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影響EDI水處理設(shè)備（超純水）系統(tǒng)運(yùn)行因素
1、什么是電子數(shù)據(jù)交換（EDI）？
EDI是一種新型的除鹽工藝，它通過(guò)用氫離子或氫氧根離子將反滲透水中殘留的鹽類(lèi)進(jìn)行交換，并將這些鹽類(lèi)送入濃水流中，從而實(shí)現(xiàn)去鹽。該技術(shù)將電滲析和離子交換相結(jié)合。
2. EDI的工作原理
交換反應(yīng)在膜塊的純化室內(nèi)進(jìn)行。在這里，陰離子交換樹(shù)脂利用氫氧根離子（OH-）與溶解鹽中的陰離子（例如氯離子Cl-）進(jìn)行交換。同時(shí)，陽(yáng)離子交換樹(shù)脂則用氫離子（H+）來(lái)替換溶解鹽中的陽(yáng)離子（如Na+）。膜塊兩端的陽(yáng)極（+）和陰極（-）之間施加直流電場(chǎng)，這使得交換到樹(shù)脂上的離子沿著樹(shù)脂粒表面遷移并通過(guò)膜進(jìn)入濃水室。
陽(yáng)極吸引負(fù)電離子（如Cl-和OH-），這些離子通過(guò)陰離子選擇膜進(jìn)入相鄰的濃水流，但被陽(yáng)離子選擇膜阻擋，因此保留在濃水流中。同時(shí)，陰極吸引濃水流中的陽(yáng)離子（如Na+和H+）。這些陽(yáng)離子通過(guò)陽(yáng)離子選擇膜進(jìn)入相鄰的濃水流，同樣被陰離子選擇膜阻擋，從而滯留在濃水流中。當(dāng)水流經(jīng)這兩個(gè)平行的室時(shí)，離子在純水室內(nèi)被去除，并在相鄰的濃水流中聚集，隨后被濃水流帶走。純水和濃水中的離子交換樹(shù)脂是EDI技術(shù)的核心。
在純水室的離子交換樹(shù)脂中，一個(gè)重要現(xiàn)象發(fā)生。在高電勢(shì)差的局部區(qū)域，電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致水分解，產(chǎn)生大量的H和OH。這種局部的H和OH生成使混床自理交換樹(shù)脂能夠持續(xù)再生，而無(wú)需額外添加化學(xué)藥品。
3，EDI概述
市政自來(lái)水→原水箱→原水泵→石英砂過(guò)濾器→活性炭過(guò)濾器→保安過(guò)濾器→一級(jí)增壓泵→一級(jí)RO反滲透→中間水箱→二級(jí)增壓泵→二級(jí)RO反滲透→純水箱→純水泵→ 0.45微米精密過(guò)濾器→ TOC去除器→ EDI裝置→電阻率儀→拋光混床→ 0.22微米精密過(guò)濾器→電阻率儀→清洗機(jī)
4、運(yùn)行影響因素
A、EDI進(jìn)水電導(dǎo)率的影響。
在相同的操作電流條件下，隨著原水電導(dǎo)率的增加，EDI對(duì)弱電解質(zhì)的去除效率下降，出水的電導(dǎo)率也隨之上升。當(dāng)原水電導(dǎo)率較低時(shí)，離子含量相對(duì)較少，這樣低濃度的離子會(huì)在淡室中形成較大的電動(dòng)勢(shì)梯度，增強(qiáng)水的解離程度，極限電流增大，從而產(chǎn)生更多的H+和OH-離子，促進(jìn)淡室內(nèi)陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的良好再生效果。
B、工作電壓對(duì)電流的影響。
隨著工作電流的增加，產(chǎn)水的水質(zhì)逐漸改善。然而，如果在達(dá)到一定高點(diǎn)后繼續(xù)增加電流，由于電解過(guò)程中生成的H+和OH-離子數(shù)量過(guò)多，雖然有部分用于再生樹(shù)脂，但大量的多余離子會(huì)作為載流離子導(dǎo)電。這會(huì)導(dǎo)致載流離子在移動(dòng)時(shí)的積累和堵塞，甚至可能出現(xiàn)反擴(kuò)散現(xiàn)象，最終導(dǎo)致產(chǎn)水水質(zhì)下降。
C、濁度和污染指數(shù)（SDI）的影響。
EDI組件的產(chǎn)水通道內(nèi)填充了離子交換樹(shù)脂。如果濁度或污染指數(shù)過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致通道堵塞，從而造成系統(tǒng)壓差上升和產(chǎn)水量減少。
D、硬度的影響因素。
