離子交換原理與應(yīng)用

EDI技術(shù)及其應(yīng)用【摘要】論述了EDI裝置的基本原理，主要運(yùn)行參數(shù)，及運(yùn)行中需要注意的問(wèn)題；論述了集中常見(jiàn)的EDI膜堆形式：陽(yáng)離子交換樹(shù)脂EDI、分層床EDI、分床EDI、雙極膜EDI；介紹了EDI工藝的特點(diǎn)及應(yīng)用?！娟P(guān)鍵詞】EDI電去離子技術(shù)EDI是電滲析和離子交換相結(jié)合的膜分離技術(shù)，通常在電滲析器的淡室隔板中裝填陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，結(jié)合離子交換樹(shù)脂和離子交換膜，在直流電場(chǎng)作用下實(shí)現(xiàn)去離子過(guò)程的新型水處理技術(shù)，又稱為電去離子技術(shù)（Continuouselectrodeionization，簡(jiǎn)稱CEDI或EDI）。該技術(shù)兼有常規(guī)電滲析連續(xù)操作和離子交換深度脫鹽的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了常規(guī)電滲析過(guò)程容易出現(xiàn)濃差極化（尤其在低離子濃度的條件下），以及離子交換需要再生樹(shù)脂和接卸操作的缺點(diǎn)【】它的出現(xiàn)是水處理工業(yè)的一次劃時(shí)代的革命，標(biāo)志著水處理工業(yè)全面跨入綠色產(chǎn)業(yè)的時(shí)代。EDI的裝置與原理EDI裝置一般由離子交換膜、隔板、電極、夾緊裝置、溶液流道和管路等組成，其中膜堆由淡室和濃室交替排列組合而成.與常規(guī)電滲析不同的是，淡室中填充了陰離子和陽(yáng)離子的交換介質(zhì)，如離子交換樹(shù)脂、離子交換纖維以及無(wú)機(jī)離子交換劑等.填充床電滲析的膜堆結(jié)構(gòu)示意圖【】見(jiàn)圖1.淡水淡水AM和CM分別表示陰、陽(yáng)離子交換膜

圖1填充床電浚析的膜堆結(jié)構(gòu)示意圖EDI基本原理主要包括離子交換、在電場(chǎng)作用下離子選擇性遷移和樹(shù)脂的電再生這三個(gè)方面。在直流電場(chǎng)的作用下，淡室溶液中的陰離子和陽(yáng)離子分別向陽(yáng)極和陰極遷移，由于EDI中填充的樹(shù)脂的導(dǎo)電性遠(yuǎn)高于與之接觸的溶液，因此從溶液到膜表面的離子傳遞幾乎都是通過(guò)樹(shù)脂相來(lái)完成的。離子首先通過(guò)樹(shù)脂顆粒表而的擴(kuò)散層進(jìn)入樹(shù)脂相，然后在電場(chǎng)作用下經(jīng)由樹(shù)脂顆粒構(gòu)成的離子傳輸通道遷移并透過(guò)離子交換膜進(jìn)入濃縮室。當(dāng)樹(shù)脂與溶液間界而擴(kuò)散層中的極化發(fā)展到一定程度，水分子解離為H+和OH-。水解離產(chǎn)生的H+和OH一部分參與到負(fù)載電流中，另一部分對(duì)樹(shù)脂起到再生作用（即電再生），從而使離子交換、離子選擇性遷移、電再生三個(gè)過(guò)程相伴發(fā)生【3】。EDI設(shè)備的主要運(yùn)行參數(shù)【】影響EDI設(shè)備產(chǎn)水水質(zhì)的運(yùn)行參數(shù)主要有進(jìn)水水質(zhì)、再生電壓、再生電流及進(jìn)水流量;某些其他運(yùn)行參數(shù)如水回收率、弱電離物質(zhì)的含量、水溫等對(duì)EDI設(shè)備的性能也有一定的影響，因此，應(yīng)結(jié)合具體的應(yīng)用條件進(jìn)行綜合分析判斷。1，EDI設(shè)備的進(jìn)水水質(zhì)EDI設(shè)備能夠生產(chǎn)出電阻率高達(dá)16MQ?cm的高純水，但對(duì)進(jìn)水水質(zhì)有較高要求，它不適用于原水含鹽量較高的進(jìn)水，因?yàn)楫?dāng)原水電導(dǎo)率大于一定值時(shí)，純水電阻率急劇下降，其典型的進(jìn)水特征值如表1所示【】。因而在EDI設(shè)備之前幾乎總是安裝有反滲透(RO)裝置等預(yù)除鹽系統(tǒng)。