圓滿解釋應(yīng)用EDI除去水中電解質(zhì)離子制備超純水、純水、軟化水和部分去離子水等實(shí)用問(wèn)題,從而有利于EDI的推廣應(yīng)用。  

     在應(yīng)用EDI來(lái)除去水中電解質(zhì)離子時(shí)，EDI可在兩種狀態(tài)下工作：在低含鹽量時(shí)，靠水電離產(chǎn)生H⁺和OH^-自行再生離子交換樹脂，樹脂H型和OH型工作，用EDI制得超純水和純水；供電子、醫(yī)藥等行業(yè)和火廠使用，這種凈水器稱為電去離子純水器；在高含鹽量時(shí)，樹脂呈鹽基型，用EDI制得軟化水和部分去離子水，供工業(yè)鍋爐及有關(guān)工業(yè)使用，這種凈水器稱為電去離子軟水器。  

        電去離子凈水技術(shù)的推廣普及，將實(shí)現(xiàn)不用酸堿鹽化學(xué)藥劑再生離子交換樹脂，從而完成離子交換水處理工藝過(guò)程的重大變革，將它變?yōu)橐环N對(duì)環(huán)境無(wú)害的工藝。