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1、照片:X1.-500ElectropureEDIHighTechnologyWaterOEMEngineeringManuX1.麴!JEDI/X1.SeriesEDI包含OEM客户对Electropure的X1.系列连续电除盐产品的胜利的安装、操作和维护信息Containsinformationforthesuccessfulinstallation,operation,andmaintenanceofElectropure,s*X1.ElectrodeionizationproductsbyanOEMcustomer.工程手册：版本V270C(X1.)校正日期:2007年5月Manual:V
2、eim2.7.0C(X1.)Updated:May27伊乐科环保科技(上海)有限公司ElcctropurcEnvironmentalTechnology(Shanghai)Co.,1.td.网Websitet,snowpure全球分布和联系方式2-。5M*Xa908ESSE一竿&XdTl至WWOorOSET6-3ce.h-*工U.舟至二X3-9rw6-ZsW-GO1.UedBNOSlSSss二2,工E9066=gg9066二fZO.XoOOrTPU-IZEnW.SQ三三UX0-UG&Q-U云=UIO=rigzr-l06w三lE-JXAHCz-、人二.号g8s三S5SssCW二M三crxuuxc
3、二一i2x1.2SPT/W39.PU1I32JaJvUISgs,ilaUEU三ww-dw.MWMPQUnMnqS.U5.-若WGr67s8-r*.0t6M7VsnP96.w三icUaS1-3三。(5mWndgusElKnbPrJHKss书目全球分花和联系方式.?书目我.3第14ttEkctropurvEDI技术.6ElectivpureEDI慨述比传统窗子交换Dl优越之处电去离子(EDI)工艺ElectropurcEDl技术总述图1：ElcctrvpurcEDl工艺原理示意图ElcctropurcEDI工艺具体描述各种离子去除特性污染物的影响术语表ElcctropurcEDI的学问产权EDI技
4、术总站第2章，产品描述和产品指南13产品应用和纯度特性EDI产品指南：“Electropuretm的X1.系列产晶”模块的重新加合第3章：常规掾作、条件和特性16标准操作和测试条件定义运行进水特性EDI模块的电力成本直流电源供应要求第4章，工艺交的影1所加电压最隹电压产水质量与电乐关系电源与迸水电导率的关系稳定工作状态离子特性国子大小禹于电高树曲对离于选择性索数谶沽去除的离子(NaChGrW.Off)人哀径、带弱电的离子(COA碎、檄粉第10章，Electropure的X1.系升模块图纸3图4：模块外形图和尺寸图5：装配参考图图6：配管方案第11章：Electropure公司的属量保证条*：.
5、4,第12章，ElCCIroPUrC公司的条款和条件42第13章；平安性4J电气平安电化学平安三附录4刈：酸的清洗程序/在浓水室中的丝垢附录#2：树幅清洗程序/进水侧有机物/产水培附录#3：型新谓第X1.系列螺栓扭矩图7：力矩依次附录#4：模块消毒程序附录心模块再生程序附录#6：EIeCtrOPurcEDl模块的数据表格形式附录#7：EDl能源消耗和电力成本附录#8：通过反渗透（RO）和电去离子（EDD技术去除二氧化硅附录的；EDl模块预防冰冻程序附录*10：EleetrOPUreEDl模块材料符合（PDA）美国食品及药物管理局标准附录#11：RO预处理中CO:的连续限制图1：Elcctrop