表1EDI典型的進(jìn)水特征值總?cè)芙夤绦挝?TDS)<5.0x1。f硬度(以CaC()3計(jì))<1.()x1(「 EDI設(shè)備的再生電壓在研究EDI設(shè)備的再生電壓對(duì)產(chǎn)水水質(zhì)的影響時(shí)，不同的研究人員使用了不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，設(shè)計(jì)了不同的實(shí)驗(yàn)方案，但結(jié)果均表明電再生時(shí)電壓必須達(dá)到一定值，操作電壓過(guò)小則不足以在純水排出之前將離子從淡室移出，電滲析過(guò)程和樹(shù)脂電再生過(guò)程都比較微弱，此時(shí)主要進(jìn)行的是離子交換過(guò)程;隨著操作電壓的增大則水解離程度增大、樹(shù)脂的再生效果好，使得淡水的電導(dǎo)率下降;當(dāng)操作電壓增加到一定程度時(shí)離子交換過(guò)程與樹(shù)脂的再生過(guò)程達(dá)到了平衡，產(chǎn)水電導(dǎo)率進(jìn)一步下降并趨于穩(wěn)定;此后繼續(xù)增加電壓時(shí)離子的遷移速度不再有明顯提高，因而產(chǎn)水水質(zhì)幾乎沒(méi)有變化。但操作電壓過(guò)大將引起過(guò)量的水電離和離子反擴(kuò)散而降低產(chǎn)水水質(zhì)。所以，建議EDI在適當(dāng)?shù)碾妷合逻\(yùn)行。 EDI設(shè)備的再生電壓在研究EDI設(shè)備的再生電壓對(duì)產(chǎn)水水質(zhì)的影響時(shí)，不同的研究人員使用了不同的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，設(shè)計(jì)了不同的實(shí)驗(yàn)方案，但結(jié)果均表明電再生時(shí)電壓必須達(dá)到一定值，操作電壓過(guò)小則不足以在純水排出之前將離子從淡室移出，電滲析過(guò)程和樹(shù)脂電再生過(guò)程都比較微弱，此時(shí)主要進(jìn)行的是離子交換過(guò)程;隨著操作電壓的增大則水解離程度增大、樹(shù)脂的再生效果好，使得淡水的電導(dǎo)率下降;當(dāng)操作電壓增加到一定程度時(shí)離子交換過(guò)程與樹(shù)脂的再生過(guò)程達(dá)到了平衡，產(chǎn)水電導(dǎo)率進(jìn)一步下降并趨于穩(wěn)定;此后繼續(xù)增加電壓時(shí)離子的遷移速度不再有明顯提高，因而產(chǎn)水水質(zhì)幾乎沒(méi)有變化。但操作電壓過(guò)大將引起過(guò)量的水電離和離子反擴(kuò)散而降低產(chǎn)水水質(zhì)。所以，建議EDI在適當(dāng)?shù)碾妷合逻\(yùn)行。 EDI設(shè)備的再生電流隨著電流的增大，EDI產(chǎn)水電導(dǎo)率減小，產(chǎn)水水質(zhì)更佳;但當(dāng)電流增達(dá)到一定程度以后，產(chǎn)水電導(dǎo)率隨電流的升高而下降的幅度變小。這是由于.隨著膜堆電流的升高淡室中的水解離程度增大，產(chǎn)生H+和OH一數(shù)量多，對(duì)樹(shù)脂的再生效果好，所以EDI產(chǎn)水電導(dǎo)率下降;當(dāng)膜堆電流繼續(xù)升高時(shí)，淡室中的水解離程度進(jìn)一步增大，使得離子交換與樹(shù)脂的再生逐漸達(dá)到平衡，產(chǎn)水電導(dǎo)率進(jìn)一步下降;但隨著膜堆電流繼續(xù)升高，H+和OH-除了作用于樹(shù)脂再生外，剩余部分主要用于負(fù)載電流，導(dǎo)致產(chǎn)水電導(dǎo)率下降的幅度變小，EDI設(shè)備的電流效率降總有機(jī)碳(TOC)5x1(「6游離氯(CE)<0.()5x1。一&鐵(Fe)<0.01X1(「心<0.4x10-6硫化氫(H2S)<0.()1x1。一&pH值4-9進(jìn)水水溫5-40°C低。EDI設(shè)備的進(jìn)水流量EDI出水的電導(dǎo)率隨淡水進(jìn)水流量的變化很小，但隨著濃水流量的減小而增大。