EDI工程手冊(cè)中文

/包含OEM客戶(hù)對(duì)Electropure的XL系列連續(xù)電除鹽產(chǎn)品的成功的安裝、操作和維護(hù)信息Containsinformationforthesuccessfulinstallation,operation,andmaintenanceofElectropure’s“XL”ElectrodeionizationproductsbyanOEMcustomer.工程手冊(cè):工程手冊(cè):版本V2.7校正日期:2007年5月Manual:Version2.7.0Updated:May2007照片:XL-500R伊樂(lè)科環(huán)?？萍?上海)有限公司ElectropureEnvironmentalTechnology(Shanghai)Co.,Ltd.網(wǎng)址：Website：,全球分布和聯(lián)系方式日本AMPIonex/MihameToranomon日本AMPIonex/MihameToranomonMinato-Ku1-2-8ToranomonTokyo,Japan+81.3.4570.3819+81.3.4570.3806fax韓國(guó)Innomeditech,Inc.韓國(guó)Innomeditech,Inc.4FHawooBldg,552-7,Dogok1-Dong,Gangnam-Gu,Seoul,Korea135-858+82.2.578.8827+82.2.578.8828fax中國(guó)中國(guó)伊樂(lè)科環(huán)?？萍?上海)有限公司上海市普陀區(qū)真北路988號(hào)7號(hào)樓117室Tel:,61526137Fax:印度印度EvergreenTechnologies,Pvt.,Ltd.3-DMakerBhavan-218NewMarineLines,Mumbai,+91.22.2201.2461+91.22.2201.0024fax總公司/美國(guó)總公司/美國(guó)HeadquartersSnowpure,LLC.130CalleIglesiaSanClemente,CA92672USA+1.949.240.2188+1.949..240.2184faxE-mail:目錄全球分布和聯(lián)系方式2目錄表3第1章：ElectropureEDI技術(shù)6ElectropureEDI概述比傳統(tǒng)離子交換DI優(yōu)越之處電去離子（EDI）工藝ElectropureEDI技術(shù)總述圖1：ElectropureEDI工藝原理示意圖ElectropureEDI工藝詳細(xì)描述各種離子去除特性污染物的影響術(shù)語(yǔ)表ElectropureEDI的知識(shí)產(chǎn)權(quán)EDI技術(shù)總結(jié)第2章：產(chǎn)品描述和產(chǎn)品指南13產(chǎn)品應(yīng)用和純度特性EDI產(chǎn)品指南：“ELECTROPURETM的XL系列產(chǎn)品”模塊的重新組合第3章：常規(guī)操作、條件和特性16標(biāo)準(zhǔn)操作和測(cè)試條件定義運(yùn)行進(jìn)水特性EDI模塊的電力成本直流電源供給要求第4章：工藝變量的影響18所加電壓最佳電壓產(chǎn)水質(zhì)量與電壓關(guān)系電流與進(jìn)水電導(dǎo)率的關(guān)系穩(wěn)定工作狀態(tài)離子特性離子大小離子電荷樹(shù)脂對(duì)離子選擇性系數(shù)容易去除的離子（Na+、Cl-、Ca2+、H+、OH-）大直徑、帶弱電的離子(CO2、硅、硼酸)溫度壓力降與溫度的關(guān)系模塊電阻和溫度的關(guān)系產(chǎn)水品質(zhì)和溫度的關(guān)系（操作條件的再優(yōu)化）電阻率表的溫度校驗(yàn)流量壓力降與流量的關(guān)系圖2：XL系列產(chǎn)品的壓力降出水口壓力對(duì)產(chǎn)水品質(zhì)和內(nèi)部泄露的影響進(jìn)水電導(dǎo)率產(chǎn)水質(zhì)量（在設(shè)計(jì)值和最大流量情況下）第5章：水的品質(zhì)優(yōu)化24基本原理電壓驅(qū)動(dòng)力電流強(qiáng)度離子平衡和pH值“離子前沿”區(qū)域的影響第6章：系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與安全保障26ElectropureEDI預(yù)處理理念EDI系統(tǒng)的保護(hù)與控制一個(gè)最佳EDI系統(tǒng)的構(gòu)成描述一個(gè)EDI模塊的P&ID設(shè)計(jì)圖3：一個(gè)簡(jiǎn)單EDI系統(tǒng)的P&ID設(shè)計(jì)圖多個(gè)模塊設(shè)計(jì)帶有二級(jí)RO系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝說(shuō)明第7章：XL系列EDI模塊清洗和維護(hù)34進(jìn)水鹽/硬度沉淀離子交換樹(shù)脂(TOC有機(jī)污染)顆粒污染電源和再生電極連接器螺栓外部清洗第8章：解決問(wèn)題和故障排除36第9章：輔助設(shè)備和備選項(xiàng)37第10章：Electropure的XL系列模塊圖紙38圖4：模塊外形圖和尺寸圖5：裝配參考圖圖6：配管方案第11章：Electropure公司的質(zhì)量保證條款41第12章：Electropure公司的條款和條件42第13章：安全性43電氣安全電化學(xué)安全第14章：附錄44附錄#1：酸的清洗程序/在濃水室中的結(jié)垢附錄#2：樹(shù)脂清洗程序/進(jìn)水側(cè)有機(jī)物/產(chǎn)水端附錄#3：重新調(diào)整XL系列螺栓扭矩圖7：力矩順序附錄#4：模塊消毒程序附錄#5：模塊再生程序附錄#6：ElectropureEDI模塊的數(shù)據(jù)表格形式附錄#7：EDI能源消耗和電力成本附錄#8：通過(guò)反滲透（RO）和電去離子（EDI）技術(shù)去除二氧化硅附錄#9：EDI模塊預(yù)防冰凍程序附錄＃10：ElectropureEDI模塊材料符合（FDA）美國(guó)食品和藥物管理局標(biāo)準(zhǔn)附錄#11：RO預(yù)處理中CO2的連續(xù)控制第1章：ElectropureEDI技術(shù)ElectropureEDI概述采用Electropure公司的專(zhuān)利產(chǎn)品--電去離子設(shè)備（EDI設(shè)備）可以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的對(duì)高純水的需求。Electropure，從前的HOH水技術(shù)公司，在20世紀(jì)80年代一直是EDI技術(shù)的帶頭人。發(fā)布于1984年的O’Hare專(zhuān)利奠定了EDI技術(shù)的基礎(chǔ)。EDI工藝系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的DI混合樹(shù)脂床來(lái)制造去離子水。與DI樹(shù)脂不同的是，EDI在更換樹(shù)脂床或使用化學(xué)試劑進(jìn)行樹(shù)脂再生時(shí)并不需要關(guān)閉系統(tǒng)。正因?yàn)槿绱耍珽DI：水質(zhì)不穩(wěn)定因素減少到最少最少的運(yùn)行成本EDI主要是從與反滲透（RO）和其它純化設(shè)備處理過(guò)的水中去除離子。我們的高質(zhì)量模塊可以連續(xù)產(chǎn)生高達(dá)18.2MΩ.cm的超純水。EDI可以連續(xù)運(yùn)行或者間歇運(yùn)行。比傳統(tǒng)離子交換DI優(yōu)越之處EDI不需要酸堿化學(xué)試劑用于再生（就像離子交換系統(tǒng)DI的樹(shù)脂再生）EDI再生時(shí)不需要關(guān)閉設(shè)備ElectropureEDI模塊在市場(chǎng)上每單位流量中最小、最輕，因此EDI趨于緊湊產(chǎn)品水水質(zhì)穩(wěn)定一致所需能源少資金的使用經(jīng)濟(jì)—節(jié)約了運(yùn)行費(fèi)用電去離子（EDI）工藝ElectropureEDI的設(shè)計(jì)包括了兩個(gè)成熟的水凈化技術(shù)—電滲析和離子交換樹(shù)脂除鹽。通過(guò)這種革命性的技術(shù)，用較低的能源成本就能去除溶解鹽，而且不需要化學(xué)再生；它能產(chǎn)生好幾個(gè)兆歐（MΩ·cm）電阻率的高質(zhì)量純水，且能夠連續(xù)穩(wěn)定大流量的生產(chǎn)。ElectropureEDI通過(guò)一個(gè)電勢(shì)迫使離子從進(jìn)水流中分離出來(lái)，再進(jìn)入與進(jìn)水流毗連的水流中。EDI與ED不同的是在淡水室中使用了樹(shù)脂—這種樹(shù)脂允許離子在很低電導(dǎo)率的水中更快地遷移。樹(shù)脂在穩(wěn)定狀態(tài)下工作，它們的工作不像一個(gè)離子匯聚庫(kù)，而更像是一個(gè)離子輸送的導(dǎo)體。ElectropureEDI技術(shù)總述圖1：ElectropureEDI工藝原理示意圖電去離子（EDI）工藝采用一種離子選擇性膜和離子交換樹(shù)脂夾在直流電壓下兩個(gè)電極之間（陽(yáng)極（+）和陰極(-)），在兩極間的直流電源電場(chǎng)從RO預(yù)處理過(guò)的水中去除離子。離子選擇性膜同離子交換樹(shù)脂有著相同的工作原理和原材料，他們用于將某種特定的離子進(jìn)行分離。陰離子選擇性膜允許陰離子透過(guò)而不能透過(guò)陽(yáng)離子，陽(yáng)離子選擇性膜允許陽(yáng)離子透過(guò)而不能透過(guò)陰離子，這兩種膜不允許水透過(guò)。通過(guò)在一個(gè)層狀、框架式的組件中放置不同的陰離子選擇性膜和陽(yáng)離子選擇性膜，就建立了并列交替的淡水室和濃水室。離子選擇性膜被固定在一個(gè)惰性的聚合體框架上，框架內(nèi)裝填混合樹(shù)脂就形成淡水室，淡水室之間的層就形成了濃水室。EDI基本重復(fù)單元叫做“膜對(duì)”，見(jiàn)插圖1。模塊的膜對(duì)放置在兩個(gè)電極之間，兩電極提供直流電場(chǎng)給模塊。在提供的直流電場(chǎng)推動(dòng)下，離子通過(guò)膜從淡水室被輸送到濃水室。因此，當(dāng)水通過(guò)淡水室流動(dòng)時(shí)，逐步達(dá)到無(wú)離子狀態(tài)，這股水流就是產(chǎn)品水流。流入ElectropureEDI模塊的RO水被分成了三股獨(dú)立的水流：產(chǎn)水水流（高達(dá)99%的水回收率）濃水水流（一般為5~10%，可以循環(huán)回流到RO進(jìn)水）極水水流（0.5~1%，陽(yáng)極+陰極統(tǒng)一排放）濃水室和產(chǎn)水室（純化）在由變換的陰離子和陽(yáng)離子滲透膜組成的蜂窩式的堆棧中形成單絲屏幕空格。