影响EDI系统系统运行因素及控制手段

　　影响EDI系统运行的主要因素

　　(1)EDI进水电导率的影响。在相同的操作电流下，随着原水电导率的增加EDI对弱电解质的去除率减小，出水的电导率也增加。如果原水电导率低则离子的含量也低，而低浓度离子使得在淡室中树脂和膜的表面上形成的电动势梯度也大，导致水的解离程度增强，电流增大，产生的H+和OH-的数量较多，使填充在淡室中的阴、阳离子交换树脂的再生效果良好。

　　(2)工作电压-电流的影响。工作电流增大，产水水质不断变好。但如果在增至至高点后再增加电流，由于水电离产生的H+和OH-离子量过多，除用于再生树脂外，大量富余离子充当载流离子导电，同时由于大量载流离子移动过程中发生积累和堵塞，甚至发生反扩散，结果使产水水质下降。

　　(3)浊度、污染指数(SDI)的影响。EDI组件产水通道内填充有离子交换树脂，过高的浊度、污染指数会使通道堵塞，造成系统压差上升，产水量下降。

　　(4)硬度的影响。如果EDI中进水的残存硬度太高，会导致浓缩水通道的膜表面结垢，浓水流量下降，产水电阻率下降;影响产水水质，严重时会堵塞组件浓水和极水流道，导致组件因内部发热而毁坏。

　　(5)TOC(总有机碳)的影响。进水中如果有机物含量过高，会造成树脂和选择透过性膜的有机污染，导致系统运行电压上升，产水水质下降。同时也容易在浓缩水通道形成有机胶体，堵塞通道。

　　(6)Fe、Mn等金属离子的影响。Fe、Mn等金属离子会造成树脂的“中毒”。树脂的金属“中毒”会造成EDI出水水质的迅速恶化，尤其是硅的去除率迅速下降。另外变价属对离子交换树脂的氧化催化作用，会造成树脂的永久性损伤。

　　(7)进水中CO2的影响。进水中CO2生成的HCO3-是弱电解质，容易穿透离子交换树脂层而造成产水水质下降。

　　(8)总阴离子含量(TEA)的影响。高的TEA将会降低EDI产水电阻率，或需要提高EDI运行电流，而过高的运行电流会导致系统电流增大，极水余氯浓度增大，对极膜寿命不利。

　　另外，进水温度、pH值、SiO2以及氧化物亦对EDI系统运行有影响。

　　系统进水水质指标控制手段

　　(1)进水电导率的控制。严格控制前处理过程中的电导率，使EDI进水电导率小于40μS/cm，可以保证出水电导率合格以及弱电解质的去除。

　　(2)工作电压-电流的控制。系统工作时应选择适当的工作电压-电流。同时由于EDI净水设备的电压-电流曲线上存在一个电压-电流点的位置，与进水水质、膜及树脂的性能和膜对结构等因素有关[4]。为使一定量的水电离产生足够量H+和OH-离子来再生一定量的离子交换树脂，选定的EDI净水设备的电压-电流工作点必须大于电压-电流点。

　　(3)进水CO2的控制。可在RO前加碱调节pH，很大限度地去除CO2，也可用脱气塔和脱气膜去除CO2。

　　(4)进水硬度的控制。可结合除CO2，对RO进水进行软化、加碱;进水含盐量高时，可结合除盐增加一级RO或纳滤。

　　(5)TOC的控制。结合其他指标要求，增加一级RO来满足要求。

　　(6)浊度、污染指数的控制。浊度、污染指数是RO系统进水控制的主要指标之一，合格的RO出水一般都能满足EDI的进水要求。

　　(7)Fe的控制。运行中控制EDI进水的Fe低于0.01

　　mg/L。如果树脂已经发生了“中毒”，可以用酸溶液作复苏处理，效果比较好。

　　3.3 EDI系统进水水质要求

　　综合以上各方面的分析，对于EDI进水的水质要求如表所示，可以保证其出水指标达到电子行业半导体制造需要的高纯水的要求。

　　表EDI进水水质要求表

　　TEA(以CaCO3计，含CO2)/mg?L-1<25 pH值5~9总硬度(以CaCO3计)/mg?L-<1温度/℃15~25TOC/mg?L-1<0.5余氯/mg?L-1<0.05Fe、Mn、H2S/mg?L