這是因?yàn)闈馑髁康臏p小使得濃水離子含量增加，導(dǎo)致濃室水溶液電阻減小，使得膜堆電流增大，而膜堆電流的增大只能由淡室中的水加劇解離產(chǎn)生出更大量的H+和OH-來(lái)負(fù)載。增大濃水流量增大了濃室電阻，使得膜堆電流減小，水解離程度減弱。水回收率、原水水溫及EDI設(shè)備的其他運(yùn)行參數(shù)EDI產(chǎn)水電導(dǎo)率隨水回收率的增加而降低，這是因?yàn)椋厥章试龃髣t淡水流量變大，改善了淡室中的水力學(xué)狀態(tài)，減薄了樹(shù)脂顆粒表面滯流層的厚度，從而減小淡室的電阻，增大了膜堆的電流;濃水流量變小，增加了濃室中離子的濃度，也相應(yīng)增大了膜堆的電流。但是，隨著水回收率進(jìn)一步增大，濃、淡室離子濃度相差較大，離子的反遷移程度趨大，所以在水回收率高于某一值時(shí)產(chǎn)水電導(dǎo)率的變化趨于平緩。隨著EDI原水溫度的升高，產(chǎn)水電導(dǎo)率降低。這是由于，原水溫度升高，使得水中的離子在樹(shù)脂和膜中的遷移和擴(kuò)散的速度加快，有利于去離子過(guò)程。另外，水中的Si02和CO2等弱電離物質(zhì)也會(huì)對(duì)EDI出水的性能產(chǎn)生影響。EDI裝置應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題【6】1，濃水室結(jié)垢是一個(gè)問(wèn)題:離子諸如遷移向陰膜的鈣離子和鎂離子進(jìn)入濃水室，而陰膜有大量的氫氧根離子通過(guò)陰膜遷移向陰極，大量的氫氧根離子增加了陰膜表面的pH值，造成一個(gè)理想的結(jié)垢環(huán)境。為了阻止結(jié)垢，離子濃度和硬度必須被控制在一定的范圍?？刂频姆椒òㄔO(shè)置適當(dāng)?shù)幕厥章屎涂刂七M(jìn)水的組成成分。此外在濃水室填充樹(shù)脂也會(huì)起到預(yù)防膜堆結(jié)構(gòu)的效果。MirL提出在濃室填充陽(yáng)離子交換樹(shù)脂或混合離子交換樹(shù)脂，既可以增加濃水的導(dǎo)電性，降低膜堆電阻，同時(shí)可以減少富集在濃水室陰膜表面的硬度離子，防止結(jié)垢心2，各室壓力要求問(wèn)題EDI在運(yùn)行時(shí)，必須保證淡水室的壓力比濃小室的壓力高，且淡水室和濃水室必須保證嚴(yán)格的壓力差，壓力差太大，膜將會(huì)滲漏，如果濃水進(jìn)入淡水，產(chǎn)品水質(zhì)將受到影響。此外，EDI的電極流可冷卻電極并排出電解產(chǎn)生的氣體，由于一部分氯氣溶于水中，產(chǎn)生氧化作用，且電極流流量很小，所以這部分電極流被排出，不回收。常見(jiàn)的EDI膜堆形式【】1，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂EDI

圖2陽(yáng)離子交換樹(shù)脂EDI1一強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹(shù)脂；2一陽(yáng)離子交換膜；3一陰離子交換膜；4—電極；5—電鍍CuSO4廢水：6—脫陽(yáng)離子水：7一酸液循環(huán)；g—濃縮液循環(huán)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂EDI裝置的主要特征是EDI膜堆在兩張陽(yáng)離子膜之間僅填充陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，整個(gè)裝置不存在陰離子交換樹(shù)脂，相鄰兩個(gè)樹(shù)脂室間用陰離子交換膜分隔成濃縮室和酸液室，濃縮液和酸液分別循環(huán)。為防比樹(shù)脂內(nèi)產(chǎn)生重金屬氫氧化物，許多研究者采用該種EDI裝置來(lái)處理低濃度重金屬?gòu)U水。此時(shí)，淡室樹(shù)脂床中只有陽(yáng)離子的吸附與再生，再生陽(yáng)離子的H+來(lái)源于外加酸液。