這些形成了兩個(gè)截然不同的、變換的流體腔體。嵌入高聚材料框架的離子選擇性膜和裝滿(mǎn)離子交換樹(shù)脂形成純化室。EDI基本的工作單元稱(chēng)為“膜對(duì)”在圖2中畫(huà)出?！澳?duì)”堆棧位于給模塊施加直流電壓（DC）的兩個(gè)電極之間。第3股水流（極水）持續(xù)不斷地流過(guò)陽(yáng)極和陰極，陽(yáng)極液首先流入陽(yáng)極室，陽(yáng)極室是位于陽(yáng)極和臨近的陰離子選擇性膜之間，在該室PH值下降，產(chǎn)生Cl2和O2。極水流然后流入陰極室，陰極室是位于陰極（-）和一個(gè)臨近的陽(yáng)離子選擇性膜之間。在陰極室，產(chǎn)生H2（氫氣），因此，極水室排出不想要的氯氣、氧氣和氫氣。ElectropureEDI工藝詳細(xì)描述來(lái)自城市水源的水中含有鈉、鈣、鎂、氯化物、硝酸鹽、碳酸氫鹽、二氧化硅等溶解鹽。這些鹽由帶負(fù)電的離子（anion）和帶正電的離子（cation）組成。98%以上的離子都可以通過(guò)反滲透（RO）處理得以去除。城市的水源還含有有機(jī)物、溶解氣體（如：O2，、CO2）、微量金屬和其它微電離的無(wú)機(jī)化合物，這些雜質(zhì)在工業(yè)應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中必須去除（如硼和硅）。RO系統(tǒng)和其預(yù)處理也可以去除許多這些雜質(zhì)。RO產(chǎn)水（EDI進(jìn)水）的電導(dǎo)率理想范圍一般在4-20μS/cm，而根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，超純水或去離子水的電阻率一般在2-18.2MΩ.cm之間。通常，EDI進(jìn)水離子越少，其產(chǎn)品水質(zhì)量越高。ElectropureEDI工藝從水中去除不想要的離子，依靠在淡水室的樹(shù)脂吸附離子，然后將它們遷移到濃水室中。離子交換反應(yīng)在模塊的淡水室中進(jìn)行，在那里陰離子交換樹(shù)脂釋放出氫氧根離子（OH-）而從溶解鹽（如氯化物、Cl-）中交換陰離子。同樣，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂釋放出氫離子（H+）而從溶解鹽中(如鈉、Na+)交換陽(yáng)離子。從水流中去除離子的吸附步驟，在模塊中的停留是有限的（近似10~15秒）。當(dāng)被吸附時(shí)，離子僅僅被外在的直流電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)遷移。一個(gè)直流（DC）電場(chǎng)通過(guò)放置在組件一端的陽(yáng)極（+）和陰極（-）實(shí)現(xiàn)。電壓驅(qū)動(dòng)這些被吸收的離子沿著樹(shù)脂球的表面移動(dòng)，然后穿過(guò)離子選擇性膜進(jìn)入濃水室。直流電場(chǎng)也裂解水分子形成氫氧根離子和氫離子：H2O=OH-+H在圖1中，離子交換膜由垂直線(xiàn)表示，這些垂直線(xiàn)根據(jù)離子穿透性的不同標(biāo)注成不同的幾項(xiàng)。因?yàn)檫@些離子選擇性膜不允許水穿過(guò)，所以他們對(duì)水流來(lái)說(shuō)是個(gè)屏障。帶負(fù)電的陰離子（如OH-、Cl-）被吸引到陽(yáng)極（+）,并且被陰極排斥。這些離子穿過(guò)陰離子選擇性膜，進(jìn)入相鄰的濃水室，而不會(huì)穿過(guò)相鄰的陽(yáng)離子選擇性膜，并滯留在濃水室，并隨濃水流出濃水室。在淡水室中帶正電的陽(yáng)離子（如H+、Na+）被吸引到陰極（-）,并且被陽(yáng)極排斥。這些離子穿過(guò)陽(yáng)離子選擇性膜進(jìn)入臨近的濃水室，他們?cè)谀抢锉慌R近的陰離子選擇性膜阻擋，并隨濃水流出濃水室。在濃水室中，仍然維持電中性。從兩個(gè)方向輸送過(guò)來(lái)的離子彼此相互中和。從電源流過(guò)來(lái)的電流跟移動(dòng)離子的數(shù)目成比例。水裂解離子（H+和OH-）和現(xiàn)存的離子都被遷移并且被加到所要求的電流之中。當(dāng)水流流過(guò)兩種不同類(lèi)型的腔體時(shí)，淡水室中的離子就會(huì)完全被去除，同時(shí)被收集到鄰近的濃水流之中，這就可以從模塊中帶走被去除了的離子。在淡水室和（或）濃水室中使用離子交換樹(shù)脂是ElectropureEDI的關(guān)鍵技術(shù)和專(zhuān)利。在淡水室中還會(huì)發(fā)生一個(gè)重要現(xiàn)象，在電勢(shì)梯度高的特定區(qū)域，電化學(xué)“分解”能夠使水產(chǎn)生大量的H+和OH-離子。這些區(qū)域中產(chǎn)生的H+和OH-離子在混合的離子交換樹(shù)脂中可以使樹(shù)脂和膜不斷再生，并且不需要外加化學(xué)試劑。恰當(dāng)?shù)奶幚鞥DI進(jìn)水對(duì)于EDI理想的性能表現(xiàn)和EDI系統(tǒng)無(wú)故障工作是一個(gè)基本要求（實(shí)際上對(duì)于任何基于離子交換樹(shù)脂的去離子系統(tǒng)都是這樣）。進(jìn)水流中的污染物質(zhì)對(duì)去離子組件會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，要么增加維修頻率，要么減少模塊的使用壽命。因此，RO系統(tǒng)的品質(zhì)和它的預(yù)處理是需要審定的。各種離子去除特性在EDI除鹽過(guò)程中用相同的效率并不能去除所有的離子。這個(gè)事實(shí)會(huì)影響產(chǎn)品水的質(zhì)量和純度。首先去除簡(jiǎn)單離子。離子以電荷最大、質(zhì)量最小和樹(shù)脂對(duì)其吸附能力最大的去除效率最高。這些典型的離子包括：H+、OH-、Na+、Cl-、Ca+2和SO4-2(和一些相似的離子)。在EDI模塊的第一個(gè)區(qū)域，相較其它離子，這些離子優(yōu)先被去除。這些離子的數(shù)量直接影響到其它離子的去除。自H+和OH-離子變得平衡后，PH值接近7.0。EDI模塊的第一個(gè)個(gè)區(qū)域被稱(chēng)為“工作床”。其次去除中等強(qiáng)度離子和極化離子(例如，CO2)。CO2是最常見(jiàn)的EDI進(jìn)水組成。CO2有著復(fù)雜的化學(xué)發(fā)應(yīng)，依據(jù)其H+離子當(dāng)?shù)貐^(qū)域的濃度，被認(rèn)為是可以適度的離子化：CO2+H2O=H2CO3=H++HCO3-=2H++CO3-2當(dāng)PH值在這個(gè)部分接近7.0左右時(shí)，大部分CO2以重碳酸鹽(HCO3-)形式存在。重碳酸鹽被陰離子樹(shù)脂微弱地吸附，如此仍然不能與“簡(jiǎn)單”離子(例如Cl-、和SO4-2)相抗衡。在EDI模塊的第二個(gè)區(qū)域，CO2(包括它所有的形式)相較于強(qiáng)度更加微弱的離子優(yōu)先被去除。EDI進(jìn)水中CO2和HCO3-的數(shù)量強(qiáng)烈影響產(chǎn)品水最終的電阻率以和二氧化硅和硼的去除效率。在ElectropureXL系列產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)，只要CO2(其所有形式)少于5mg/L，就能得到高品質(zhì)的超純水。如果CO2含量是大于10mg/L，它會(huì)影響離子的總體去除率以和嚴(yán)重影響EDI產(chǎn)品水的品質(zhì)和二氧化硅的去除。最后去除強(qiáng)度微弱的離子(例如.，溶解的二氧化硅和硼)。因?yàn)槔缍趸璺肿拥碾x子化能力相當(dāng)微弱，并且難吸附在離子交換樹(shù)脂上，使用任何反電離過(guò)程都很難將之去除。如果已經(jīng)去除了所有的“簡(jiǎn)單”離子，并且去除了所有CO2，EDI模塊就能集中去除電離能力微弱的物質(zhì)種類(lèi)。在模塊第三個(gè)區(qū)域的停留時(shí)間非常重要。停留時(shí)間越長(zhǎng)，去除效率就越高。第三個(gè)區(qū)域較長(zhǎng)的停留時(shí)間，需要RO產(chǎn)品水的電導(dǎo)率達(dá)到最?。ㄈコ罅俊昂?jiǎn)單”離子）同時(shí)使RO產(chǎn)水中CO2的數(shù)量最少化。EDI模塊的第二個(gè)區(qū)域和第三個(gè)區(qū)域被成為“拋光床”。EDI進(jìn)水中不同的離子種類(lèi)，以和它們的濃度，直接影響著EDI的工作性能和效率。 污染物的影響消極影響EDI工藝的主要污染物包括：硬度(鈣、鎂)、有機(jī)物（TOC）、顆粒、SDI、活性金屬（鐵、錳）、氧化劑（氯、臭氧）和二氧化碳。為RO/EDI系統(tǒng)設(shè)計(jì)的預(yù)處理過(guò)程要能夠從進(jìn)水流中盡可能除去這些污染物。在以下的進(jìn)水章節(jié)給出了最低要求。為了加強(qiáng)EDI的性能，較好的系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)該會(huì)大大低于這個(gè)水平。手冊(cè)后面還列出了水處理方法的建議。硬離子能夠?qū)е路礉B透和EDI單元引起結(jié)垢，這時(shí)，在濃水室中陰離子選擇性膜表面pH值很高，濃水室中的壓力降將會(huì)升高，電流效率則會(huì)降低。ElectropureEDI模塊的設(shè)計(jì)可以避免結(jié)垢，然而最小的進(jìn)水硬度可以延長(zhǎng)兩次清洗之間的時(shí)間。有機(jī)物質(zhì)（TOC）能被樹(shù)脂和膜表面吸附，會(huì)引起活性層受阻，一旦樹(shù)脂和膜受阻，去離子的效率將會(huì)降低，模塊電阻也會(huì)增加。顆粒物質(zhì)（SDI）、膠體和懸浮顆粒大量涌入會(huì)造成膜和樹(shù)脂的阻塞。樹(shù)脂的微孔阻塞使通過(guò)模塊的壓力降上升。鐵和其它活性金屬可以崔化氧化樹(shù)脂，并且可以強(qiáng)烈的被樹(shù)脂和膜吸附，從而使其能力衰減，這些在低ppm濃度就會(huì)發(fā)生。氯和臭氧會(huì)損壞離子交換樹(shù)脂和離子選擇性膜并且導(dǎo)致樹(shù)脂疏松，從而降低容量。氯是一種氧化劑，氧化后使TOC顯著增長(zhǎng)，其副產(chǎn)物會(huì)使陰離子樹(shù)脂和膜引起污染，降低樹(shù)脂交換性能，氧化也能引起樹(shù)脂裂解和壓力降上升，模塊壽命縮短。理想的濃度水平為零。CO2：二氧化碳有兩個(gè)影響，第一，CO32-與Ca2+和Mg2+起反應(yīng)形成碳酸鹽結(jié)垢。這種水垢隨進(jìn)水濃度、溫度和pH值的變化而變化。