最佳系统取决于客户的需求，一些系统将优化以在最低资本成本下提供10MΩ.cm的水，而另一些系统将优化以提供最高电阻率17.5MΩ.cm和最低硅含量的水。

图1 电力行业某大型除盐水项目现场

模块的使用寿命、性能、维护频率以及电力成本都取决于进水中的杂质。预处理对于EDI的成功与对于RO（反渗透）的成功同样重要，请参阅EDI进水规范（见“测试条件及DC电源相关要求”中“进水条件”）。

通过为EDI提供更好的预处理，可以最大限度地减少模块清洗的频率。这包括减少有机物（TOC）的污染、硬度（Ca²⁺）的结垢以及细小颗粒。预处理水平的决策将是OEM系统设计师与其客户之间在资本与运营成本之间的平衡决策。

Electropure EDI模块设计允许所有流入物均可直接来自RO，假设其产生1-20μS/cm的水质。因此，可以设计和构建一个非常简单的EDI系统。

更复杂的具有浓水循环的系统需要控制电导率、循环流量以及压力平衡。这些系统需要泵、阀门、电导率和流量计，可能还需要软化器。加盐系统可能看起来有利，但需要维护化学药剂，并削弱了EDI的“无化学药剂添加”优势。

与浓水回流相关的问题包括所有离子的积聚，这些离子包括形成结垢的离子，如Ca²⁺、SO₄^2–、硅等。循环系统还可能滋生细菌，因此可能需要一个紫外线（254nm）系统。

1.极水流量高于最低值

2.浓水流量高于最低值

3.产品水流量高于最低值

4.RO系统正常运行

5.RO的电导率低于最大值

6.温度在限值范围内

7.预处理系统正常运行（无警报）

以下是通常在优化的RO-EDI系统中使用的组件列表，以及单模块系统的典型工艺和仪表图(P&ID)。对于多个模块，这些模块的管道和供电是并联的-其余的概念相同。

活性炭：去除进水中的氯和部分氯胺，以保护反渗透膜、离子交换树脂和选择性离子膜免受化学降解。它还去除许多有机溶剂和杀虫剂，防止它们通过反渗透膜进入EDI模块（备注：现在大部分系统采用UF系统）。

软化器：从进水中去除硬度阳离子（Ca²⁺、Mg²⁺），以防止在RO和EDI中结垢。软化处理可以提高RO系统的回收率。软化还允许将进水的pH值提高，使二氧化碳和硅更加有效地在RO和EDI中去除。还可去除铁（Fe）和其他活性金属，这些金属会催化PA膜的氧化，并不可逆地与EDI中的树脂结合。

注意：在RO中使用化学阻垢剂会增加通过RO膜的硬度，这些硬度会进入EDI。为了最大限度地减少EDI清洗频率，应尽量减少EDI进水的硬度。

悬浮物过滤器：从进水中去除未溶解的物质，以防止反渗透膜被污染。

气体去除组件：为了获得高电阻率的高质量纯水，应从EDI进水中去除气体。尤其重要的是去除二氧化碳。降低二氧化碳含量将使EDI模块更有效地去除硅（SiO₂）。气体去除组件可以是如Liqui-Cel的脱气系统。最好放置在RO之后，但也可以放在之前。

反渗透系统：去除大部分溶解盐和有机物。如果维护得当，RO系统可以去除98-99%的离子和总有机碳（TOC）。适当的RO预处理对于低维护的EDI运行至关重要。RO膜最好是高脱盐率薄膜复合材料(TFC)。反渗透将RO进水分为两部分-产品水和浓水。只有产品水被送入EDI模块。RO浓水中含有过多的硬度和其他杂质。

压力调节器：用于调节施加到反渗透膜和EDI模块上的压力。

压力表：测量RO和EDI水流的操作压力。请参阅最低和最高工作压力的规格。

取样阀：小实验阀允许在正常操作和故障排除时对系统水进行取样。建议取样产品水和浓水流，理想情况下，取样每个模块的浓水流（在多模块系统中）。

流量计：测量各种水流的流速。可向控制器发送信号。

流量开关：确保EDI装置仅在有水流时接通电源。如果流向EDI模块的水流过小或没有水流，流量开关将使系统关闭。这可以直接通过电源联锁系统或通过控制器来完成。详细的原理图请咨询Electropure公司。

电导率表：测量并显示RO和EDI组件产出的成品水质量。RO产水通常以电导率（μS/cm）或总溶解固体（ppm）来测量，EDI产水通常以电阻率（MΩ·cm）来测量。