進(jìn)料液通過(guò)樹(shù)脂室而流出，進(jìn)料液中的重金屬陽(yáng)離子被樹(shù)脂所吸附而除去，在電場(chǎng)的作用下，酸液室中的H+穿過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入樹(shù)脂室，對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行再生，交換下來(lái)的重金屬離子穿過(guò)陽(yáng)膜進(jìn)入濃縮室。研究利用圖2的膜堆形式考查了膜堆處理電鍍CuS04廢水的操作特性。在穩(wěn)定狀態(tài)下，在樹(shù)脂床層內(nèi)沿料液流動(dòng)方向和垂直于料液流動(dòng)方向上，均建立恒定的銅離子濃度分布，使得裝置能夠連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。研究表明，過(guò)程電流效率可達(dá)30%—40%，進(jìn)料的含銅量由500mg/L降至0.5mg/L濃縮液中含銅量可達(dá)60g/L，可直接返回鍍槽。電能消耗為5~10kW/kg銅。該裝置成功地進(jìn)行了3個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行，證明能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化運(yùn)行【】該過(guò)程中不存在陰離子交換樹(shù)脂，只有陽(yáng)離子樹(shù)脂的再生，再生陽(yáng)離子樹(shù)脂的H+來(lái)源于外加酸液。正是由于上述特點(diǎn)，使得此過(guò)程電流效率較高，可得到高濃度的濃縮液;但陰離子不能去除，只能得到脫陽(yáng)離子水，不能同時(shí)獲得高純度的可回用的純水。此外，過(guò)程操作需要外加酸液，不僅造成膜堆結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且需要耐腐蝕的泵和貯罐。2，分層床EDI。分層填充陰離子交換樹(shù)脂和陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂混合床，讓進(jìn)料液按順序先通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂層除去重金屬離子，然后再通過(guò)陰離子交換樹(shù)脂層除去陰離子，從而避免重金屬氫氧化物沉淀在樹(shù)脂床的產(chǎn)生，最后通過(guò)陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂混合層來(lái)調(diào)節(jié)溶液PH。

。分層填充陰離子交換樹(shù)脂和陰王方【1】采用類似的分層床EDI裝置，在淡室上部分填充陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，在下部分填充陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，可避免重金屬氫氧化物沉淀的產(chǎn)生。這種分層結(jié)構(gòu)形式的EDI裝置可以在濃縮重金屬離子的同時(shí)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，無(wú)氫氧化物沉淀產(chǎn)生，但這種EDI裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，離子交換樹(shù)脂填充困難。3，分床EDIC%(g) 進(jìn)水。此《％法縮水 純化水尋++HXBFOAJ0W2巨3mgC%(g) 進(jìn)水。此《％法縮水 純化水尋++HXBFOAJ0W2巨3mg—c_—一一一AM241It————IsQ(宣言3XX0+O圖4【2】分床EDI示意圖分床EDI是陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分別填充在由離子交換膜相互隔開(kāi)的隔室中，互不相混。該種裝置一般采用兩張陽(yáng)膜和兩張陰膜，在兩張陽(yáng)膜組成的淡室I內(nèi)填充陽(yáng)離子交換樹(shù)脂.而在兩張陰膜組成的淡室II內(nèi)填充陰離子交換樹(shù)脂，在陰、陽(yáng)極之間形成5個(gè)室，依次分別為陽(yáng)極室、淡室工、濃縮室、淡室II、陰極室。