第二，因?yàn)镃O2的電荷隨它的pH值的變化而變化，而且通過(guò)RO或EDI去除它都要依電荷而定，所以它的去處效率將會(huì)不斷變化。即使低的CO2水平（低于5ppm）也能影響產(chǎn)品水電阻率和硅硼的去除效率。術(shù)語(yǔ)表陰離子：一種帶有一個(gè)或多個(gè)負(fù)電荷（如Cl-、OH-、SO42-）的離子（帶電原子或原子團(tuán)）。陽(yáng)極：一種帶正電的電極，吸引陰離子，表層涂鈦。陽(yáng)極電解液：陽(yáng)極附近含有陰離子和收集氣體的水溶液。陰極：一種帶負(fù)電的電極，吸引陽(yáng)離子，通常由不銹鋼制作。陰極電解液：陰極附近含有陽(yáng)離子和收集氣體的水溶液。陽(yáng)離子：一種帶有一個(gè)或多個(gè)陽(yáng)電荷（如Na+、NH4+和Ca2+）的離子（帶電原子或原子團(tuán)）。濃水流：流經(jīng)濃水室并收集離子的水流。電導(dǎo)率：水傳導(dǎo)電流能力的一個(gè)電學(xué)測(cè)量參數(shù)，其值隨水中離子的濃度和水溫的變化而變化。單位是μS/cm，一般是指25℃直流（DC）電流：電流不改變狀態(tài)，在EDI系統(tǒng)中與移動(dòng)的離子數(shù)量成比例，包括水裂解的離子。直流（DC）電壓：電壓不改變極性。電去除離子只有在這種形式的能量下才能發(fā)生。在直流電壓中會(huì)有一些交流的電壓成份存在。電極：傳導(dǎo)電場(chǎng)的金屬板（陽(yáng)極和陰極），并且促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，電極通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與外部電源相連。電解液：電極附近的離子溶液。Electropure單元將兩種電解液匯成一股，在通過(guò)“電解液出口”導(dǎo)出端口將它們輸送到模塊之外。進(jìn)水：垂直進(jìn)入EDI模塊的水。它將供應(yīng)給淡水室、濃水室和極水室。這種水的水源就是反滲透的產(chǎn)品水。GPM(gpm)：加侖每分鐘。水流量的一個(gè)測(cè)量參數(shù)。1.0gpm相當(dāng)于227升/小時(shí)，4.4gpm相當(dāng)于1.0m3/hr離子交換膜：含有離子交換基團(tuán)，對(duì)陰離子或陽(yáng)離子具有選擇性作用的薄膜，且不允許水通過(guò)。離子交換樹(shù)脂：含有離子交換基團(tuán)，對(duì)陰離子或陽(yáng)離子具有吸附作用的樹(shù)脂球。兆歐：（MΩ.cm）電學(xué)測(cè)量參數(shù)的單位，用于計(jì)量從去離子系統(tǒng)中出來(lái)的水的純度。它是一個(gè)電阻參數(shù)。不含雜質(zhì)的超純水在25oC時(shí)可以達(dá)到18.24兆歐.厘米（MΩ·cm）。PH值：氫離子（H+）濃度的一個(gè)測(cè)量參數(shù)。PH值用對(duì)數(shù)從0到14來(lái)表述。PH值為0或在0附近的是強(qiáng)酸性，PH值為7為中性，PH值為14或在14附近是強(qiáng)堿性。分解：水在電流的作用之下分解成H+和OH-，這種情況發(fā)生在淡水室中離子相應(yīng)較少而電壓較強(qiáng)的情況下。它導(dǎo)致水的分解以傳導(dǎo)電流。一般情況下電流靠溶解鹽中的離子傳導(dǎo)。PH值的波動(dòng)一般跟分解作用有關(guān)。水的極化分解作用可以使離子交換樹(shù)脂再生。ppb：十億分之一，或μg/l。用于衡量水中離子的數(shù)量，如：超純水中的硅含量。ppm:百萬(wàn)分之一，或mg/l。用于標(biāo)識(shí)水中總?cè)芙夤腆w數(shù)目（TDS）的參數(shù)單位。這個(gè)參數(shù)單位一般用于描述進(jìn)入EDI模塊的水流的純度。在低電導(dǎo)率時(shí)，1ppm近似等于2μs/cm。成品（淡水）水流：流經(jīng)純化室或淡水室的水流。這股水流就是去離子水。電阻率：描述水阻擋電流的能力的測(cè)量參數(shù)。離子濃度降低，電阻率就增加；離子濃度增加，電阻率就降低。這個(gè)參數(shù)與用EDI實(shí)現(xiàn)的去離子水平有關(guān)。不含雜質(zhì)的超純水在25℃可以達(dá)到18.24MΩ.鹽：由金屬或帶正電的根原子團(tuán)完全或部分取代酸中的氫離子之后形成的一種化合物。鹽類(lèi)舉例：酸金屬或帶正電的根原子團(tuán)鹽HCl鈉(Na+)NaClH2SO4鈣(Ca+2)CaSO4HNO3鎂(Mg+2)Mg(NO3)2H2SO4鉀(k+)KHSO4TOC:總有機(jī)碳：水樣品中活性有機(jī)化合物的含量數(shù)目參數(shù)。非有機(jī)炭總量（CO2）為從總碳中減去有機(jī)碳后剩下的部分。用ppm或毫克/升表示。USP超純水：USP質(zhì)量要求，被采用蒸餾、離子交換、電去離子技術(shù)、或其它恰當(dāng)?shù)墓に噷⑺兓?，遵從EPA(美國(guó)環(huán)?？偸?飲用水規(guī)則并且包含無(wú)額外物質(zhì)存在。ElectropureEDI的知識(shí)產(chǎn)權(quán)Electropure公司，以前的HOH水技術(shù)公司，擁有形成EDI技術(shù)基礎(chǔ)的O’Hare專(zhuān)利（美國(guó)專(zhuān)利號(hào)：US4,465,573）。它同時(shí)還有一個(gè)改良性工作專(zhuān)利，是關(guān)于離子交換膜技術(shù)的專(zhuān)利（美國(guó)專(zhuān)利號(hào)：US6,503,957）。其他公司擁有關(guān)于EDI在系統(tǒng)中應(yīng)用的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。Electropure公司不默許推薦她的用戶(hù)使用其它知識(shí)產(chǎn)權(quán)，并且沒(méi)有義務(wù)代表她的用戶(hù)在他們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)中為其組建、安裝或是操作EDI。EDI技術(shù)總結(jié)Electropure受專(zhuān)利權(quán)保護(hù)的電去離子（EDI）模塊的高效性能，在連續(xù)的電去離子過(guò)程中已經(jīng)得到驗(yàn)證?！癊lectropureXL系列”EDI對(duì)DI混合樹(shù)脂床系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是個(gè)非常經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型產(chǎn)品，它有著許多優(yōu)點(diǎn)。雖然建設(shè)EDI系統(tǒng)的基建成本比混合樹(shù)脂床系統(tǒng)高，但是運(yùn)行成本和其它的工藝優(yōu)點(diǎn)對(duì)于使用ElectropureEDI是大有裨益的。

第2章：產(chǎn)品描述和產(chǎn)品指南產(chǎn)品應(yīng)用和純度特性超純水用于微電子和半導(dǎo)體生產(chǎn)，也用于生物醫(yī)學(xué)和實(shí)驗(yàn)室研究，還用于藥品制造業(yè)，作為蒸餾的預(yù)處理，發(fā)電過(guò)程當(dāng)中的鍋爐水，食品和飲料業(yè)以和需要用到去離子水的各種工業(yè)領(lǐng)域。下面是典型的工業(yè)行業(yè)的離子含量規(guī)范。這些并不代表工業(yè)用純水中的全部規(guī)范，而只是與EDI有關(guān)的一些規(guī)范指標(biāo)。半導(dǎo)體超純水（來(lái)源：1993年Balazs分析實(shí)驗(yàn)室）：測(cè)試項(xiàng)目單位可達(dá)到可接受報(bào)警臨界電阻率功25MΩ.cm17.5溶解性二氧化硅ppb<0.2<1>3>10硼ppb：分類(lèi)項(xiàng)目電子一級(jí)E-I電子二級(jí)E-II電子三級(jí)E-III電子四級(jí)E-IV電阻率(最小,Megohm.cm)18(95%的時(shí)間),不小于1717.5(90%的時(shí)間),不小于16120.5SiO2(總硅,最大,μg/L)510501,000顆粒數(shù)(個(gè)/ml)1310100細(xì)菌(最大,ml)1/1,000mL10/1,000mL10mL100mL總有機(jī)碳TOC(最大,μg/L)25503001,000內(nèi)毒素(EU/ml)0.030.25n/an/a銅(最大,μg/L)112500氯(最大,μg/L)11101,000鎳(最大,mg/L)0.112500硝酸鹽(最大,mg/L)115500磷酸鹽(最大,mg/L)115500鉀(最大,μg/L)225500鈉(最大,μg/L)0.5151,000硫酸鹽(最大,mg/L)115500鋅(最大,μg/L)0.515500電子一級(jí)E-I：這種水將被分類(lèi)作為微電子用水，被使用在生產(chǎn)寬度在1.0μm以下的產(chǎn)品設(shè)備上。這是超純水在大容量和最臨界狀態(tài)的應(yīng)用。電子二級(jí)E-II:這種水將被分類(lèi)作為微電子用水，被使用在生產(chǎn)寬度在5.0μm以下的產(chǎn)品設(shè)備上。這種水應(yīng)該是足夠的為生產(chǎn)大多數(shù)大容積產(chǎn)品,產(chǎn)品尺寸在1.0μm之上和在5.0μm以下。電子三級(jí)E-III:這種水將被分類(lèi)作為微電子用水，被使用在生產(chǎn)寬度在5.0μm以上的產(chǎn)品設(shè)備上。這種等級(jí)的水可以被使用來(lái)生產(chǎn)稍大的組件和一些小的組件，水中的痕量雜質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生影響。電子四級(jí)E-IV:：電子級(jí)的水被分類(lèi)可以作為非臨界電鍍用水和其它普通用途用水，這些水由于儲(chǔ)存在水箱因而會(huì)一直與大氣相接觸。來(lái)源:奧斯莫利克斯Osmonics純水手冊(cè),第2版,1997年;ASTM國(guó)際組織:.發(fā)電鍋爐水（與鍋爐壓力和用途有關(guān)）測(cè)試項(xiàng)目單位典型電阻率，25MΩ.cm10-13總硅ppb5-20水的分類(lèi):IIIAB電阻率,M.cm18.21.0TOC,ppb1050Na,Cl,ppb15硅,ppb33細(xì)菌/100mL110內(nèi)毒素,EU/mL<0.03<0.25制藥用水：根據(jù)各個(gè)國(guó)家法律規(guī)定的不同其要求也有所不同（如USP_XXIII,XXIV）。注意，在美國(guó)，WFI要求作最終處理，采用蒸餾，或者膜分離。