[实用新型]无硬水排放型纯水系统

说明书

技术领域

本新型涉及一种研究和分析领域的实验用超纯水制备系统，特别涉及一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术即无硬水排放型纯水系统。

已有技术

 EDI（Electrodeionization）是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。它巧妙的将电渗析和离子交换技术相结合，利用两端电极高压使水中带电离子移动，并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除，从而达到水纯化的目的。

EDI技术广泛地应用于电子、电力、生物、制药、化工等诸多领域，是传统离子交换混床工艺的最佳取代技术，是水处理技术的一次革命性的进步。

目前，国外发达国家对于硬水排放有着严格的限制，并制定了一系列严格的监管措施，出台了多部专门的法律法规，从而实现对水资源的保护和节约、水质量的控制和公众健康的保护进行管理。

EDI在使用中会受到各种因素的影响:

(1)EDI进水电导率的影响。在相同的操作电流下，随着原水电导率的增加EDI对弱电解质的去除率减小，出水的电导率也增加。

(2)工作电压-电流的影响。工作电流增大，产水水质变好。但如果在增至最高点后再增加电流会发生反扩散，结果使产水水质下降。

(3)浊度、污染指数(SDI)的影响。过高的浊度、污染指数会使通道堵塞，造成系统压差上升，产水量下降。

(4)硬度的影响。如果EDI中进水的残存硬度太高，会导致浓缩水通道的膜表面以及阴电极表面结垢。浓缩水通道的膜表面结垢会导致浓水流量下降，产水电阻率下降;影响产水水质，严重时会堵塞组件浓水和极水流道，导致组件因内部发热而毁坏。阴电极表面结垢会降低电场强度，需要提高EDI运行电流，降低EDI使用寿命。

(5)TOC(总有机碳)的影响。进水中如果有机物含量过高，会导致系统运行电压上升，产水水质下降。也容易在浓缩水通道形成有机胶体，堵塞通道。

(6)进水中CO2的影响。进水中CO2生成的HCO3-是弱电解质，容易穿透离子交换树脂层而造成产水水质下降。

(7)总阴离子含量(TEA)的影响。高的TEA将会降低EDI产水电阻率，或需要提高EDI运行电流，而过高的运行电流会导致系统电流增大，极水余氯浓度增大，对极膜寿命不利。

另外，进水温度、pH值、SiO2以及氧化物亦对EDI系统运行有影响。

如果EDI中进水的残存硬度太高，会导致浓缩水通道的膜表面结垢，浓水流量下降，产水电阻率下降;影响产水水质，严重时会堵塞组件浓水和极水流道，导致组件因内部发热而毁坏。通常为保护EDI，我们会使用盐箱作为软化设备，盐箱在再生时会排放大量含有高浓度钙镁离子的废水。这种钙镁离子的废水同样也会带来危害。

如图2所示是常见的EDI的设备，该设备带有盐箱用以软化水，自来水增压后首先通过外设的砂柱、碳柱、软化箱、保安过滤进行预纯化，在进入反渗透膜；反渗透水储存在水箱中，并再次增压后进入EDI。通常的软化箱使用钠型离子交换树脂置换水中的钙镁离子，离子树脂饱和后在使用氯化钠饱和溶液进行再生。再生的弃水中含有极高浓度的钙镁离子和氯化钠，对环境有一定的危害。

因此，在上述情况下，迫切需要一种无排放的软化设备生产超纯水。

实用新型内容

本新型的目的在于设计一种带无有害物质排放的软化设备生产超纯水的系统，使生产超纯水时无硬水排放，降低环境污染，

本新型采用如下结构实现上述目的：无硬水排放型纯水系统，包括阀门、增压泵、取水泵、电导（阻）率检测仪、RO反渗透膜、EDI模块、紫外灯、压力表，其中的软化水设备采用是在生产纯水系统中的反渗透膜后和EDI前管路中连接有填充有高分子聚合物抗结垢纯化柱。

在反渗透膜后EDI前管路中连接填充有能吸收钙镁离子的高分子聚合物抗结垢纯化柱。

本新型的无硬水排放EDI（Electronic Data Interchange）纯水系统，不用再生树脂，免除了树脂化学再生配套设施，克服了树脂化学再生造成的废水污染。无需酸碱再生，消除了这些有害物质的处理和繁重的工作，保护了环境。在当今水处理技术市场发展迅猛情况下，本新型“无硬水排放EDI纯水系统”通过对高分子聚合材料的进一步研究，提升了硬水软化方面的研究成果，降低运行及维护成本，不仅有助于对环保科学的提升，不仅对环保起到重大作用，同时也为建设生态型中国起到了积极的促进作用。