如果EDI中進(jìn)水的殘余硬度過(guò)高，會(huì)引起濃縮水通道膜表面結(jié)垢，導(dǎo)致濃水流量降低和產(chǎn)水電阻率下降。這會(huì)影響產(chǎn)水質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)甚至可能堵塞組件的濃水和極水流道，從而因內(nèi)部過(guò)熱而損壞組件。
E、總有機(jī)碳（TOC）的影響。
如果進(jìn)水中的有機(jī)物含量過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂和選擇透過(guò)膜遭受有機(jī)污染，從而引起系統(tǒng)運(yùn)行電壓增加，產(chǎn)水水質(zhì)變差。此外，這還可能在濃縮水通道中形成有機(jī)膠體，造成通道堵塞。
F、進(jìn)水中二氧化碳的影響。
在進(jìn)水中，CO2生成的HCO3-是弱電解質(zhì)，容易透過(guò)離子交換樹(shù)脂層，從而導(dǎo)致產(chǎn)水水質(zhì)下降。
G、總陰離子含量（TEA）的影響。
較高的TEA會(huì)導(dǎo)致EDI產(chǎn)水電阻率降低，或者需要提高EDI的運(yùn)行電流；而過(guò)高的運(yùn)行電流則會(huì)使系統(tǒng)電流增加，極水中的余氯濃度升高，從而對(duì)極膜的使用壽命產(chǎn)生不利影響。此外，進(jìn)水的溫度、pH值、SiO2含量及氧化物等因素也會(huì)對(duì)EDI系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生影響。
5、進(jìn)水水質(zhì)管理
A、控制進(jìn)水的電導(dǎo)率。
嚴(yán)格控制前處理過(guò)程中的電導(dǎo)率，將EDI進(jìn)水電導(dǎo)率調(diào)至低于40μS/cm，可以確保出水電導(dǎo)率符合標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)有效去除弱電解質(zhì)。
B、工作電壓和電流的調(diào)節(jié)。
在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，必須選擇合適的工作電壓和電流。同時(shí)，由于EDI凈水設(shè)備的電壓-電流曲線存在一個(gè)極限電壓-電流點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)與進(jìn)水水質(zhì)、膜和樹(shù)脂的性能以及膜的結(jié)構(gòu)等因素密切相關(guān)。為了確保能夠電離一定量的水，從而產(chǎn)生足夠的H+和OH-離子以再生一定量的離子交換樹(shù)脂，所選定的EDI凈水設(shè)備的工作電壓和電流必須高于該極限點(diǎn)。
C、進(jìn)水中二氧化碳的控制。
可以在RO之前添加堿性物質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)pH值，從而最大限度地去除CO2。此外，還可以使用脫氣塔和脫氣膜來(lái)去除CO2。
D、控制進(jìn)水的硬度。
可以在去除二氧化碳的基礎(chǔ)上，對(duì)反滲透（RO）的進(jìn)水進(jìn)行軟化和加堿處理。當(dāng)進(jìn)水的鹽分含量較高時(shí)，可以考慮增加一個(gè)級(jí)別的反滲透或采用納濾技術(shù)來(lái)進(jìn)一步去鹽。
E、TOC的管理。
根據(jù)其他指標(biāo)的要求，增加一級(jí)RO以滿足這些需求。
F、控制濁度和污染指數(shù)。
濁度和污染指數(shù)是反滲透（RO）系統(tǒng)進(jìn)水控制的重要指標(biāo)之一，合格的RO出水通常能夠滿足電去離子（EDI）的進(jìn)水要求。
G、鐵的控制。
在運(yùn)行過(guò)程中，控制EDI進(jìn)水的鐵含量需低于0.01mg/L。如果樹(shù)脂出現(xiàn)“中毒”現(xiàn)象，可以使用酸溶液進(jìn)行再生處理，效果較為理想。
H、EDI系統(tǒng)進(jìn)水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。
根據(jù)以上各方面的分析，EDI進(jìn)水的水質(zhì)要求如表所示，能確保出水指標(biāo)符合電子行業(yè)半導(dǎo)體制造對(duì)高純水的要求。
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