论edi在制药纯水制备中的应用

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1、一．EDI装置的概述连续电渗析除盐装置（EDI，Elect-deionization）,是利用混合离子交换树脂吸附给水的阴阳离子，同时这些被吸附的离子在直流电压的作用下，分别透过阴阳离子交换膜而被除去的过程。此过程离子交换树脂不需要酸和碱再生，水（H2O）在电场的作用下电解成OH-和H+，分别再生阴阳树脂，实现连续除盐的效果。这一新技术代替传统的混合床装置（DI）和电渗析（ED），从而可以得到电阻率高达18MΩ*CM的超纯水。利用反渗透技术进行一次除盐，再用EDI技术进行二次除盐就可以彻底使纯水制造过程连续化，避免使用酸碱再生，大大降低纯水运行成本，因此EDI技术给水处理

2、技术带来革命性的进步。目前市场上可以购得EDI品牌有以下几种：E-cell(美国产)、Usfilter(美国产)、Qmexell(欧美公司中国工厂生产)、Electropure(美国产)、Capure(加拿大产)，她们在国内均有水处理工程公司代理经销及维保。一．EDI技术相关知识1．EDI工作过程一般自然资源，包括洋、海、江、湖、地下水及空气中相当数量的水蒸汽，水分子（H2O）是由两个氢原子和一个氧原子构成的，可大自然中很纯的水是没有的，因为水是一种溶解能力很强的溶剂，水中存在钠、钙、氯化物、硝酸盐、碳酸氢盐等溶解物，这些化合物有带负电荷的阴离子和带正电荷的阳离子组成。前

3、段通过砂滤、碳滤、阳离子交换器、保安过滤器，再通过反渗透（RO）的处理，95—99%以上的离子可以去除。RO淡水（EDI给水）电阻率一般范围在0.05—1.0MΩ*CM,即电导率的范围为20—1μs/CM。根据应用的情况，EDI去离子淡水电阻率一般范围在5--18MΩ*CM。另外，原水中也有可能包含其他微量元素，溶解的气体（如CO2）和一些弱电解质（如硼，SiO2），这些杂质在工业除盐水中必须被除掉。但是反渗透过程对于这些杂质清除效果较差，因此，EDI的作用就是通过除去电解质（包括弱电解质）的过程，将水中的电阻率从0.05—1.0MΩ*CM提高到5--18MΩ*CM。11

4、EDI是在电渗析ED基本上进一步发展起来的，内部由阴、阳膜、电极、离子交换树脂组成。离子交换膜和离子交换树脂工作原理相近，可以选择性透过离子，其中阳膜只允许阳离子透过，不允许阴离子透过，阴膜只允许阴离子透过。在一对阴阳膜之间充填混合离子交换树脂就形成一个EDI单元，阴阳膜之间混合离子交换树脂占据的空间被成为淡水室。将一定数量的EDI单元罗列在一起，使阴阳膜交替排列，并使用网状物将每个EDI单元隔开，两个EDI单元之间的空间被称为浓水室。在给定的直流电压的推动下，在淡水室中，离子交换树脂中的阴阳离子分别向正，负极迁移，并透过阴阳膜进入浓水室，同时给水中的离子被离子交换树脂吸

5、附而占据由于离子电迁移而留下的空位，事实上离子交换和吸附是同时并连续发生的，通过这样的过程，给水中的离子穿过离子交换膜进入浓水室被去除而成为除盐水。带负电荷的阴离子（OH-，CL-）被正极吸引而通过阴膜，进入邻近的浓水室，此后这些离子在连续向正极迁移中迁到邻近的阳膜，而阳膜不允许阴离子通过，这些离子被阻隔在浓水中，淡水中的阳离子（如Na+，H+）以类似的方式被阻隔在浓水室中，透过阴阳膜的离子维持电中性。EDI组件电流量和离子迁移量成正比。电流量由两部分组成，一部分用于被除去离子的迁移，另一部分源于水本身电离产生的H+和OH-离子的迁移。在EDI组件中存在较高的电位差，在其

6、作用下，水会电解产生大量的H+和OH-离子，这些就地产生的H+和OH-离子对离子交换树脂有再生的作用。EDI组件中的离子交换树脂可以分为两部分，一部分称作工作树脂，另一部分称为抛光树脂，二者的界限为工作前沿，工作树脂承担除去大部分离子的任务，而抛光树脂则承担除去弱电解质较难去除离子的任务。三．EDI的运行条件1.EDI运行参数EDI组件运行结果取决于各种各样的运行条件，其中包括系统设计参数、给水质量、给水压力、EDI运行电流及电压等。当电流通过EDI膜块时会产生热量，在EDI运行过程中必须用水流将热量带出，因此，EDI淡水、浓水、极水水流不畅或停止时必须停止供电清洗，否则

7、将EDI膜块烧毁。11EDI直流电源的纹波系数要小于等于5%，要获得高质量的纯水，就要有一个最佳电流量，若实际运行电流小于此电流，产品水中离子不能完全被去除，部分离子被树脂吸附，短时间产水水质较好，当树脂失效后，产水水质大幅下降，若实际运行电流高于最佳电流量，多余的电流引起离子极化现象使产品水的电阻率降低。1.1EDI运行最佳电流量估算方法如下：可以将水中所有离子（Na+、CL-、HCO3-等）和在EDI组件中可转化成离子的物质（如CO2，SiO2等）的总和称为总可交换物TES（TotalExchangeableSubstan