Электродеионизация. Принцип действия электродеионизаторов.
Электродеионизация (ЭДИ, EDI, CEDI) – это процесс непрерывной деминерализации воды с использованием ионообменных смол, ионоселективных мембран и постоянного электрического поля. Основной движущей силой процесса электродеионизации является разность потенциалов постоянного электрического поля по обе стороны мембранного канала, образованного катионообменной и анионообменной мембранной, заполненного ионообменной смолой. Именно разность потенциалов обеспечивает перенос растворенных ионов из потока воды через ионоселективные мембраны и непрерывную регенерацию ионита.
Электродеионизация. Основные процессы при электродеионизации.
Электродеионизация состоит из трех процессов:
Ионный обмен, при котором растворенные в исходной воде ионы, проходя через слои ионообменных смол, адсорбируются на анионите/катионете, в соответствии с условиями термодинамического равновесия и массопереноса;
Непрерывный отвод ионов через слои ионита и ионоселективные мембраны в зону концентрата;
Непрерывная регенерация ионита ионами водорода и гидроксила, полученными в результате электролиза молекул воды под воздействием постоянного тока.
Это главные процессы в технологии электродеионизации (ЭДИ, EDI, CEDI), являются непрерывными (даже если в исходной воде отсутствуют растворенные ионы).
Электродеионизация. Описание процесса электродеионизации.
Электродеионизация происходит в специальном модуле EDI или CEDI (модуль электродеионизации, ячейка электродеионизации), который представляет собой сложную комбинацию из высококачественных ионообменных смол (катионита и анионита), анионопроницаемых и катионпроницаемых мембран, помещенную между анодом и катодом. Подаваемая вода (после предварительной очистке на обратном осмосе) распределяется на три потока. Одна часть проходит через каналы электродов, а две другие через каналы очистки и концентрирования, представляющие собой слои катионита и анионита, разделенные между собой анионной и катионной мембранами. Эти смешанные слои задерживают примеси растворенные в исходной воде. Под воздействием электрического поля катионы направляются через катионитовую мембрану к катоду, а анионы - к аноду. Этот процесс ускоряется за счет катионной и анионной мембран и смешанного слоя ионообменных смол, так как возникает большой градиент концентраций из-за поглощения переносимых ионов смолой. Одновременно с процессами обмена и переноса ионов происходит процесс восстановления (регенерации) смол. Этот процесс осуществляется за счет непрерывного образования на катоде и аноде ионов гидроксила (OH+) и ионов водорода (H-). Ионопроницаемые мембраны препятствуют проникновению катионов к катоду, а анионов к аноду. В результате чего все ионы концентрируются и сбрасываются в дренаж. Таким образом, модули электродеионизации сочетают в себе преимущества быстроты и эффективности ионного обмена с отсутствием трудоемкой и опасной для здоровья и окружающей среды стадии регенерации ионообменных смол кислотой и щелочью.