控制器：可选系统，用于控制启动和自动操作。控制器可以直接控制电源供应，包括EDI控制算法以优化EDI性能，应该包括保护方案，在任何EDI流量低于设定点时关闭电源，RO电导率高于设定点时报警（或EDI电阻率低于设定点）。在自动冲洗模式下，它应该将RO产品水排放到下水道，直到达到初始电导率质量-这防止EDI过载离子，并减少EDI维护频率。它可能根据客户需求具有其他安全措施，最后，它可能与主工厂主控制器通信。

电源：直流电源是产生EDI模块跨电位差的来源，这驱动了去离子过程。应具有限流功能，并且能够由系统控制器或直接通过联锁系统关闭电源。为保护EDI模块，如果任何EDI模块流量低于设定点，应关闭电源。

泄压阀：保护系统免受过度预处理压力波动的影响。

EDI模块：通过SnowPure的电去离子技术实现深度除盐净化。它将RO产品水分为两部分，EDI产品和EDI浓水。有一个小的（0.05gpm）EDI极水流入下水道。EDI模块可以并联操作以增加流量。

EDI浓水可以回流到RO进水（选项1），也可以回收用于其他用途，或排放到下水道（选项2）。无需浓水循环-一次通过即可形成一个简单的系统。

EDI产品水的压力应高于EDI浓水压力，以防止反向泄漏和品质降低。建议在EDI模块上游使用（隔膜阀或针形阀）阀门和转子流量计，以控制浓水和极水流量。上游阀门可最大限度地降低下游出口压力。正确设置时，这些控制措施有助于最大限度地提高效率。非常重要的是要记住，任何反压力都会对产品水质量产生影响，如果过大，可能会造成模块损坏。

气体排放：请注意，极水流中含有水和气体。气体包括氯气（主要是溶解的）、氢气和氧气。必须安全排放这些气体。这是OEM和用户的责任。请注意，氢气的爆炸下限（LEL）为4%（体积比），因此必须通过适当稀释来分散这些气体。正常的安全裕度是LEL的25%，即低于1%（体积比）。

在P&ID中，该符号应以如下方式连接：

集管设计应确保所有模块的入口压力相同，从而产生相同的进水流量。尽可能的，集管应对称设计。Electropure建议对集管管道进行适当的尺寸调整，以尽量减少集管中的压降。可以在每个模块上安装流量开关，以提醒出现不符合规格的情况（如上所述）。或者，可以在模块三个主要进水流中使用一个流量开关，如果存在多个独立的流量，则应在每个流量中安装流量开关。在每个模块的出口（浓水和产品水）安装取样阀（测试阀）有助于诊断撬装上各个模块的性能。

电源可以并联供电。一个带有电压控制的单一直流电源或整流器可以并联操作多个模块。建议测量每个模块的电流作为监控设备。对于单一模块，限流功能可以保护模块；对于多个连接到单一电源的模块，每个模块的电流应有保险丝，并能设置报警。

一级RO系统具有成本较低和复杂性较低的优点，适用于部分EDI应用。如果CO₂含量较高，那么RO-GTM-EDI是一个完美的无化学药品的全膜净化系统。一级RO通常用于制药和一般工业应用。

两级RO系统具有更高的除盐净化效果，并能有效地去除CO₂、硬度、硅和总有机碳（TOC）污染物。经过两级RO后，EDI系统几乎不需要维护，性能最高。两级RO通常用于电厂和电子工业，这些领域对硅含量要求非常严格。

典型的两级RO系统的电导率通常约为1μS/cm。如果EDI进水电导率过低，可能导致浓水无法正常工作，从而导致模块电阻过高。

经验法则：如果RO渗透水（供给EDI的进水）电导率为1-5μS/cm，可以正常运行。如果RO渗透水电导率低于1μS/cm，则可能需要考虑一些特殊的系统配置。浓水出口的目标电导率应理想地在10-100μS/cm之间。可以使用系统的物质平衡来根据回收率和入口浓度计算浓水出口电导率。

为了优化低于1μS/cm的两级RO-EDI系统的设计，有几种系统设计选项：

1.用一级RO的产水（例如，>5μS/cm）供给浓水和极水。或者，用二级RO的浓水（例如，>10μS/cm）供给浓水和极水。具体选择取决于每个流体的电导率及其杂质离子的浓度。

2.向浓水/极水中注入NaCl盐水，使其达到约10-100μS/cm，以实现浓水出口的40-100μS/cm电导率-这通常不是理想的系统，因为维护成本较高。

3.使用供给和排放系统循环浓水流。这不推荐，因为NaCl注入更简单、更好，并且避免了硬度离子的积聚导致的结垢问题，而浓水循环也可能导致环路中的细菌繁衍。

4.完全去除第二级RO，或将其与第一级RO并行安装以增加系统处理能力（RO-EDI）。

5.在EDI之后安装第二级RO，作为USP24注射用水应用中的最终膜屏障（RO-EDI-RO）。