USP純化水是被采用蒸餾、離子交換、電去離子技術(shù)或其它恰當(dāng)?shù)墓に噷⑺兓?，遵從美?guó)EPA（美國(guó)環(huán)保總署）飲用水規(guī)則，并且包含無(wú)額外物質(zhì)存在。USP現(xiàn)在已經(jīng)在日本和歐洲的JP和EP標(biāo)準(zhǔn)形成了聯(lián)盟。在任一個(gè)USP水處理系統(tǒng)中，EDI都可以作為首選的工藝單元。測(cè)試項(xiàng)目單位USP-24限度電導(dǎo)率，25μS/cm<1.251級(jí)pH5.0-7.0TOCμg/L500細(xì)菌cfu/mL<100普通用途去離子（DI）水：測(cè)試項(xiàng)目單位典型值電阻率，25MΩ.cm>2EDI產(chǎn)品指南：“Electropuretm的XL系列產(chǎn)品”“ElectropuretmXL”EDI系列模塊設(shè)計(jì)成為OEM純水系統(tǒng)中一種非常經(jīng)濟(jì)的模塊。與其它EDI組件相比，這種模塊在設(shè)計(jì)上具有下列優(yōu)點(diǎn)： 能夠建立簡(jiǎn)單的EDI系統(tǒng) 一級(jí)RO的產(chǎn)水可以作為進(jìn)水 不需要有濃水的循環(huán) 容易實(shí)現(xiàn)在整體式架子上的模塊排列 重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊 鋁制附件朝向正面 配套防水的電氣附件在模塊的反面 模塊組件和螺栓隱蔬在模塊內(nèi)部 膜由Electropure公司自行研制 內(nèi)部設(shè)計(jì)與EPM系列相同，并且已經(jīng)發(fā)展了許多年?！癊lectropuretmXL系列”模塊的流量范圍從50lph~3.35m3/h（0.5gpm到14.75gpm）。每種模塊都有一個(gè)流量范圍推薦值。多個(gè)模塊可以并成幾乎是無(wú)限制的龐大系統(tǒng)，最大系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是150m3/hr（600gpm）。我們的高質(zhì)量模塊根據(jù)進(jìn)水條件和操作條件的不同，可以產(chǎn)生10-18.2MΩ.cm的純水。下表列出了各種“Electropuer產(chǎn)品流量范圍gpm流量范圍m3/h工作電壓VDC尺寸寬9”高寬210mm高560mmXL-100R1/4到3/450到150l/h48（30~60）深：6”深：150mmXL-200R1/2到11/2100到300l/h100（60-120）7”180mmXL-300R11/2到4300到900l/h150（100-160）9”230mmXL-400R3到70.7到1.5200（150-220）11”280mmXL-500R6到101.3到2.3300（200-320）14”360mmXL-500RL7到14.751.6到3.35350（200-390）1410mm*精確尺寸（英寸和毫米）見(jiàn)尺寸圖紙。模塊的重新組合XL系列在設(shè)計(jì)上是一個(gè)可任意組合的單元。替換模塊比裝船往返重新組裝會(huì)更經(jīng)濟(jì)而且產(chǎn)生更少的環(huán)境影響。

第3章：常規(guī)操作、條件和特性標(biāo)準(zhǔn)操作和測(cè)試條件Electropure的EDI模塊性能主要依賴(lài)于不同的操作條件，包括OEM的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。正因?yàn)槿绱耍珽lectropure在發(fā)貨之前要在標(biāo)準(zhǔn)條件之下對(duì)模塊進(jìn)行測(cè)試；我們模塊的質(zhì)量以制造控制工藝和最后的測(cè)試程序?yàn)闇?zhǔn)。Electropure不能保證在OEM的系統(tǒng)中各種過(guò)于具體的特殊性能，因?yàn)闆](méi)有控制設(shè)計(jì)和沒(méi)有控制系統(tǒng)的操作條件。Electropure對(duì)其模塊的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品測(cè)試非常有信心，其產(chǎn)品測(cè)試程序可以保證達(dá)到了優(yōu)越的模塊性能。各種工藝變量對(duì)質(zhì)量的影響將在下面的章節(jié)中討論。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件：Electropure用經(jīng)過(guò)活性碳過(guò)濾、軟化、微孔過(guò)濾以和50~65%回收率的RO運(yùn)行處理后的水進(jìn)行測(cè)試。RO的產(chǎn)水質(zhì)量總含鹽量（TDS）范圍從2.5到4.0ppm，包括5ppm的CO2和200~300ppb的硅。溫度范圍20~30℃人可接受的，并且保留每個(gè)模塊的記錄。應(yīng)客戶(hù)的要求，Electropure還可以在標(biāo)準(zhǔn)條件下，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝好的模塊重新進(jìn)行測(cè)試，以確保質(zhì)量可靠。定義 所加電壓：加在每個(gè)模塊陽(yáng)極和陰極之間的直流電壓。所需電壓的大小主要取決于模塊中單元室的數(shù)目?？梢员硎境煞?單元。 電流：流過(guò)每個(gè)模塊的直流電流。電流大小取決于RO進(jìn)水的離子負(fù)荷，模塊的回收率和水的裂解數(shù)量。基本上與單元的數(shù)目無(wú)關(guān)。 模塊電阻：等于電壓除以電流，一般用歐姆或歐姆/單元。 電力需求：提供必要的電流與電壓的電力。一般用kW/gpm表示。 電力效率：實(shí)際電流除以要求輸送進(jìn)水離子的理論電流，以%表示。 進(jìn)水流：送入純化室一轉(zhuǎn)化成成品的水流，也可以包括送到濃水室和極水室的進(jìn)水。 產(chǎn)水：從純化室中出來(lái)的成品水。 濃水：從收集離子的收集水中排除的廢液。一般是進(jìn)水的5~10%。 極水：從陽(yáng)極和陰極室排除的廢液，一般是進(jìn)水的0.5~1%。 回收率：等于產(chǎn)水除以總進(jìn)水流量。如果濃水流返回RO預(yù)處理系統(tǒng)，一般為99%。如果濃水排到下水道，則可能為90-95%。運(yùn)行進(jìn)水特性：以下是Electropure所能夠感保證的最低運(yùn)行要求。精確值更多地接近設(shè)計(jì)目標(biāo)，就能得到更理想的ElectropureEDI模塊性能。水源： 反滲透RO產(chǎn)水，電導(dǎo)率1-20μS/cm。最佳電導(dǎo)率在2-10μS/cm。PH值： 5.0to9.5(pH7.0至8.0之間EDI有最佳電阻率性能，但硬度要低于常規(guī)值)，注意到典型的低PH值進(jìn)水時(shí)由于CO2的存在而導(dǎo)致產(chǎn)水質(zhì)量下降。溫度： 5°Cto35°C.最佳質(zhì)量在25°C。進(jìn)水壓力： 0.15~0.5MPa(1.5~5bar)，模塊壓力降取決于流量和溫度。出水壓力： 濃水和極水出水壓力要比產(chǎn)水出水壓力低。硬度(以CaCO3計(jì))：最大1.0ppm在90%回收率時(shí)。有機(jī)物： TOC最大0.5ppm，建議檢測(cè)不出。氧化劑： 活性氯(Cl2)最大0.05ppm，建議檢測(cè)不出；臭氧(O3)最大0.02ppm，建議檢測(cè)不出。金屬： 最大0.01ppmFe、Mn、變價(jià)性金屬離子硅： 最大0.5ppm.反滲透RO產(chǎn)水典型范圍是50-150ppb總CO2： 建議小于5ppm.高于10ppm時(shí)，產(chǎn)水品質(zhì)很大程度上依賴(lài)于CO2水平和PH值顆粒： 建議用無(wú)顆粒的反滲透RO產(chǎn)水（直接進(jìn)入）或者將中間水箱的水采用1μm預(yù)先過(guò)濾。EDI模塊的電力成本典型的XL-500模塊工作在300VDC，電流為2amps的情況下工作8個(gè)小時(shí)，成本1在美元以下。這是在假定電源的效率為85%，當(dāng)?shù)氐碾娰M(fèi)為每千瓦時(shí)0.12美元的條件下。見(jiàn)附錄7的能源和成本計(jì)算。直流電源要求電源必須為可以調(diào)節(jié)的直流電源，須有足夠的電源供給以保證在通常的操作條件和最高的極限工作條件下的使用。電壓輸出應(yīng)該是可調(diào)的，且電壓范圍應(yīng)該包括再生條件。電源也應(yīng)該有限定電流容量以保護(hù)電源自己和EDI模塊，每個(gè)模塊可以單獨(dú)安裝保險(xiǎn)絲。電流大小取決于EDI進(jìn)水的電導(dǎo)率和其水回收率。應(yīng)該有電流設(shè)計(jì)富余量以滿(mǎn)足模塊再生時(shí)的高電流需要。出于保護(hù)的目的必須有無(wú)水狀態(tài)和關(guān)斷電源的系統(tǒng)連鎖。它可以通過(guò)遠(yuǎn)程PLC或者系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制。電源可以有內(nèi)部診斷和報(bào)警繼電器輸出。交流電成份可能在5%以上，交流的低頻和高頻脈沖可以影響到就地電子儀表的讀數(shù)，比如：電導(dǎo)率表或電阻率表。電源供給應(yīng)該符合UL、CSA或CE的當(dāng)?shù)卮a要求，當(dāng)?shù)卮a可能有特定要求，比如：功率因素修正（PFC）和EMI防護(hù)。如果NEMA等級(jí)有要求，那么必須有足夠的散熱以保持電源系統(tǒng)冷卻。典型的電源供給效率為85~90%，因此，交流（AC）輸入電源需要比額定的電源供給高出10~15%。模塊數(shù)典型操作電壓,DC典型電流RO水4ppm最大電壓最大電流RO水15ppm1個(gè)XL-100R48(30-60)V3Amps80V8Amps1個(gè)XL-200R100(60-120)V3Amps150V8Amps1個(gè)XL-300R150(100-160)V3Amps200V8Amps1個(gè)XL-400R200(150-220)V3Amps300V8Amps1個(gè)XL-500R300(200-320)V3Amps400V8Amps1個(gè)XL-500RL350(200-390)V3Amps400V8Amps3個(gè)XL-500R300(200-320)V9Amps400V24Amps20個(gè)XL-500R300(200-320)V60Amps400V160Amps說(shuō)明：電源供給應(yīng)該盡可能的達(dá)到最大的要求。第4章：工藝變量的影響所加電壓電壓是將混合的離子從進(jìn)水流中推向濃水流的驅(qū)動(dòng)力。