進(jìn)料液依次經(jīng)過(guò)淡室I和淡室II中的陽(yáng)、陰離子交換樹(shù)脂床，在淡室II出口處得到出水。同時(shí)，在電流作用下，陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)生H+并通過(guò)陽(yáng)膜對(duì)淡室工中的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行再生，并使交換下的重金屬離子進(jìn)入濃縮室;同樣陰極反應(yīng)產(chǎn)生的OH-通過(guò)陰膜對(duì)淡室II中的陰離子交換樹(shù)脂進(jìn)行再生，同時(shí)交換出的廢水中的陰離子進(jìn)入濃縮室，最終在濃縮室出口處得到濃縮液。陳雪芬【3】利用類似的分床EDI裝置處理100mg/L含Ni2+的模擬電鍍廢水，經(jīng)間歇運(yùn)行和連續(xù)運(yùn)行處理，最終Ni2+的去除率達(dá)98%以上，濃縮液濃縮倍數(shù)可達(dá)12?14，電流效率可達(dá)34%。這種分床EDI裝置徹底解決了在運(yùn)行過(guò)程中Ni(OH)2的沉淀問(wèn)題。在上述分床EDI中，在進(jìn)料液接觸陰離子交換樹(shù)脂之前重金屬離子已在淡室I除去，因而能避免重金屬氫氧化物沉淀在離子交換樹(shù)脂床中的產(chǎn)生。這種分床EDI可在回收重金屬的同時(shí)獲得高質(zhì)量的水以便回收利用，而且離子交換樹(shù)脂的裝填較分層床更為簡(jiǎn)單，但是該過(guò)程再生樹(shù)脂的H+和OH-由電極反應(yīng)產(chǎn)生，一對(duì)電極之間只能組裝一個(gè)5室單元，不利于設(shè)備的放大和大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用。4，雙極膜EDI圖5雙極膜示意圖雙極膜是一種由陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜復(fù)合而成的新型膜，雙極膜EDI是對(duì)分床EDI的改進(jìn)，在該EDI中陰、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂分別位于雙極膜的兩側(cè)，進(jìn)料液依次通過(guò)陽(yáng)離子交換樹(shù)脂床和陰離子交換樹(shù)脂床分別去除廢水中的重金屬和陰離子，在電場(chǎng)作用下，水在雙極膜中離解不斷產(chǎn)生H+和OH--，可以起到連續(xù)再生陽(yáng)、陰離子交換樹(shù)脂的作用。與其他EDI相比，雙極膜EDI利用水在雙極膜中的離解反應(yīng)產(chǎn)生H+和OH-用以再生樹(shù)脂，因此可以在一對(duì)電極之間組裝多個(gè)含雙極膜的膜單元形成龐大的膜堆。張貴清【4】對(duì)雙極膜EDI裝置進(jìn)行改進(jìn)，并采用這種改進(jìn)后的雙極膜EDI處理低濃度重金屬?gòu)U水，結(jié)果顯示，進(jìn)料液中的重金屬離子在接觸陰離子交換樹(shù)脂之前已在陽(yáng)離子交換樹(shù)脂室中預(yù)先除去，避免了重金屬陽(yáng)離子與陰離子交換樹(shù)脂的接觸.因此，只要操作條件控制適當(dāng)，就可以避免在離子交換樹(shù)脂床中產(chǎn)生重金屬氫氧化物沉淀。利用雙極膜EDI來(lái)處理低濃度重金屬?gòu)U水，有可能克服上述幾種EDI裝置的不足，其過(guò)程連續(xù)穩(wěn)定，同時(shí)能獲得較高濃度的重金屬離子濃縮液和水質(zhì)良好可回用的出水，而且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，離子交換樹(shù)脂易于填充，設(shè)備便于放大和大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)運(yùn)用。因此雙極膜EDI技術(shù)有可能為低濃度重金屬?gòu)U水的處理提供一個(gè)有效的技術(shù)手段。