IONPURE-CDI系统简介.pdf

恩临科技 第一部分：介绍 1.0 简介 IP-LX 是 CEDI 技术的先锋 IONPURE 开发的最新产品, 2000 年投放市场。 IP-LX 集合 了 15 年的商业实践，比以前的产品更可靠且成本更低。本章将介绍相关技术，并将阐述IP-LX 与以前原型号产品及竞争伙伴同类产品的区别。 1.1 CEDI 技术 CEDI 指用离子交换膜，离子交换树脂，在直流电场的作用下，从水中消除离子的过程， 自从1987 年 Millipore 的水处理部，著名的Ionpure （现为Vivendi 水处理部）推向市场后， 不断进行改进，以降低成本和提高去离子度。 市场上大多数的 CEDI 产品由交替放置的阳离子和阴离子膜构成，水从其中的膜隙流 过。这些交替放置阴、阳离子交换膜被固定在两个带有进出水口的装置之间，水从其中的膜 间隙流过。面向正极带有正电荷的阳离子交换膜与面向负极带有负电荷的阳离子交换膜之间 构成淡水室；面向负极的阴离子膜与面向正极的阳离子膜之间组成浓水室。为了便于在弱电 解质溶液中强化离子交换过程，在淡水室，有时在浓水室添加离子交换树脂。在 CEDI 装置 机架两端的电极提供了横向的直流电场，直流电场驱动水中的离子运动穿过离子交换膜。其 结果是降低了淡水室水中的离子浓度和增加了浓水室的离子浓度。 图 1 显示的是两个淡水 室和一个浓水室离子交换过程。 大型的 CEDI 装置，要由许多这样的基本单元组合在一起，并联工作。 CEDI 装置有许多类型，但由于离子交换过程本身的特性所致，目前制造商形成了两种 设计方式。即平板框架式结构和卷式结构。平板框架式在结构上类似于过滤器和热交换器， 在极板之间交替设置的淡水室和浓水室，靠加紧机构紧固在一起，形成类似三明治式的机械 结构。增加淡水室和浓水室对的数量，就可以增加每个模块的生产能力。这种结构的主要优 点是易于组装。 与此相反，卷式 CEDI 装置要更复杂，因此也难于组装。只有欧洲的 CHRIST 供应这种 1 IONPURE TECHNOLOGY 恩临科技 结构的 CEDI 装置。我们不详细描述这种结构，在原理上，与平板框架式完全相同。 目前，在美国主要的竞争对手是E-Cell, Ionics, Electropure, 和 SG 水系统公司，他们都 采用平板框架式结构。平板框架式结构分为两个思路，薄室和厚室结构，划分标准基于淡水 室的设计厚度。根据本文的观点，薄室厚度为 2-3 毫米，厚室的厚度为 8-10 毫米。 1.2 薄室 CEDI 首先上市的是带有混床离子交换树脂的薄室 CEDI 装置。尽管进行了多年的改进，但其 基本原理未变，这种技术已经证实是有效的和可靠的。在 H 系列，P 系列和紧凑型 CEDI 装 置中，Ionpure 一直沿用这种技术。Ionics 和 Electropure 也采用这种技术。Ionics 的 CEDI 装置和 Ionpure 的H 系列 CEDI 产品在薄浓水室中使用惰性隔帘技术。Iopure 在紧凑型和 P 系列在浓水室中填充了离子交换树脂，其浓水室的厚度与淡水室基本相同。 由于活性膜典型的产品流量为 150 加仑/ 分钟/平方英尺(gfd) ，所以这项技术在文献 “low-flux ”被不恰当的称为低流量的CEDI 。按照这种观点, 典型的反渗透系统(RO) 的通量 大约是 20-30gfd 。 可是在 RO 系统中, 水流确确实实穿过了膜, 膜通量是恰当的描述参数。 但对于 CEDI 系统，淡水（产品水）流经树脂床，只有离子态的盐穿过了膜。也许，对于 CEDI 装置，通过的时间（阻力时间）是个更合适的描述参数。从这个角度上讲，薄室和厚 室技术是相同的。 在薄室混床的 CEDI 淡水室中，会形成两个不同的区域。强电解质物质首先被祛除，弱 电解质物质在水由上至下流动过程中被祛除。我们把这两个区域分别称为增强传输区和电再 生区。 在超纯水生产过程中，CEDI 的进水是由 RO 系统进行预处理的。这种水中只会含有少 量的可容性物