特定區(qū)域的電壓梯度也會(huì)導(dǎo)致H2O分裂成H+和OH-離子，在EDI模塊中這種持續(xù)不斷的形式和局部的高濃度區(qū)域使拋光層樹(shù)脂一直保持H和OH形態(tài)，因而可以充分的去除類(lèi)似CO2和硅等物質(zhì)，這些也防止了細(xì)菌在EDI模塊中的生長(zhǎng)。多余的H+和OH-也從進(jìn)水流中被遷移到濃水流中，它們也參與到任何一種雜質(zhì)離子在遷移地區(qū)的競(jìng)爭(zhēng)。最佳電壓最佳的電壓范圍首先取決于模塊內(nèi)部單元的數(shù)目。正常的工作電壓范圍近似是5到8伏/單元。參閱電源供給要求對(duì)于推薦的操作電壓范圍。最佳電壓也取決于：溫度濃水電導(dǎo)率濃水流量比例（回收率）產(chǎn)水質(zhì)量與電壓關(guān)系要獲得最高質(zhì)量的水，就要設(shè)定一個(gè)理想的電壓值。比這個(gè)電壓值低，就沒(méi)有足夠的驅(qū)動(dòng)力在淡水流流出模塊之前驅(qū)動(dòng)離子經(jīng)過(guò)淡水室的樹(shù)脂床，然后穿過(guò)離子選擇性膜；比理想值高時(shí)，則過(guò)壓的產(chǎn)生將使過(guò)多的水發(fā)生裂解，并因此產(chǎn)生過(guò)強(qiáng)的電流，而且還將導(dǎo)致離子的極化作用，發(fā)生反擴(kuò)散現(xiàn)象，這就會(huì)降低成品水的電阻率。在每種模塊類(lèi)型的設(shè)置范圍之內(nèi)，其最佳值將取決于離子負(fù)荷和水的回收率。高的進(jìn)水離子負(fù)荷和高的回收率將導(dǎo)致濃水室中較高的離子濃度，這樣就降低了整個(gè)模塊的電阻。模塊的電阻低可以導(dǎo)致最佳電壓值的降低。參閱硅去除章節(jié)——關(guān)于電壓如何影響硅的去除和防止硅污染。電流與進(jìn)水電導(dǎo)率的關(guān)系典型的標(biāo)稱(chēng)電壓下XL系列模塊的電流為2-4amps，其進(jìn)水電導(dǎo)率為4-10μS/cm。電流同樣可以低于1amp，在高的進(jìn)水電導(dǎo)率（如20~30μS/cm）將會(huì)導(dǎo)致高達(dá)8amp或更高的電流?；旧?，電流與遷移離子的總數(shù)成比例。這些離子包括RO淡水中的雜質(zhì)離子，如Na+和Cl-，還包括由水裂解產(chǎn)生的H+和OH-。水的裂解率與特定區(qū)域的電壓梯度有關(guān)，較高的樹(shù)脂室的電壓能夠使較多的水裂解成可以遷移的H+和OH-。一部分電流的比例直接跟進(jìn)水的離子含量（TDS，或μS/cm）成比例，另一部分與水的裂解成比例。電流的比例隨過(guò)度電壓非線(xiàn)性增大?！半娏餍省笔窃贓DI進(jìn)水中所要求遷移的雜質(zhì)離子的總電流的分?jǐn)?shù)。如果模塊電流高于預(yù)期，那可能是因?yàn)殡妷罕茸罴阎翟O(shè)定高了，過(guò)度的水裂解導(dǎo)致了過(guò)度的電流。電流也取決于濃水流量，也即模塊的水回收率，通常濃水流量是進(jìn)水流量的10%，如果濃水流量低于要求，則濃水有更大的電導(dǎo)特性，那么電流就會(huì)上升。穩(wěn)定工作狀態(tài)通常，一個(gè)EDI模塊會(huì)產(chǎn)生高品質(zhì)的水，這是因?yàn)镋DI模塊有過(guò)量的混合離子交換樹(shù)脂，在拋光區(qū)域呈H和OH形態(tài)。然而，工作條件改變之后，模塊需要8到24小時(shí)來(lái)達(dá)到真正新的穩(wěn)定狀態(tài)。真正的穩(wěn)定狀態(tài)就是達(dá)到進(jìn)入模塊和離開(kāi)模塊的離子平衡。在穩(wěn)定狀態(tài)，離子的遷移動(dòng)力和進(jìn)入的離子速率相匹配，穩(wěn)定狀態(tài)對(duì)于微量離子如硅可以有長(zhǎng)達(dá)2~4周的有效捕捉。如果電壓降低或者離子負(fù)荷增加，樹(shù)脂就開(kāi)始吸附多余的離子。這種情況下，離開(kāi)模塊的離子比進(jìn)入模塊的離子少，最后達(dá)到一個(gè)新的平衡。在這時(shí)，“工作離子前沿”開(kāi)始從底部附近向模塊上部擴(kuò)展。如果電壓增加或者離子負(fù)荷降低，樹(shù)脂就會(huì)將多余的離子釋放到濃水流中，離開(kāi)模塊的離子就會(huì)大于進(jìn)入模塊的離子。在這時(shí)，“工作離子前沿”的位置就會(huì)靠近模塊的進(jìn)口。這就是隨后的“再生”程序的工作機(jī)理。在運(yùn)行過(guò)程中，模塊中離子的平衡是判斷EDI系統(tǒng)是否工作在穩(wěn)定狀態(tài)的非常有價(jià)值的工具。穩(wěn)定狀態(tài)：出去的離子總數(shù)=進(jìn)入的離子總數(shù)模塊離子填充：出去的離子總數(shù)<進(jìn)入的離子總數(shù)模塊從過(guò)負(fù)荷恢復(fù)：出去的離子總數(shù)>進(jìn)入的離子總數(shù)離子特性EDI系統(tǒng)去除離子的能力一部分取決于離子種類(lèi)的屬性。在標(biāo)準(zhǔn)的樹(shù)脂床中，吸附力量和吸附動(dòng)力取決于離子的大小、水合作用的程度和樹(shù)脂的類(lèi)型。。離子大小以下離子的大小是25oC時(shí)水溶液中的有效尺寸。這些尺寸包括了完全水合作用。有效尺寸越大，擴(kuò)散速率越慢，較大的離子EDI去除效果不太好。有效尺寸越大，電荷的貢獻(xiàn)越大，樹(shù)脂的吸附效果越差。離子半徑?陽(yáng)離子陰離子<3K+、NH4+Cl-、NO3-3.5OH-、F-4.0-4.5Na+SO4-2、CO3-2-6.0Li+、Ca+2、Fe+28.0-9.0H+、Mg+2、Fe+3離子電荷離子電荷越大，所加電壓驅(qū)動(dòng)離子穿過(guò)離子選擇性膜的力就越大。這由較高的水合程度和擴(kuò)散較慢的大而重的分子加以平衡。樹(shù)脂對(duì)離子選擇性系數(shù)下表列出了樹(shù)脂對(duì)不同的離子的選擇性。這是它們相對(duì)樹(shù)脂的吸附強(qiáng)度的一個(gè)測(cè)量系數(shù)。較強(qiáng)地吸附就意味著較少地穿過(guò)樹(shù)脂床或EDI模塊。陽(yáng)離子選擇性系數(shù)陰離子選擇性系數(shù)Li+0.8HSiO3-H+1.0F-0.1Mg2+1.2HCO3-0.5Na+1.6OH0.6Ca2+1.8Cl-1.0NH4+2.0NO3-3.3K+2.3I-7.3容易去除的離子（Na+、Cl-、Ca+2、H+和OH-）Na+、Cl-、Ca+2、H+和OH-是容易被EDI去除的離子，所有這些離子能很好的被樹(shù)脂吸附，并且有一個(gè)電荷從而不容易被極化，這些離子在EDI的“工作床”區(qū)域相當(dāng)容易去除。大直徑、帶弱電的離子（二氧化碳、硅、硼酸）二氧化硅（SiO2）、硼酸（H3BO3）、二氧化碳(CO2)在正常運(yùn)行和正常的pH值下，帶有微弱的負(fù)電荷。正因?yàn)槿绱?，它們?huì)被微弱地吸附到樹(shù)脂當(dāng)中，所加的電壓對(duì)它們也有微弱的驅(qū)動(dòng)力。要有效地去處這些離子，就要采用其他系統(tǒng)的一些方法：進(jìn)水最小的離子數(shù)量進(jìn)水最少的CO2含量在RO系統(tǒng)中最大的去除硅和硼增加pH值可以增加它們的電荷和驅(qū)除電勢(shì)。CO2可以作為一種氣體在經(jīng)過(guò)RO處理之前加以去處。硅酸（H2SiO3）的pK1為9.77。硼酸（H3BO3）的pK1為9.28。碳酸（H2CO3）的pK1為6.35。因此，用不太高的pH就可以去除碳酸氫鹽離子；只有當(dāng)pH>10時(shí)，才能有效地去除二氧化硅和硼酸。當(dāng)然，要工作在高pH狀態(tài)，必須首先去除過(guò)硬的陽(yáng)離子。提高EDI進(jìn)水的PH值達(dá)不到預(yù)期的目標(biāo)，因?yàn)镹a+和OH-是非常容易去除的離子，在EDI前簡(jiǎn)單的加入NaOH，對(duì)于EDI“工作床”區(qū)域只會(huì)使離子負(fù)荷上升，并且PH值在“工作床”末端又回到7.0，從而，“拋光床”區(qū)域的大小是變小了。見(jiàn)附錄8對(duì)二氧化硅的討論。溫度壓力降與溫度的關(guān)系由于受水的粘性的影響，壓力降與溫度有很大的關(guān)系。下表列出了基于25oC時(shí)，在一定溫度下水的絕對(duì)粘性和相對(duì)粘性。壓力降將隨粘性的增加或降低成比例的變化。說(shuō)明：水在5℃時(shí)的粘度比在25溫度相對(duì)粘度絕對(duì)粘度（CP）5oC（41℉+70%1.5115oC（59℉+28%1.1420oC（68℉+12%1.0025oC（77℉0.8930oC（86℉-10%0.8035oC（95℉-19%0.72模塊電阻與溫度的關(guān)系當(dāng)溫度增加時(shí)，模塊的電阻就會(huì)降低。在給定電壓值下，電流就會(huì)增加。發(fā)生這種現(xiàn)象的一個(gè)原因是高溫下離子的活性增強(qiáng)。在其它條件相同的情況下，溫度每改變1oC，模塊的電阻將改變2%。質(zhì)量的優(yōu)化與其它因素（下面）也有關(guān)系，因此電壓的優(yōu)化設(shè)定也需要隨著溫度發(fā)生變化。產(chǎn)水品質(zhì)與溫度的關(guān)系（操作條件的再優(yōu)化）系統(tǒng)的運(yùn)行有一個(gè)理想的溫度。當(dāng)溫度升高到35oC時(shí)，由于水中離子的遷移和移動(dòng)更加容易因而產(chǎn)品水質(zhì)量通常會(huì)提高，如果更高溫度將會(huì)由于離子的泄漏而降低產(chǎn)水品質(zhì)。這是由于吸附到離子交換樹(shù)脂的離子減少造成的。此外，實(shí)際離子的電阻特性，在沒(méi)有溫度補(bǔ)償?shù)那闆r下，將會(huì)升高，從而使讀數(shù)失去精確性（見(jiàn)下面的部分）。在高的溫度時(shí)，將要求一個(gè)較低的電壓來(lái)遷移離子進(jìn)入濃水室。當(dāng)溫度逐漸下降到15oC時(shí)，產(chǎn)水品質(zhì)會(huì)降氏。其中有些是由于溫度補(bǔ)償中的錯(cuò)誤所致；有些是因?yàn)槲降诫x子交換樹(shù)脂離子增加所致。當(dāng)溫度繼續(xù)下降時(shí)，穿過(guò)離子選擇性膜的擴(kuò)散作用將會(huì)增大，這時(shí)產(chǎn)品水質(zhì)量就會(huì)下降。溫度非常低時(shí)，就需要更高的電壓來(lái)使水進(jìn)行高效的裂解，并且快速遷移行動(dòng)遲緩的離子。電阻率表的溫度校驗(yàn)電阻率計(jì)量會(huì)隨著溫度發(fā)生了強(qiáng)烈的改變，通常被校正到標(biāo)準(zhǔn)溫度25℃。