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艾科浦-电去离子纯水生产技术最新进展

[导读]EDI作为一种先进的纯水、高纯水生产技术,已经越来越受到人们的关注。本文主要介绍目前 国内外 EDI纯水生产技术的最新进展,并对 EDI的发展前景进行了展望。

电去离子简称EDI技术即 直流电场驱动的膜分离过程,是国际上20 世纪90年代才逐步成熟的纯水生产技术,是一项纯水生产 领域具有革命性的技术突破。它结合了电渗析和离 子交换的优点,与传统的纯水制备技术相比有着不 可比拟的优越性,真正具有高效无污染的特点,在医 药、电子、电力、生物技术研究等领域有广泛的应用 前景。 

自从 1987年美国MILLIPORE公司推出第一台实 验室用EDI纯水装置以来, EDI技术已经取得了长 足的进步,加拿大、日本等国也有研究报道。目前,在 国外,主要有美国的MILLIPORE 公司、LONICS公司、 ELECTROPURE公司和加拿大的 E-CELL公司等拥有成熟 的 EDI技术,并在全球范围内推销其产品,用于纯水 和高纯水的制备。 在国内,虽然开展填充床电渗 析(也就是现在所说的EDI)的研究比较早,在处理低放射性废水和纯水制备等方面 取得了一定的成果,但在技术上无突破性进展,最终 没有得到推广应用。

近几年来,这一技术受到国内有 关单位的重视,并在纯水制备技术方面取得了可喜 的进展。 本文介绍国内外 ABC 纯水生产技术的最新进 展,并对 EDI发展前景进行展望。

1国外最新进展 

 EDI膜堆 

EDI膜堆由交替排列的阳离子交换膜和阴离子 交换膜、浓室和淡室隔板,以及膜堆两端的正与负电 极等构成,在淡室隔板中,填充按一定比例混合的 阴、阳离子交换树脂。EDI膜堆的关键技术在于淡室 隔板的设计、填充材料和离子交换膜的选择。 在淡室隔板设计上, MILLIPORE公司首先取得突 破性进展,使得 EDI 技术走向成熟,迅速获得实际应

用。它设计的隔板能防止树脂在进出口处堵塞以及 加厚隔板可能引起的膜塌陷,能够促进水流均匀分 布,避免沟流等。MILLIPORE还于1989年开发出一项 将离子交换膜与隔板粘为一体的技术,防止了装置 的内漏窜水。 国外 EDI膜堆的填充材料大多选用均粒树脂, 如陶氏均粒树脂,其阴、阳离子交换树脂粒径均为550μm左右;离子交换膜选用均相离子交换膜,如日 本旭硝子公司专为EDI膜堆研制的均相离子交换 膜。这样,树脂的填充密度高,水的阻力小,流体力学 性能好,而且膜的离子选择透过性高,膜电阻小,因 此膜堆产水水质好。除了在隔板中填充离子交换树 脂外,也有文献报道,填充离子交换纤维等其它可传 导离子的材料,同样也能制取纯水、高纯水,但少见 应用报道。 由于树脂颗粒细小、分散,装填比较困难,因此 AKAHORI等人采用粘合的办法,用粘合剂,如聚 1.2丁二烯,将树脂颗粒粘合起来,然后挤压成型,填充 到隔板中。这种方式使填充简单易行,但挤压成型的 树脂层空隙率低,只能达到 5-50%水处理效果不会 太好。还有人应用辐射诱导嫁接聚合物技术,制成离 子交换纤维和离子导电隔板,降低膜堆电阻,提高电 流效率,防止膜堆内部结垢。 

目前,国外公司,如:MILLIPORE公司、 ELECTROPURE公司、E-CELL公司和 EDI公司推出的EDI膜堆均 采用平板框式的一级一段方式组装,由于膜堆选用 的材料好,膜堆性能优异。 相对于平板框式膜堆的结构,PHILIPPE RYCHEN 等人设计了一种类似于卷式反渗透(RO)膜组件的 卷式 膜堆(图 1)。据认为,卷式EDI膜堆较平板 框式膜堆有诸多优点,如避免树脂的泄漏,膜堆电阻 低,填充的树脂再生程度高等,更能发挥EDI连续高 效脱盐的优点,而且由于填充的树脂再生程度高,对弱解离物质如CO2 SIO2的去除率高。但是,由于一些 技术上的原因,迄今卷式 EDI膜堆尚未能普遍推广。


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