　　-1<0.01 O3/mg?L-1<0.02电导率(25℃)/μS?cm

　　-140~2 SiO2/mg?L-1<0.5

　　(1)EDI进水电导率的影响。在相同的操作电流下，随着原水电导率的增加EDI对弱电解质的去除率减小，出水的电导率也增加[3]。如果原水电导率低则离子的含量也低，而低浓度离子使得在淡室中树脂和膜的表面上形成的电动势梯度也大，导致水的解离程度增强，电流增大，产生的H+和OH-的数量较多，使填充在淡室中的阴、阳离子交换树脂的再生效果良好。

　　(2)工作电压-电流的影响。工作电流增大，产水水质不断变好。但如果在增至高点后再增加电流，由于水电离产生的H+和OH-离子量过多，除用于再生树脂外，大量富余离子充当载流离子导电，同时由于大量载流离子移动过程中发生积累和堵塞，甚至发生反扩散，结果使产水水质下降。

　　(3)浊度、污染指数(SDI)的影响。EDI组件产水通道内填充有离子交换树脂，过高的浊度、污染指数会使通道堵塞，造成系统压差上升，产水量下降。

　　(4)硬度的影响。如果EDI中进水的残存硬度太高，会导致浓缩水通道的膜表面结垢，浓水流量下降，产水电阻率下降;影响产水水质，严重时会堵塞组件浓水和极水流道，导致组件因内部发热而毁坏。

　　(5)TOC(总有机碳)的影响。进水中如果有机物含量过高，会造成树脂和选择透过性膜的有机污染，导致系统运行电压上升，产水水质下降。同时也容易在浓缩水通道形成有机胶体，堵塞通道。

　　(6)Fe、Mn等金属离子的影响。Fe、Mn等金属离子会造成树脂的“中毒”。树脂的金属“中毒”会造成EDI出水水质的迅速恶化，尤其是硅的去除率迅速下降。另外变价属对离子交换树脂的氧化催化作用，会造成树脂的永久性损伤。

　　(7)进水中CO2的影响。进水中CO2生成的HCO3-是弱电解质，容易穿透离子交换树脂层而造成产水水质下降。

　　(8)总阴离子含量(TEA)的影响。高的TEA将会降低EDI产水电阻率，或需要提高EDI运行电流，而过高的运行电流会导致系统电流增大，极水余氯浓度增大，对极膜寿命不利。

　　另外，进水温度、pH值、SiO2以及氧化物亦对EDI系统运行有影响。

　　系统进水水质指标控制手段

　　(1)进水电导率的控制。严格控制前处理过程中的电导率，使EDI进水电导率小于40μS/cm，可以保证出水电导率合格以及弱电解质的去除。

　　(2)工作电压-电流的控制。系统工作时应选择适当的工作电压-电流。同时由于EDI净水设备的电压-电流曲线上存在一个电压-电流点的位置，与进水水质、膜及树脂的性能和膜对结构等因素有关[4]。为使一定量的水电离产生足够量H+和OH-离子来再生一定量的离子交换树脂，选定的EDI净水设备的电压-电流工作点必须大于电压-电流点。

　　(3)进水CO2的控制。可在RO前加碱调节pH，很大限度地去除CO2，也可用脱气塔和脱气膜去除CO2。

　　(4)进水硬度的控制。可结合除CO2，对RO进水进行软化、加碱;进水含盐量高时，可结合除盐增加一级RO或纳滤。

　　(5)TOC的控制。结合其他指标要求，增加一级RO来满足要求。

　　(6)浊度、污染指数的控制。浊度、污染指数是RO系统进水控制的主要指标之一，合格的RO出水一般都能满足EDI的进水要求。

　　(7)Fe的控制。运行中控制EDI进水的Fe低于0.01

　　mg/L。如果树脂已经发生了“中毒”，可以用酸溶液作复苏处理，效果比较好。