較高的溫度下，含有雜質(zhì)離子的水的導(dǎo)電特性也較高，因?yàn)檫@時(shí)離子的活性增強(qiáng)。同樣地，溫度升高，超純水將具有較低的電阻特性，因?yàn)檫@時(shí)水會(huì)電離出更多的H+和OH-對(duì)于儀表溫度的修正是較大范圍的，通常會(huì)出錯(cuò)，因而需要一個(gè)高質(zhì)量的電阻率表。對(duì)于自來(lái)水和反滲透（RO）產(chǎn)水的電導(dǎo)率與溫度的對(duì)應(yīng)校正關(guān)系大約為2%/oC。在一定溫度下對(duì)超純水的電阻率進(jìn)行校驗(yàn)，其相對(duì)關(guān)系為5-7%/oC。因此溫度的校驗(yàn)關(guān)系系數(shù)大。當(dāng)工作溫度不等于25oC時(shí)，這一點(diǎn)就顯至關(guān)重要。熱的去離子（DI）水精確地測(cè)量是最困難的。溫度，oC未補(bǔ)償電阻率。MΩ.cm61531.82518.23511.1流量壓力降與流量的關(guān)系有三種模塊壓力降需要考慮：進(jìn)水與產(chǎn)水濃水的進(jìn)口與出口極水的進(jìn)口與出口當(dāng)流過(guò)它們的流量增加時(shí)，這些流體上的壓力降也會(huì)增加。壓力降就是在模塊的進(jìn)口和出口處的接頭附近測(cè)量出來(lái)的。極水壓力降：在0.05gpm（11lph）時(shí)，壓力降大約為20psi（1.4bar）。如果壓力降高于這個(gè)值，那么進(jìn)口就有可能被殘?jiān)氯?。進(jìn)水口的水必須作精密過(guò)濾。由于每個(gè)組件只有一對(duì)陽(yáng)極/陰極，這個(gè)流量應(yīng)該與組件的大小和單元的多少無(wú)關(guān)。正常流量（gpm）極水正常流量（lph）極水初始?jí)航禈O水0.02558-12psi（0.5-0.8bar）0.0501016-24psi（1.1-1.6bar）0.0751524-36psi（1.6-2.5bar）濃水壓力降：每種設(shè)計(jì)、每種運(yùn)行模式甚至每種EDI模塊都有不同的濃水流量。Electropure建議濃水流量調(diào)整為EDI產(chǎn)水的10%。如果在工作過(guò)程當(dāng)中，濃水的壓降上升，就可能需要清洗或者在濃水的進(jìn)口處存在殘?jiān)?。進(jìn)水口的水需要精密過(guò)濾。下表給出了各種模塊的初始?jí)航倒烙?jì)值。模塊型號(hào)濃水常規(guī)流量(gpm)濃水常規(guī)流量(lph)濃水初始?jí)毫担?5°C）XL-100R0.05gpm10lph5-7psi(0.3-0.5bar)XL-200R0.10206-8psi(0.4-0.6bar)XL-300R0.25507-9psi(0.5-0.6bar)XL-400R0.501008-10psi(0.5-0.7bar)XL-500R0.752009-11psi(0.6-0.8bar)XL-500RL1.2530011-13psi(0.75-0.9bar)*注：每個(gè)模塊的單元數(shù)目在Electropure公司可能會(huì)隨時(shí)發(fā)生變化。進(jìn)水與成品水壓力降：進(jìn)水對(duì)成品水的壓降隨著流量的增大而增大。如上所述，溫度下降，壓降將上升。壓降近似地與流量成線(xiàn)性關(guān)系（第一次序）。也即，流量增加兩倍，壓降也增加兩倍。圖2：XL系列產(chǎn)品的壓力降對(duì)于一個(gè)新的模塊來(lái)說(shuō)，在流量范圍的下限時(shí)（如XL-500R的6gpm），壓降可以低到20psi（1.4bar）；在流量范圍的上限（如：XL-500R的10gpm），壓降可以高達(dá)45psi（3.0bar）。上面的圖2顯示了進(jìn)水與成品水的初始?jí)航?。這時(shí)測(cè)量?jī)x表的安裝與進(jìn)口和出口的接口裝置非常接近。當(dāng)水溫不在25℃在多數(shù)線(xiàn)條中可以看出顯著的壓降趨勢(shì)。Electropure公司發(fā)現(xiàn)有的用戶(hù)將只有30psi壓力降的模塊誤認(rèn)為有80psi的壓力降，其中的50psi是由于太小的管道、計(jì)量閥門(mén)、流量計(jì)、電磁閥、彎頭和三通引起的。出水口壓力對(duì)產(chǎn)水質(zhì)量和內(nèi)部泄漏的影響由于平板和框架式的模塊是拼在一塊兒的并且用密封墊片密封，不可避免會(huì)發(fā)生內(nèi)部泄露。在一個(gè)EDI模塊中，如果濃水泄漏到淡水室，就會(huì)使產(chǎn)品的電阻率遭受到大的影響。產(chǎn)水出口壓力必須大于濃水出口壓力。為了確保內(nèi)部泄露不至于影響到產(chǎn)品的質(zhì)量，成品水的出口應(yīng)該有比濃水流和極水流更高的壓力。這樣任何泄露都不會(huì)增加成品流中的離子數(shù)目。對(duì)于簡(jiǎn)易的系統(tǒng)，濃水流出口處不能有背壓施加，在系統(tǒng)中，有手動(dòng)閥門(mén)控制濃水的背壓，會(huì)導(dǎo)致操作的復(fù)雜和操作的失誤。當(dāng)輸送濃水到RO的進(jìn)水口，最好將濃水垂直灌入外部的水箱，然后獨(dú)立用泵送到RO的預(yù)處理系統(tǒng)。當(dāng)這樣做時(shí)可以使模塊回收率接近99%。進(jìn)水電導(dǎo)率產(chǎn)水質(zhì)量（在設(shè)計(jì)值和最大流量情況下）產(chǎn)品水的質(zhì)量取決于模塊在進(jìn)水流出去之前從淡水室中去除離子的能力。過(guò)多的進(jìn)水離子必然要影響產(chǎn)品水的質(zhì)量。對(duì)于主要的離子電導(dǎo)率（NaCl）和弱離子（二氧化硅、硼和碳酸氫鹽）都是如此。多余的離子可以增加負(fù)荷，從而導(dǎo)致兩種后果。首先是EDI組件內(nèi)工作床的深度增加這會(huì)導(dǎo)致拋光床變小從而使其去除弱電離子的能力減弱。降低進(jìn)水電導(dǎo)率有助于提高對(duì)二氧化硅和CO2去除能力。第二個(gè)后果是當(dāng)進(jìn)水電導(dǎo)率增加時(shí)，模塊的電流增加。更多的離子遷移需要更多的電能。電流的增加并不是線(xiàn)性的，因?yàn)殡娏魍瑯訒?huì)驅(qū)動(dòng)已經(jīng)裂解的水分子。進(jìn)水電導(dǎo)率的增加將導(dǎo)致電流的增加。第5章：水的品質(zhì)優(yōu)化基本原理電壓驅(qū)動(dòng)力對(duì)于每一種操作條件來(lái)說(shuō)，都有一個(gè)最佳電壓。對(duì)于具體的操作條件，所加電壓可能太大，也可能太小。每種模塊都有一個(gè)典型的電壓范圍優(yōu)化最佳電壓應(yīng)該在這個(gè)范圍之內(nèi)。如果電壓太低，則驅(qū)動(dòng)力太小，這就不能將足夠的離子從淡水室遷移到濃水室中。而且可能不會(huì)使足夠的水發(fā)生裂解，從而使離子交換樹(shù)脂不能進(jìn)行有效的再生。在拋光層可能不能充分捕捉和遷移類(lèi)似二氧化硅這樣的雜質(zhì)離子。如果初始設(shè)置的電壓值過(guò)低，模塊中的離子交換樹(shù)脂將被離子填充，直到達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，這樣進(jìn)入模塊的離子就比離開(kāi)模塊的離子要多。其癥狀主要表現(xiàn)為濃水流中的離子比正常水平低。穩(wěn)定狀態(tài)可能要8-24小時(shí)才能獲得在此期間，產(chǎn)品水質(zhì)將會(huì)逐漸下降。如果電壓過(guò)高，就會(huì)有過(guò)多的水發(fā)生裂解，驅(qū)動(dòng)力的效率下降。其癥狀首先是在極水中產(chǎn)生多余的氣體，而后濃水中也會(huì)產(chǎn)生氣體。過(guò)高的電壓也會(huì)產(chǎn)生一種稱(chēng)為“濃度反擴(kuò)散”現(xiàn)象，在這種狀態(tài)下，離子將被迫從濃水?dāng)U散到鄰近的淡水室以保持電中性。如果初始設(shè)置的電壓值升高，模塊中的離子交換樹(shù)脂就開(kāi)始釋放離子，直至達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在此期間，離開(kāi)模塊的離子多于進(jìn)入模塊的離子。其癥狀表現(xiàn)為濃水流電導(dǎo)率的增大。穩(wěn)定狀態(tài)可能要8-24小時(shí)才能獲得在此期間，產(chǎn)品水品質(zhì)將會(huì)逐漸提高。電流強(qiáng)度EDI模塊較底部的電流強(qiáng)度非常高，這是由于進(jìn)水中主要離子的遷移所致。濃水有一定高的電阻特性，因?yàn)槟抢锏乃旧鲜请妼?dǎo)率為2-20微西門(mén)子的RO水。EDI模塊的上部，濃水流中充滿(mǎn)了它從工作床中收集的離子，在90%回收率時(shí)，濃水流的電導(dǎo)率是進(jìn)水濃縮了10倍，因此電導(dǎo)率為20~200μS/cm之間。因此，淡水室此時(shí)將有更高的壓降（在那里，已經(jīng)剩下幾乎沒(méi)有了進(jìn)水離子），在此區(qū)域，唯一的結(jié)果是水的裂解率更高，并且導(dǎo)致質(zhì)子（H+）和氫氧根離子的遷移率更高。這樣會(huì)有利于拋光床的存在和更好的去除CO2和硅，以和生產(chǎn)更高電阻率的產(chǎn)品水。只有模塊處于平衡狀態(tài)而且沒(méi)有過(guò)高的電流強(qiáng)度時(shí)，產(chǎn)品水的質(zhì)量才能得以?xún)?yōu)化。樹(shù)脂床的拋光部分的再生能力對(duì)獲得最高的電阻率至關(guān)重要。離子平衡和pH值在一個(gè)離子水平上必須維持在電中性狀態(tài)，對(duì)于陽(yáng)離子就不可能擴(kuò)散的比陰離子多。即使在分子或原子級(jí)別也要保持電中性。這就不可能發(fā)生擴(kuò)散的陽(yáng)離子比陰離子多的情況。正因?yàn)槿绱?，離子平衡顯得至關(guān)重要。如果進(jìn)水中的離子流形成了高遷移率的陽(yáng)離子和低遷移率的陰離子，這時(shí)EDI的驅(qū)動(dòng)力會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)遷移率最低的離子。此外，移動(dòng)的質(zhì)子（H+）和氫氧根離子（OH-）將在調(diào)節(jié)離子平衡的過(guò)程當(dāng)中扮演重要的角色。如果進(jìn)水流中的離子存在較大的不匹配，則在產(chǎn)品水流和濃水流之間將發(fā)生較大的pH值的變換。這時(shí)質(zhì)量就無(wú)法優(yōu)化。PH值因此也極大的影響著產(chǎn)水品質(zhì)。較低的pH值，多余的H+將作為反離子擴(kuò)散到進(jìn)水流的陰離子中去。進(jìn)水流中的陽(yáng)離子將不能有效的去除。