EDI技術(shù)的應(yīng)用1，高純水/超純水的制備近年來(lái)，近年來(lái)，EDI在電力、電子、化工、醫(yī)藥、石化等行業(yè)的超純水制備工藝中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在電力行業(yè)中，國(guó)內(nèi)部分火電廠己經(jīng)由傳統(tǒng)的反滲透+離子樹(shù)脂床升級(jí)為反滲透+EDI來(lái)處理發(fā)電鍋爐給水【5F。國(guó)內(nèi)某核電站A采用第三代核電AP1000壓水堆技術(shù)，其蒸氣發(fā)生器排污系統(tǒng)（BDS）在國(guó)內(nèi)首次采用EDI裝置來(lái)凈化排污流5活性炭吸附器ED諼置后處理部分目前，填充床電滲析主要用于高純水/超純水的制備，通常與反滲透相結(jié)合，還包括微濾、脫氣和紫外消毒單元。這類設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品水的質(zhì)量穩(wěn)定。不需要化學(xué)試劑再生和可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作等。采用填充床電滲析制備超純水時(shí)，影響填充床電滲析運(yùn)行的主要因素【8】包括：填充床電滲析進(jìn)水電導(dǎo)率、工作電壓/電流、濁度和污染指數(shù)、硬度、TOC、進(jìn)水中CO2、Fe和Mn等金屬毅力和總陰離子含量等。另外進(jìn)水溫度、PH值、SiO2以及氧化物也對(duì)eDi系統(tǒng)運(yùn)行有影響，這些因素都會(huì)影響到EDI系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和產(chǎn)品水質(zhì)量。2，RO-2EDI-UF制備注射用水【9】目前國(guó)內(nèi)外藥典對(duì)注射用水細(xì)菌內(nèi)毒素的要求越來(lái)越高。原水經(jīng)預(yù)處理及反滲透一二級(jí)電去離子(RO-2EDI)除鹽處理，理化指標(biāo)可達(dá)到藥典關(guān)于純化水的要求。與此同時(shí)，RO可有效除菌，EDI運(yùn)行條件也不利于細(xì)菌的生長(zhǎng)，但系統(tǒng)中如管道、儲(chǔ)罐等總會(huì)有少量細(xì)菌存在，進(jìn)而產(chǎn)生細(xì)菌內(nèi)毒素，影響水質(zhì)。為了保證系統(tǒng)的出水水質(zhì)穩(wěn)定且達(dá)標(biāo)，故后續(xù)處理加超濾裝置以除去細(xì)菌、熱原等。廣州市中醫(yī)院制劑室采用晶源公司提供的反滲透一二級(jí)電去離子一超濾(RO-2EDI-UF)工藝來(lái)生產(chǎn)注射水。連續(xù)運(yùn)行幾個(gè)月后發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)項(xiàng)目pH,氮、氯化物、硫酸鹽、鈣鹽、二氧化碳、硝酸鹽與亞硝酸鹽、重金屬、揮發(fā)物以及細(xì)菌內(nèi)毒素和電導(dǎo)率等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到中國(guó)藥典2005版注射用水標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)產(chǎn)水電阻率穩(wěn)定在17MQ-cm以上，熱原＜0.1EU/mL。,3，處理低濃度金屬離子的廢水由于填充床電滲析中填充的離子交換劑具有降低膜堆電阻、促進(jìn)離子傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，近年來(lái)一些研究者采用該技術(shù)用于去除廢水中的金屬離子，一些代表性的研究實(shí)例見(jiàn)表表2【0】EDI用于去除廢水中的金屬離子EDI技術(shù)可以高效連續(xù)地去除并回收廢水中的重金屬離子污染物，且回收循環(huán)利用廢水，實(shí)現(xiàn)重金屬?gòu)U水“零”排放，并以其實(shí)用性、環(huán)境友好性和良好的市場(chǎng)前景，引起國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注，在眾多實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的推廣與應(yīng)用。