混床和EDI比较

传统工艺和先进工艺的比较

-----EDI、混床（离子交换）和反渗透

一：离子交换与反渗透比较

离子交换法处理有以下特点

优点

1．预处理要求简单、设备初期投入低；

由于制水原理类同于用酸碱置换水中离子，所以在原水低含盐量的应用区域运行成本较低。

缺点

2．由于离子交换床阀门众多，操作复杂烦琐； 3．离子交换法自动化操作难度大，投资高；

4．需要酸碱再生，再生废水必须经处理合格后排放，存在环境污染隐患； 5．细菌易在床层中繁殖，且离子交换树脂会长期向纯水中渗溶有机物；

在含盐量高的区域，运行成本高。

从80年末开始，膜法水处理在我国得到了广泛应用，反渗透就是除盐处理工艺的膜法水处理工艺之一。

反渗透法处理有以下特点

优点

反渗透技术是当今较先进、稳定、有效的除盐技术；

与传统的水处理技术相比，膜技术具有工艺简单、操作方便、易于自动控制、无污染、运行成本低等优点，特别是几种膜技术的配合使用，再辅之经其他水处理工艺，如石英砂、活性炭吸附、脱气、离子交换、UV杀菌等；

1．原水含盐量较高或是水质起伏变化时对运行成本影响不大 2．连续运行，产品水水质稳定 3．无须用酸碱再生 4．不会因再生而停机 5．节省了反冲和清洗用水

6．以高产率产生超纯水（产率可以高达95%） 7．无再生污水，无须污水处理设施 8．无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施 9．减小车间建筑面积

10．使用安全可靠，避免工人接触酸碱 11．减低运行及维修成本 12．安装简单、安装费用低廉

缺点

预处理要求较高、初期投资较大

二：混床（离子交换）和EDI系统比较

1.运行对比

混床

混床在有效的交换周期内，出水水质稳定，其电阻率可达14MΩ，一旦到达失效终点，则电导率会急剧上升，出水水质也随之不稳定。由于其交换周期受操作工的操作水平、再生剂质量、预处理水质以及树脂本身的质量等因素的影响，故存在有效周期时间长短不确定的因素。所以，在反渗透＋混床的系统中至少存在两个混床，一用一备，以减小混床突然失效带来的风险。 EDI

EDI又称连续电除盐（EDI，Electro deionization，continuous electrode ionization），是将两种已经成熟的水净化技术－－电渗析和离子交换相结合，溶解的盐在低能耗的条件下被去除，在运行过程中不需要化学再生，并且其出水电阻率较混床出水还要高，可达10-15MΩ.CM，满足国家电子级水I级标准

EDI对一级反渗透出水电导率没有太高的要求，进水电导率在4-12us∕cm其都能够合格产水。可能需增加软化装置，或增加RO膜阻垢剂去除水中的钙、镁离子。 若电导率较高时只需调节运行电流的大小

EDI属于环保型技术，离子交换树脂不需酸、碱化学再生，节约大量酸、碱和清洗用水，大大降低了劳动强度。更重要的是无废酸、废碱液排放，属于非化学式的水处理系统，它无需酸、碱的贮存、处理及无废水的排放。

2.操作对比

混床

混床再生时间比较长，再生中需耗用大量的RO水将混床冲洗合格。混床的设备操作在纯化水系统中是比较复杂的，从一开始的配酸、碱到最后的再生结束最少需经过两个班、多人的配合，劳动强度较大，同时由于混床的交换有效周期的缩短带来了混床的频繁再生，进一步加大了再生时的劳动强度。

混床再生时操作工需与酸、碱进行接触，是一种危险性的操作，而且再生时虽然操作工穿戴有劳动保护用品，但仍使操作工的人身安全存在一定危险。

混床再生后的使用有效期与操作工的经验、工作责任心及再生用酸碱的质量有很大的关系，由于其操作大部分靠经验操作，难免会出现混床再生后在备用期内就失效，不能使用的事情。这样就有可能会影响正常生产。 EDI

EDI系统是由一个或几个每小时产水量相同的模块组成，根据实际纯水的使用量开启或停止EDI模块，操作比较简单，只需开启EDI进水阀门、极水阀门和浓水阀门，以及打开电源同时根据出水水质调调节电压和电流的大小即可。

3.成本对比

1．运行成本比较

ＥＤＩ装置运行费用包括电耗、水耗、药剂费及设备折旧等费用,省去了酸碱消耗、再生用水、废水处理和污水排放等费用。

在电耗方面,EDI装置约0.5KWH/T水,混床工艺约0.35KWH/T水,EDI的电耗低于混床

工艺 会略高。GE E-cell EDI,电耗0.14KWH/T水，要低于混床的工艺。

在水耗方面,EDI装置产水率高,不用再生用水,因此在此方面运行费用低于混床。 至于混床的药剂费和EDI设备折旧费两者相差不大。

总的来说,在运行费用中,EDI装置吨水运行成本在2-3元左右,常规混床吨水运行成本在3-4元左右,高于EDI装置。因此,EDI装置多投资的费用在几年内完全可以回收。 2. 产品水水质比较