PH值較高，質(zhì)子不再扮演反陽(yáng)離子的角色。二氧化碳帶電量（碳酸氫鹽）將會(huì)增加，遷移率也將增加。二氧化硅的帶電量和遷移率也將增加。建議理想的操作條件是PH為7.0，最好有最少的CO2存在?！半x子前沿”區(qū)域的影響如上所述，“離子前沿”（EDI模塊中“工作床”和“拋光床”的位置分界點(diǎn)）對(duì)產(chǎn)品水品質(zhì)也非常重要。對(duì)于生產(chǎn)電阻率最高、二氧化硅的含量最低的水，必須設(shè)定變量來(lái)最大限度的擴(kuò)大拋光床的深度。離子負(fù)荷必須是最小產(chǎn)品水流量應(yīng)該是在給定范圍最高流量以下電壓應(yīng)該是最佳工作電壓（不是太高或太低）濃水流量應(yīng)該是恰當(dāng)?shù)模ㄈ纾?0%回收率，以便能有效的去除膜表面的離子，這將消耗施加于淡水室端的電壓二氧化碳負(fù)荷應(yīng)該最小PH值應(yīng)該在7.0為節(jié)約能源，如果對(duì)于應(yīng)用而言較低品質(zhì)的水足夠，則可以擴(kuò)大工作床的深度并且限制拋光床的深度。這可以通過(guò)以下途徑獲得：降低電壓降低濃水流量（較高的回收率）這可以降低模塊的電阻。這也可以通過(guò)濃水的循環(huán)或加鹽來(lái)實(shí)現(xiàn)。說(shuō)明：這樣的風(fēng)險(xiǎn)就是在濃水室硬度的結(jié)垢。第6章：系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與安全保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)是OEM的職責(zé)我們這一部分的目的是闡述如何用適當(dāng)?shù)奶匦院筒考?lái)組裝一個(gè)系統(tǒng)。如果OEM的選擇是不包括設(shè)備或控制以降低成本，那么它自己就會(huì)有風(fēng)險(xiǎn)。重要因素包括：EDI預(yù)處理（進(jìn)水水質(zhì)控制）系統(tǒng)保護(hù)和控制容易操作的系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)構(gòu)成最少要求系統(tǒng)構(gòu)成的選擇項(xiàng)（和益處）安全性設(shè)計(jì)系統(tǒng)優(yōu)化取決于用戶(hù)的需求，有些系統(tǒng)可以?xún)?yōu)化到能以最低的基建成本，提供10M.cmEletropureEDI預(yù)處理理念EDI進(jìn)水的預(yù)處理是非常的重要。模塊的壽命、模塊性能和模塊的維護(hù)頻率都取決于進(jìn)水流中雜質(zhì)的含量。預(yù)處理對(duì)于EDI的成功運(yùn)行就像對(duì)于RO的成功運(yùn)行一樣重要。見(jiàn)EDI進(jìn)水規(guī)范部分。對(duì)EDI的進(jìn)水進(jìn)行更好的預(yù)處理可以使模塊的清洗頻率降到最低。這包括最少的有機(jī)物（TOC）污染、硬度（Ca+2）結(jié)垢和細(xì)小的顆粒。預(yù)處理水平主要由OEM的設(shè)計(jì)師和他們的用戶(hù)根據(jù)初期投資和運(yùn)行成本來(lái)決定。Electropure公司相信一個(gè)簡(jiǎn)單的EDI系統(tǒng)對(duì)于用戶(hù)是最好的系統(tǒng).一個(gè)簡(jiǎn)單的RO-EDI系統(tǒng)（沒(méi)有EDI濃水循環(huán)）可以避免額外的成本支出和使EDI更精致更可靠。ElectropureEDI模塊系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)為直接從RO進(jìn)水，RO產(chǎn)水電導(dǎo)率為1-20μS/cm，正因?yàn)槿绱?，可以設(shè)計(jì)和建設(shè)非常簡(jiǎn)單的EDI系統(tǒng)。那種更復(fù)雜的系統(tǒng)有著濃水循環(huán)要求、電導(dǎo)率的控制、循環(huán)流量和壓力的平衡控制，這些要求有循環(huán)泵、閥門(mén)、電導(dǎo)率表、流量計(jì)或者軟化器。一個(gè)加鹽系統(tǒng)看起來(lái)似乎是有利于系統(tǒng)，但是這將要求有化學(xué)藥劑的維護(hù)和減弱了EDI“無(wú)化學(xué)藥品添加”的益處。在濃水循環(huán)中問(wèn)題會(huì)復(fù)雜，包括所有離子的濃縮，如結(jié)垢性離子Ca+2、SO4-2、硅等，循環(huán)系統(tǒng)也會(huì)形成細(xì)菌的溫床從而要求設(shè)立紫外殺菌（UV，254nm）設(shè)施。EDI系統(tǒng)的保護(hù)與控制為保護(hù)EDI模塊，確保EDI模塊較長(zhǎng)的壽命，采取一些系統(tǒng)保護(hù)措施是非常必要的。一些只是簡(jiǎn)單的工程優(yōu)化。最重要的是防止在模塊沒(méi)有水流的情況下施加電壓。違背這個(gè)原則，將導(dǎo)致對(duì)EDI模塊不可逆轉(zhuǎn)的損壞。關(guān)鍵的測(cè)量參數(shù)和報(bào)警條件是：極水流的流量高于最小值濃水流的流量高于最小值產(chǎn)水流的流量高于最小值RO運(yùn)行正常RO電導(dǎo)率低于最大值溫度在限制范圍之內(nèi)全部預(yù)處理合適（無(wú)報(bào)警）以下是典型的用于一個(gè)理想的RO-EDI系統(tǒng)的構(gòu)成列表。除此之外，還有一張典型的單模塊系統(tǒng)的P&ID（工藝和儀表控制點(diǎn)圖）。對(duì)于多模塊系統(tǒng)，模塊被并聯(lián)連接并加電，其它的思想完全一樣。一個(gè)最佳EDI系統(tǒng)的構(gòu)成描述這些描述和這部分隨后的圖紙有關(guān)?；钚蕴浚簭倪M(jìn)水流中除去氯氣和一些氯胺，以保護(hù)反滲透膜、離子交換樹(shù)脂和離子選擇性膜不受化學(xué)氧化降解。它還能夠除去許多溶解有機(jī)物和殺蟲(chóng)劑，防止它們通過(guò)反滲透膜而進(jìn)入EDI模塊。軟化器：從進(jìn)水流中除去硬的陽(yáng)離子（Ca2+、Mg2+）以防止在RO或EDI中結(jié)垢。軟化后允許RO系統(tǒng)有較高的回收率。軟化后也允許進(jìn)水流的pH值升高，使得二氧化碳和二氧化硅能更有效的從RO和EDI系統(tǒng)中除去。也可以除去促使PA薄膜和EDI中樹(shù)脂催化氧化的鐵和其它活性金屬。說(shuō)明：在RO系統(tǒng)中使用化學(xué)阻垢劑會(huì)使透過(guò)RO膜的硬度增加，這些就會(huì)進(jìn)入到EDI系統(tǒng)中，為了使EDI清洗頻率最小，那么EDI進(jìn)水硬度應(yīng)該最小。懸浮物過(guò)濾器：從進(jìn)水流中除去不溶解物質(zhì)，防止反滲透膜阻塞。去除氣體組件：為了得到高電阻率的高質(zhì)量的純水，進(jìn)水中的氣體也要除去。其中最主要的是除去CO2。低含量的CO2可以使EDI模塊更有效地去除SiO2。去除氣體模塊可以是一個(gè)氣體傳送膜單元，像：Liqui—Celeq\o\ac(○,R)有膜脫氣系統(tǒng)。最好置于RO之后，但是也可以置于前面。這些可以作為一個(gè)選項(xiàng)從Electropure公司購(gòu)買(mǎi)。反滲透系統(tǒng)：除去大多數(shù)溶解鹽和有機(jī)物。如果恰當(dāng)維護(hù)，一個(gè)RO系統(tǒng)可以除去98~99%以上的離子和有機(jī)物質(zhì)。恰當(dāng)?shù)念A(yù)處理對(duì)于較低的維護(hù)頻率至關(guān)重要。RO膜最好用高脫鹽率復(fù)合膜（TFC）。反滲透將進(jìn)水分成兩股水流成品水和濃縮水。只有成品水才能進(jìn)入EDI模塊，RO濃縮水有太高的硬度和其它雜質(zhì)離子。壓力調(diào)節(jié)器：用于調(diào)節(jié)供給反滲透膜以和EDI模塊上的壓力。壓力表：測(cè)量RO和EDI水流的工作壓力。參見(jiàn)最小和最大工作壓力參數(shù)。取樣閥：小的“測(cè)試閥”允許一個(gè)人在系統(tǒng)常規(guī)運(yùn)行和故障狀態(tài)時(shí)采集水的樣品。建議從產(chǎn)水和濃水流中取樣，在多模塊系統(tǒng)中從每一個(gè)模塊采樣是最理想的。流量計(jì)：測(cè)量各種水流的流量?？梢越o控制器發(fā)送信號(hào)。流量開(kāi)關(guān)：確保僅僅當(dāng)有水流量時(shí)EDI才能供電，如果流過(guò)EDI模塊的流量太小或沒(méi)有水，它將引起系統(tǒng)關(guān)閉。這個(gè)可以由電源單元直接互鎖或是通過(guò)控制器互鎖。電導(dǎo)率表：測(cè)量并顯示從RO和EDI的各個(gè)部件出來(lái)的成品水的質(zhì)量。RO的成品一般測(cè)量電導(dǎo)率或總?cè)芙夤腆wTDS，EDI產(chǎn)水一般測(cè)量電阻率（M.cm）。傳感器#1：用于測(cè)量進(jìn)入EDI組件的水的質(zhì)量（電導(dǎo)率）。傳感器#2：用于測(cè)量EDI成品的質(zhì)量（電阻率）。控制器：提供包括啟動(dòng)和自動(dòng)操作在內(nèi)的系統(tǒng)控制。可以直接控制電源。可以包括EDI數(shù)字化控制以?xún)?yōu)化EDI性能。應(yīng)該包括EDI流量過(guò)低時(shí)關(guān)斷電源的保護(hù)程序。應(yīng)該在RO電導(dǎo)率高于設(shè)定值或EDI電阻率低于設(shè)定值時(shí)報(bào)警。在自動(dòng)沖水模式中，應(yīng)該能夠?qū)O的成品水轉(zhuǎn)換到下水道直到獲得初始電導(dǎo)率的品質(zhì)這可以防止EDI的離子過(guò)載，減少EDI的維修頻率?？梢园凑沼脩?hù)的要求增加其它的保護(hù)措施?？梢愿S的主控制器進(jìn)行通訊。電源供給：給EDI模塊提供直流（DC）電壓的電力源，應(yīng)該有電流限制，并且能被系統(tǒng)控制器關(guān)斷。為保護(hù)EDI模塊，電源應(yīng)在EDI模塊的任何水流的流量低于設(shè)定值時(shí)自動(dòng)關(guān)斷。壓力調(diào)節(jié)閥：防止產(chǎn)生過(guò)大的預(yù)處理壓力的波動(dòng)。XL系列EDI模塊：通過(guò)Electropure的電去離子技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)凈化的凈化器。它將RO產(chǎn)水分成兩股流體，EDI產(chǎn)水和EDI濃水流。只有很少的一部分(0.05gpm)EDI極水流入下水道。EDI模塊可以并到一塊兒運(yùn)行以獲得更大的流量。EDI的濃水流可以重新送回到RO的進(jìn)水中（選擇1），或者加以回收用作其它用途，或者經(jīng)下水道排出（選擇2）。