EDI（Electrodeionization）即电去离子技术，它是指一种将电渗析技术与离子交换技术有机地结合在一起的膜分离技术，是全膜法水处理工艺（UF + RO + EDI）的一个重要组成部分。EDI通过阴、阳离子交换膜对阴、阳离子的选择性透过作用，在直流电场的作用下实现水中离子的定向迁移，从而达到水的深度除盐。EDI通过水解离产生的氢离子（H+）和氢氧根离子（OH–）来实现淡水室中所装填的离子交换树脂的再生，从而实现不需要使用酸、碱化学品再生离子交换树脂就能连续制备超纯水。EDI具有技术先进、结构紧凑、操作简便的优点，可广泛地应用于电力、微电子、制药、化工和实验室等领域，是水处理技术的绿色革命。

今天，

小编就与EDI（电去离子）相关的

几个技术参数进行浅析：

FCE（进水相当电导率）

FCE是Feed(water)Conductivity Equivalent的缩写，即进水相当电导率。FCE是EDI系统总的离子负荷的近似值，其主要用途是用于估算所需的直流电流。

  • FCE的估算公式如下:

    FCE =（进水电导率测量值 µS/cm）+（mg/L CO2）x 2.79 +（mg/L SiO2）x 2.04

    通常EDI进水的FCE应小于40µS/cm。

  • EDI膜堆所需直流电流的计算公式如下:

    I = 1.31 x QxFCE/（cells x eff）

    其中: I = 直流电流, 每个膜堆的安培数（每对电极）

    Q = 产水流量, L/min/膜堆

    FCE = 进水相当电导率, µS/cm

    # cells = 膜对数量

    eff = 电流效率, %

电流效率（Current Efficiency）

电流效率的定义为“用于迁移离子所需的电流占所施加的电流的百分比”，余下的电流则用于再生树脂。电流效率越低，所需的电流越高。在计算 EDI 膜堆所需的直流电流时，通常电流效率的取值如下:

  • 微电子行业超纯水应用: 5%
  • 电力行业锅炉补给水处理及制药行业热水消毒应用: 10%
  • 制药行业非热水消毒应用: 15%
  • 一般工业应用: 20%
进水电导率, 以NaHCO3计

有的EDI厂家限定EDI的进水电导率（等同于NaHCO3）小于43µS/cm，是因为RO产水中可能会存在二氧化碳 （CO2），故EDI进水主要为NaHCO3型，而非NaCl型。

E-因子（E-factor）

有的EDI厂家在估算EDI所需的直流电流时习惯用E-因子（E-factor）。E-因子的定义为“实际施加的电流与所需最小理论电流的比值”。E-因子越大，能用于树脂再生所需的过量的电子数量就越多（与用于迁移离子的电子数量相比），产水水质也就越好。通常E-因子应大于3-10。

TEA（总可交换阴离子）

TEA是Total Exchangeable Anions的缩写，即总可交换阴离子，通常以CaCO3（mg/L）计。它包括所有阴离子及以阴离子形式被EDI去除的物质，包括Cl–、SO42-等强酸根离子，也包括来自CO2和SiO2的贡献。

不同的EDI厂家推荐的TEA经验计算公式有所不同。

  • EDI厂家A

    TEA = 50 x（CCl-/35.5 + 2CSO42-/96 + CNO3-/62 + 1.7CCO2/44 + 1.7HCO3-/61 + 1.5CSiO2/60 + …）

    ……其中所有物质的浓度均以mg/L计。

  • EDI厂家B

    TEA =（进水电导率测量值 µS/cm）x 2/3 + （mg/L CO2）x 2

    通常EDI进水的TEA应小于25mg/L（以CaCO3 计）。

TEC（总可交换阳离子）

TEC是Total Exchangeable Cations的缩写，即总可交换阳离子，通常以mg/L CaCO3计。它代表进水中存在的所有阳离子及以阳离子形式被EDI去除的物质。NH3的含量可从进水的NH4+和pH值计算得出，也包括在TEC的计算中。

TEC经验计算公式如下:

TEC = 50 x（2CCa2+/40 + 2CMg2+/24 + CNa+/23 + CK+/39 + CNH4+/18 + CNH3/17 + …）

……其中所有物质的浓度均以mg/L计。

由于二氧化碳（CO2）和二氧化硅（SiO2）也是TEA的一部分，所以TEA通常会大于TEC，因此一般来说限制EDI进水的TEA即可。

总氯、游离氯、化合氯及余氯

总氯（Total Chlorine）包括以“游离氯（Free Chlorine）”和“化合氯 （Combined Chlorine）”两种形式存在的氯。总氯和总余氯不存在本质差别，不过我们一般称总氯，很少称总余氯。

  • 游离氯又称游离性余氯，指以次氯酸 （HOCl）、次氯酸酸根 （ClO–） 和溶解的单质氯形式存在的氯。当氯气 （Cl2） 溶于水，会水解形成次氯酸 （HOCl）。次氯酸 （HOCl）是一种弱酸，会部分分解形成次氯酸根（ClO–），分解过程受温度及 pH 值影响。当pH 在6-9.5范围内，由于次氯酸 （HOCl） 分解不完整，次氯酸 （HOCl）和次氯酸根 （ClO–）在水中共同存在。

    Cl2 + H2O → HOCl + H+ + Cl–

    HOCl → H+ + OCl–

  • 化合氯指以氯胺和有机氯胺形式存在的氯。化合氯的形成是通过更复杂的反应。当水中含有氨氮（NH3-N/NH3）时，次氯酸（HOCl）会与氨氮（NH3-N/NH3）发生反应，生成氯胺。化合氯主要包括一氯胺（NH2Cl）、二氯胺（NHCl2）及三氯胺（NHCl3）三种形式的化合物。

    HOCl（或OCl–）+ NH3-N/NH3 → 氯胺

  • 余氯（Residual Chlorine）是指水经过加氯消毒处理，除了与水中细菌、微生物、有机物、无机物等作用消耗一部分氯之后，水中所余留的一部分有效氯。实际上余氯除了游离性余氯，还应该包括化合性余氯 (当水中含有氨氮时)。游离性余氯的氧化能力较强，化合性余氯的氧化性较弱。水中总氯的含量应大于或等于游离性余氯的含量。
  • 我们通常说的检测余氯有可能仅检测了游离性余氯而忽略了化合性余氯，化合性余氯的存在也会造成EDI膜堆内离子交换树脂的氧化，导致不可逆的损害。当水中存在化合性余氯时，有可能会出现游离性余氯含量很低，甚至检测不到，但总氯含量已经较高的情况。所以对EDI进水而言，应严格控制总氯含量，而不仅是游离性余氯含量。与RO膜元件（通常要求余氯小于0.1ppm或1,000ppm.h）相比，EDI膜堆对进水中的氯更为敏感，通常要求EDI进水的总氯含量应小于0.02mg/L或0.05mg/L。
新树脂

氧化了的树脂

  • 由于 EDI 系统通常不配置总氯/游离氯在线分析仪，除了可以采用实验室型分析仪，也可以在现场检测 EDI 进水的总氯/游离氯含量。
TOC（总有机碳）

与DOC（溶解有机碳）

TOC是Total Organic Carbon的缩写，即总有机碳；DOC是Dissolved Organic Carbon的缩写，即溶解有机碳。与DOC相对应的是POC（Particulate Organic Carbon），即颗粒有机碳。EDI进水中的TOC（总有机碳）主要是DOC（溶解有机碳）。EDI厂家一般都是要求EDI进水TOC（总有机碳）小于0.5mg/L。

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