EDI装置是一个连续净水过程,因此其产品水水质稳定,电阻率一般为15ＭΩ•ｃｍ,最高可达18ＭΩ•ｃｍ,达到超纯水的指标。

混床离子交换设施的净水过程是间断式的,在刚刚被再生后,其产品水水质较高,随着使用时间的延长其产品水水质会慢慢变差。进而需要对混床重新再生。（随着树脂使用时间的延长，再生周期会越来越短）

4.优、缺点总结

优点 混床

1、设备初期投入低 2、出水水质稳定 3、预处理要求简单 4、水的利用率较高

EDI

1、周到的堆叠式设计 2、水质稳定

3、无需酸碱再生，无危害性废液排放 4、连续运行，简单操作 5、运行费用低 6、占地面积小 7、便于安装及保养 8、水的利用率高

9、完全降低现场操作人员的工作复杂程度，及事故率

10、EDI 对硅离子，钠离子，硼离子的去除率很高一般在90%左右。

缺点 混床

1、树脂交换容量利用率低、损耗率大 2、酸碱再生有危险性废液排放 3、细菌易在床层中繁殖 4、阀门较多，操作复杂 5、运行重量高，占用面积大

EDI

1、初期投资较大

2、对预处理要求高

三：反渗透的工作原理

反渗透纯水设备的系统除盐率一般为98-99%.这样的除盐率在大部分情况下是可以满足要求的.在电子工业、超高压锅炉补给水、化工，制药行业对纯水的要求可能更高。此时单级反渗透设备就不能满足要求。

渗透现象在自然界是常见的，比如将一根黄瓜放入盐水中，黄瓜就会因失水而变小。黄瓜中的水分子进入盐水溶液的过程就是渗透过程。如果用一个只有水分子才能透过的薄膜将一个水池隔断成两部分,在隔膜两边分别注入纯水和盐水到同一高度。过一段时间就可以发现纯水液面降低了，而盐水的液面升高了。我们把水分子透过这个隔膜迁移到盐水中的现象叫做渗透现象。盐水液面升高不是无止境的，到了一定高度就会达到一个平衡点。这时隔膜两端液面差所代表的压力被称为渗透压。渗透压的大小与盐水的浓度直接相关。

在以上装置达到平衡后,如果在盐水端液面上施加一定压力，此时，水分子就会由盐水端向纯水端迁移。液剂分子在压力作用下由稀溶液向浓溶液迁移的过程这一现象被称为反渗透现象。 如果将盐水加入以上设施的一端，并在该端施加超过该盐水渗透压的压力，我们就可以在另一端得到纯水。这就是反渗透净水的原理。 反渗透设施生产纯水的关键有两个，一是一个有选择性的膜，我们称之为半透膜，二是一定的压力。简单地说，反渗透半透膜上有众多的孔，这些孔的大小与水分子的大小相当，由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多，因此不能透过反渗透半透膜而与透过反渗透膜的水相分离。 在水中众多种杂质中,溶解性盐类是最难清除的.因此,经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果.反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。

四：EDI的工作原理

电去离子（Electrodeionization 简称EDI）是将电渗析膜分离技术与离子交换技术有机地结合起来的一种新的制备超纯水的技术，它利用电渗析过程中的极化现象对填充在淡水室中的离子交换树脂进行电化学再生。

EDI膜堆主要由交替排列的阳离子交换膜、浓水室、阴离子交换膜、淡水室和正、负电极组成。在直流电场的作用下，淡水室中离子交换树脂中的阳离子和阴离子沿树脂和膜构成的通道分别向负极和正极方向迁移，阳离子透过阳离子交换膜，阴离子透过阴离子交换膜，分别进入浓水室形成浓水。同时EDI进水中的阳离子和阴离子跟离子交换树脂中的氢离子和氢氧根离子交换，形成超纯水。超极限电流使水电解产生的大量氢离子和氢氧根离子对离子交换树脂进行连续的再生。

五：设备投资与运行费用

设备投资

1，800立方/小时一级反渗透系统 RO设备投资在800-900万元左右

包含：GE RO膜，唯赛勃品牌膜壳（英国），进口品牌除盐水泵（滨特尔），进口品牌检测仪表（GF），高质量阀门和管道，加药，清洗，进口品牌系统控制系统等 2，750立方/小时EDI系统

EDI系统设备投在750-800万左右

包含GE e-cell EDI，GE配套可控硅整流器，进口泵，高质量阀和管道，进口检测仪表，

进口品牌系统控制系统等

反渗透系统+EDI系统的总设备投资在1500万-1700万之间

此估算不会准确，设备数量和设计规格未确定，投资成本很难估计，此估算不代表之后真实投资成本。

运行费用

运行费用主要是电耗和药剂费用 反渗透系统耗电量在700KWH左右 EDI系统耗电量60KWH左右 电费成本需更具当地电价计算。

反渗透的药剂消耗量在1.6KG/Hr，药剂费用在60元/小时。 此费用也是估算，并非准确。