但處理過(guò)程中也不同程度存在膜堆適用性差，過(guò)程運(yùn)行不夠穩(wěn)定，易形成金屬氫氧化物沉淀等問(wèn)題。EDI裝置的特點(diǎn)作為純水生產(chǎn)技術(shù)史上的一項(xiàng)革命性進(jìn)展，EDI裝置比傳統(tǒng)混床技術(shù)更為先進(jìn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：離子交換樹(shù)脂不需酸、堿化學(xué)再生，基本無(wú)化學(xué)廢物排放；連續(xù)再生，無(wú)需復(fù)雜的再生操作及備用設(shè)備，運(yùn)行和維護(hù)簡(jiǎn)單，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；模塊化設(shè)計(jì)能夠?qū)⑵淞髁孔龅?50t/h甚至更高，使得EDI系統(tǒng)與各種流量的混床相比，在價(jià)格上具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力；出水純度高，可達(dá)到中華人民共和國(guó)國(guó)家電子級(jí)水I級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其電阻率＞16.8MQ?cm;水回收率高，降低了Si0:和TOC指標(biāo)，且不受入口水質(zhì)波動(dòng)的影響；設(shè)備安裝條件低，占地面積小。此外，EDI具有優(yōu)異的去除二氧化碳、硅、硼、氨等弱解離物質(zhì)的能力，更適用于高純水生產(chǎn)的需要。然而，EDI工藝同任何其他工藝一樣，也存在一定的不足，其中最主要的是對(duì)進(jìn)水水質(zhì)有較高的要求，因?yàn)楫?dāng)EDI在水電離模式下工作時(shí)，電能利用效率較低，通常只有一少部分直流電流用于移動(dòng)鹽離子，其它的電流都被用來(lái)電離水，這使得EDI事實(shí)上只宜用于低鹽度水的精處理，這也是目前常用RO-EDI聯(lián)用的原因。此外，濃水室結(jié)垢以及對(duì)各室壓力的要求也是一個(gè)問(wèn)題。EDI的理論和實(shí)踐都取得了巨大發(fā)展，但大多是圍繞純水制備這一目標(biāo)而展開(kāi)研究盡管有不少關(guān)于填充床電滲析技術(shù)應(yīng)用于其他領(lǐng)域的研究報(bào)道，但大多都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，需要進(jìn)一步開(kāi)展深入研究，推動(dòng)該技術(shù)的推廣應(yīng)用.鑒于EDI技術(shù)在許多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，需要投入較多的人力和物力來(lái)進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究，以促進(jìn)該技術(shù)在環(huán)境保護(hù)、清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用.參考文獻(xiàn)：【1】石紹淵，張曉琴等.填充床電滲析技術(shù)的研究進(jìn)展.膜科學(xué)與技術(shù)，2013年10月，第33卷第5期【2】石紹淵，張曉琴等.填充床電滲析技術(shù)的研究進(jìn)展.膜科學(xué)與技術(shù)，2013年10月，第33卷第5期【3】何明興，何安西，陳秀云等.鋼板酸洗廢液制各高純氧化鐵的研究[J].鋼鐵釩鐵，2000,21(4):18-22.【4】趙毅，王娜等.電去離子(EDI)技術(shù)及其在高純水生產(chǎn)中的應(yīng)用.華北電力大學(xué)學(xué)報(bào).2007年5月，第34卷第3期.【5】趙毅，王娜