l DI(離子交換)
離子交換是依據(jù)各種離子或離子化合物與離子交換填料的結(jié)合力不同而進(jìn)行分離純化的。
在一定條件下,溶液中的某種離子基團(tuán)可以把填料上的平衡離子置換出來,并通過電荷基團(tuán)結(jié)合到固定相上,而平衡離子則進(jìn)入流動相,這就是離子交換層析的基本置換反應(yīng)。以NaCl溶液為例,Na+把H+置換出來,Cl-把OH-置換出來,H+和OH-反應(yīng)即生成水,而Na+和Cl-則被結(jié)合在樹脂上。
各種離子與離子交換填料上的電荷基團(tuán)的結(jié)合是由靜電力產(chǎn)生的,是一個可逆的過程。因此,當(dāng)離子交換樹脂飽和后,可以通過一定的方式實(shí)現(xiàn)再生。
值得注意的是,用于生產(chǎn)超純水的拋光樹脂,再生后的整體性能將大大下降,因此拋光樹脂需要定期更換而不能再生。
l EDI(電去離子)
EDI也稱為CEDI(Continuous Electro-deionization,連續(xù)電去離子),是離子交換領(lǐng)域最前沿的技術(shù),可以連續(xù)運(yùn)行而不需要化學(xué)藥劑再生。
EDI是利用混和離子交換樹脂吸附給水中的陰陽離子,同時這些被吸附的離子又在直流電壓的作用下,分別透過陰陽離子交換膜而被去除的過程(見圖1)。此過程離子交換樹脂不需要用酸和堿再生。
圖1 EDI原理示意圖
傳統(tǒng)離子交換(DI)的交換容量有限,使用一段時間后會導(dǎo)致去離子效率的降低,需要再生或更換。此外,離子交換樹脂本身也是有機(jī)物質(zhì),使用中還存在有機(jī)物質(zhì)的溶出、微生物附著等缺陷。與DI相比,EDI的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1) 無需化學(xué)再生,可以連續(xù)運(yùn)行,屬于元件而不是耗材;
2) 產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定,不會因?yàn)榻粨Q樹脂的飽和導(dǎo)致水質(zhì)下降;
3) 雖然EDI的初期投入成本高,但進(jìn)口品牌的運(yùn)行壽命一般長達(dá)5年以上,且無需酸堿再生,因此運(yùn)行費(fèi)用低;
4) 操作管理方便,勞動強(qiáng)度小。