沒(méi)有必要將濃水進(jìn)行循環(huán)一次性通過(guò)模塊可使系統(tǒng)簡(jiǎn)化。EDI產(chǎn)水的壓力應(yīng)比濃水的壓力高以防止反向泄露和品質(zhì)降低。建議使用（隔膜閥或針形閥）閥門(mén)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量EDI模塊的流量并對(duì)濃水和極水的流量加以控制。這使得下部流體的出口壓力降到最低。如果設(shè)置恰當(dāng)，這些控制有助于最大限度提高效率。在一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮中，注意任何反壓（或背壓）是都會(huì)對(duì)已淡化的產(chǎn)品水品質(zhì)產(chǎn)生影響，并且，如果這種影響過(guò)大，就會(huì)損壞模塊，這一點(diǎn)是非常重要的。氣體排放：注意極水廢液中含有水和氣體。氣體包括Cl2(大部分溶解)、H2和O2。這些氣體必須被安全排出。這是OEM和用戶(hù)的職責(zé)。注意到H2的爆炸極限水平（LEL）為4%，所以這種氣體必須分散，加以稀釋。正常的安全范圍是LEL水平為25%，或低于1%。一個(gè)EDI模塊的P&ID設(shè)計(jì)P&ID中EDI模塊的符號(hào)至今仍未確定。以下是推薦使用的符號(hào)。這種符號(hào)與RO組件的符號(hào)相似，又能反映出模塊之間的幾種連接關(guān)系和EDI模塊的電氣特性。這種符號(hào)在P&ID中可按下面的方式進(jìn)行連接：產(chǎn)品水淡水進(jìn)水濃水出水極水出水濃水進(jìn)水極水進(jìn)水+產(chǎn)品水淡水進(jìn)水濃水出水極水出水濃水進(jìn)水極水進(jìn)水+圖3：一個(gè)簡(jiǎn)單EDI系統(tǒng)的P&ID圖

多模塊設(shè)計(jì)多個(gè)模塊可以并列安裝到一個(gè)框架內(nèi)，以獲得較高的流量系統(tǒng)。這種設(shè)計(jì)思想實(shí)際上可以獲得的流量是沒(méi)有限制的。所有的同種型號(hào)的Electropure模塊有著相似的水力學(xué)原理。正因?yàn)槿绱?，可以采用單管道系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水、濃水和極水裝上支管來(lái)給各個(gè)模塊供水。模塊之前的壓力降差異應(yīng)該是小于±15%。然而，這種多支管的設(shè)計(jì)應(yīng)該使所有模塊的進(jìn)水口壓力相同，從而得到相同的進(jìn)水速率。在可能的地方，多個(gè)支管要保持對(duì)稱(chēng)。Electropure建議，這些支管的尺寸要稍微大一些，以使各個(gè)支管中的壓力降達(dá)到最低。在每個(gè)模塊上最好還要裝上流量開(kāi)關(guān)，這樣在達(dá)到報(bào)警條件（上面）時(shí)能夠報(bào)警。當(dāng)然，也可以在流入模塊的三個(gè)主要的進(jìn)水處只裝一個(gè)流量開(kāi)關(guān)。如果是更多的模塊數(shù)量，應(yīng)該在每一類(lèi)水流中安裝獨(dú)立的流量開(kāi)關(guān)。電壓可以并列加到每個(gè)模塊上。一個(gè)直流（DC）電源或一個(gè)電壓可控硅整流器可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)模塊。建議作為監(jiān)視設(shè)備，每個(gè)模塊的電流應(yīng)該可以測(cè)量。對(duì)于單個(gè)模塊來(lái)說(shuō)，限流特性可以對(duì)模塊起到保護(hù)作用；對(duì)于共用一個(gè)電源的多模塊系統(tǒng)，對(duì)于每個(gè)模塊應(yīng)該安裝保險(xiǎn)絲并能單獨(dú)報(bào)警。每個(gè)模塊出口（濃水和產(chǎn)水）的取樣閥（Testcock）有助于判斷框架上每個(gè)模塊的性能。帶有二級(jí)RO系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶有二級(jí)RO聽(tīng)起來(lái)好象是EDI產(chǎn)水品質(zhì)提高的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，這其中有一個(gè)設(shè)計(jì)上的錯(cuò)覺(jué)。一般而言，RO-RO-EDI的性能并不一定能象RO-EDI那樣好。典型的二級(jí)RO系統(tǒng)的電導(dǎo)率常常低于1-2微西門(mén)子，進(jìn)入到濃水/極水中的水的電導(dǎo)特性不夠，所以模塊電阻會(huì)上升，電流會(huì)下降。模塊就不能將離子從主進(jìn)水流（穿過(guò)膜）中遷移到濃水中，產(chǎn)品水的品質(zhì)也會(huì)受到影響。如果RO的水電導(dǎo)率小于2μS/cm，濃水的進(jìn)水電導(dǎo)率應(yīng)設(shè)計(jì)在10~100μS/cm范圍內(nèi)，使?jié)馑鏊妼?dǎo)率達(dá)到40~100μS/cm的理想值。在系統(tǒng)中的物質(zhì)平衡可從通過(guò)濃水進(jìn)出口濃度和回收率進(jìn)行計(jì)算。為了優(yōu)化帶有二級(jí)RO-EDI系統(tǒng)，可以采用好幾種系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案：從第一級(jí)RO（>20μS/cm）產(chǎn)水中給濃水和極水供水，或者從二級(jí)RO（>20μS/cm）進(jìn)水，選擇取決于電導(dǎo)率。在濃水和極水中加鹽（NaCl，優(yōu)良的鹽），大約維持電導(dǎo)率在10~100μS/cm以達(dá)到在濃水出水口電導(dǎo)率為40~100μS/cm。循環(huán)濃水形成進(jìn)出——出水的循環(huán)系統(tǒng)，這種作法我們并不推薦，因?yàn)槿绻欲}（NaCl）會(huì)更簡(jiǎn)單和更好，可以避免硬度離子的累積而結(jié)垢，并且濃水循環(huán)會(huì)導(dǎo)致細(xì)菌的繁衍。將第二級(jí)RO全部去掉，或者將它跟第一級(jí)RO并聯(lián)安裝，以提高系統(tǒng)的處理能力（RO-EDI）。在UPS24標(biāo)準(zhǔn)的注射用水中，應(yīng)用RO-EDI-RO工藝，將第二級(jí)RO安裝在EDI之后作為最后的膜分離應(yīng)用。安裝說(shuō)明安全性請(qǐng)?jiān)诎惭b前閱讀并理解本手冊(cè)的安全部分。請(qǐng)培訓(xùn)你的同事，使其充分理解EDI模塊的安全設(shè)計(jì)和安全操作。最關(guān)鍵的安全主題是在有水的條件下使用本電氣設(shè)備、以和對(duì)在電極附近產(chǎn)生的氣體的處理。模塊操作處理模塊在設(shè)計(jì)上輕巧、緊湊。即使如此，也不要輕易在模塊的鋁板和電氣接頭處抬起模塊。不要采用管口末端抬起模塊。在鋁質(zhì)框架結(jié)構(gòu)上有8處可抬舉模塊的固定點(diǎn)。裝配方式選項(xiàng)參閱第十章的“裝配方式建議”圖紙。固定組件，將19個(gè)正面螺栓可以用扭矩扳手上緊。模塊可以按照多種不同的方式進(jìn)行裝配。最常見(jiàn)的方式是安裝在L型或U型支架上，確保模塊能安全穩(wěn)定地放置在支架上。模塊可以獨(dú)立固定，周邊是垂直的支架。然后，通過(guò)在模塊頂部的任意二個(gè)固定孔可以將模塊安全的固定。模塊也可以用3/8的桿通過(guò)頂部四個(gè)相同的孔將其懸掛固定。模塊前面或后面的固定孔不能上螺絲，因?yàn)樵谡{(diào)整螺栓的過(guò)程當(dāng)中，會(huì)束縛和壓迫模塊的部件。其中一個(gè)平板在調(diào)整扭矩過(guò)程中能夠自由移動(dòng)。模塊安裝方向Electropure的EDI模塊在設(shè)計(jì)上能夠安裝在立式或者說(shuō)垂直位置，氣體能夠被收集在一個(gè)室中。如果模塊安裝在水平位置，氣體就會(huì)被禁錮在腔體中，影響離子的去除。管道和軟管連接標(biāo)準(zhǔn)模塊給主進(jìn)水和產(chǎn)水提供了1”的內(nèi)螺紋接口（FNPT）。這些連接材料都是高強(qiáng)應(yīng)工程塑料。在安裝之前，為了防止損壞和隨后的泄露，對(duì)螺紋的保護(hù)非常重要。在旋轉(zhuǎn)螺紋時(shí)用工具卡住接口以防止它轉(zhuǎn)動(dòng)。如果在上緊的過(guò)程中，接口螺紋不能固定，它們可能開(kāi)裂且需要返回工廠進(jìn)行維修。用特氟?。═eflon）帶或純TFE膠對(duì)螺紋進(jìn)行密封。不要使用用于金屬螺紋的密封劑，因?yàn)樗３：心芟魅蹙酆衔锊牧献饔玫娜軇?。即使是“FDA認(rèn)可”的管道密封劑也含有這種溶劑。使用含有溶劑的管道密封劑，將會(huì)使Electropure的質(zhì)保條款失去效力。不要過(guò)緊地旋轉(zhuǎn)螺紋。開(kāi)始可纏上一半螺紋，留出線(xiàn)頭，再用特氟隆帶接著沿螺紋方向繼續(xù)纏繞。螺紋可重疊一半的特氟隆帶的寬度。將外螺紋接頭擰進(jìn)模塊上的1”1”衛(wèi)生級(jí)快速連接是可以選擇的。這個(gè)選項(xiàng)帶有兩個(gè)1”Sani-techtm衛(wèi)生級(jí)管件接口，接口處有保護(hù)帽。丁腈橡膠（Buna-N）密封圈和快開(kāi)式管卡。濃水和極水的軟管連接為3/8”和1/4”（見(jiàn)模塊圖紙），而且是插入式，自密封形式。極水出水管道是“黃色”。有公制軟管轉(zhuǎn)換接頭供選擇。參閱第10章的模塊圖紙。接地模塊本身通過(guò)固定到支架上接地，電源通過(guò)主直流（DC）系統(tǒng)接地。模塊所有的導(dǎo)電部件都接到一根接地的綠色導(dǎo)線(xiàn)上。這根導(dǎo)線(xiàn)要由有合格資格的電氣工程師將其在適當(dāng)?shù)奈恢蒙吓c大地相連。由于水也能導(dǎo)電，電流能通過(guò)水導(dǎo)通到大地。好的設(shè)計(jì)上是在各個(gè)進(jìn)水口和出水口提供一個(gè)“T”形連接頭，通過(guò)導(dǎo)電體能直接連到大地（如：帶導(dǎo)線(xiàn)的不銹鋼棒）。注意，電測(cè)量?jī)x表，如電導(dǎo)率和電阻率探頭，如果通過(guò)測(cè)量流體的電流/電壓或者測(cè)量到地的電阻產(chǎn)生偏差，它們可能給出的讀數(shù)都會(huì)有誤差。說(shuō)明：直流電源供給可能包含高或低頻率的有規(guī)則的交流（AC）成份。電源連接和接線(xiàn)規(guī)定直流（DC）電源要與模塊的陽(yáng)極和陰極牢固連接。吸引陰離子的為陽(yáng)極，吸引陽(yáng)離子的