6、un:EDl工艺原理示意图ElectropureEDI工艺阴出于换树脂用离子透过腺阴Rl透过映电去小子（EDI）工艺采纳一种小子选择性膜和离子交换树脂夹在宜流电压下两个电板之间RIW（+）和阴极（一）.在两极间的直流电源电场从RO预处理过的水中去除离子.离子送择性膜同离子交换树脂有着相同的工作原理和原材料，他们用于将某种特定的团子进行分别。阴离子选择性原允许阴离子透过而不能透过阳离子,阳禹子选择性腴允许阳离子透过而不能透过阴离子,这两种腰不允许水透过.通过在一个层状、框架式的组件中放置不同的阴离子选择性膜和阳离子选择性腰，就建立了并列交普的淡水室和浓水室。离子选择性脱被固定在一个情性的聚合体框
7、架上,框架内装埴混合树脂就形成淡水室,淡水室之间的层就形成了浓水室.EDl加木由配单元叫做漠时，见插图模块的膜时放置在两个电极之间，两电极供应力流电场给模块，在供应的立流电场推动下，离子通过膜从淡水室被输送到浓水室.因此，当水通过淡水室流淌时,逐步达到无国f状态.这股水流就是产品水流.流入ElesropureEDI模块的RO水被分成了三股独立的水流；1 .产水水流（高达99%的水回收率）2 .浓水水流（一般为5-10%，可以循环Wl流到RO进水）3 .极水水流（0.5-1%,阳极+阴极统一排放浓水室和产水室（纯化）在由变换的阴离子和阳离子渗透腴组成的经窝式的堆栈中形成单线屏幕空恪.这些形成了两
8、个迥然不同的、变换的流体腔体，嵌入商墩材料框架的酒子选择性般和笠满离子交换树脂形成纯化室.EDl基本的工作的元称为“膜对”在图2中口出.“膜对”堆栈位于给模块的加血流电压（DC的两个电极之间.第3股水流（极水持续不断地流过阳极和阴极，阳极液首先流入阳极室，阳极室是位于阳极和接近的阴窝子选界性膜之间,在该室PH值下降,产生Ch和6.极水流然后流入阴极室,阴极室是位于阴极（一）和一个接近的阳离子选择性股之间.在阴极室，产生H2（氯气），因此，极水室排出不想要的氯气、氧气和箔气。EkctropureEDl工艺具体描述来自城市水源的水中含疗钠、钙、铁、氟化物、硝酸盐、酸酸氯盐、二氧化硅等溶解盐.这些盐
9、由带负电的离子（anion）和带正电的离子（CatiOn）组成,98%以上的离子都可以通过反渗透（RO）处理得以去除.城市的水源还含有有机物、溶解气体（如rOrxCO2K微量金属和其它微电离的无机化合物.这些杂质在工业应用过程当中必需去除（如姗和硅）.RO系统和其预处理也可以去除很多这些杂质.RO产水（EDI进水）的电导率志向范附般在4-20Scm,而依据应用领域的不同，超纯水或去离f水的电阻率一般在2-1X.2Ma之间.通常，EDI进水黑子越少.其产品水质量越高.EIectro1WreEDI工艺从水中去除不想要的离子，依原在淡水室的树而吸附离子，然后将它们迂移到浓水室中,尚子交换反应在模块的
10、淡水空中进行,在那里阴离子交换树脂择放出第利根禺f（0H而从溶情曲（如氯化物、Cl）中交换阴离子.同样，阳离子交换树曲糅放出氢高干（H-）而从溶解盐中（如网、N吟交换阳黑子.从水流中去除离子的吸附步骤.在模块中的停用是有限的（近似10-15秒）,当被吸附时，离子仪仅被外在的宜流电场驱动IH风一个白流（DC电场通过放置在组件一端的阳极（+）和阴极=2HJCOf2当Pll值在这个部分接近7.0左右时，大部分Cch以重砍酸盐（HCO3）形式存在。重碳酸盐被阴密子树脂微弱地吸附,如此仍旧不能与“简洁”离子（例如CK和SOJ）相抗衡.（.EDl模块的其次个区域,COd包括它全部的形式）相较于强度更加他弱
11、的离子优先被去除.EDl进水中CO;和HC0;的数届剧烈影响产品水最终的电阻率以及二氧化硅和碎的去除效率.在ElectropureX1.系列产品中发觉，只要CoX其全部形式）少于5mg1.,就能得到制品精的超纯水。假如COz含IJ是大于Iomg1.,它会影响禹子的总体去除率以及严峻影响EDl产品水的品质和二氧化硅的去除. /终去除强度微弱的离子（例如.，溶解的二氧化R和硼）.因为例如二辄化硅分子的国子化实力相当微弱,并且雄吸附在离子交换树脂上,运用任何反电声过程都很难将之去除.假如已经去除了全部的“简洁”离子，并且去除了全部CO：,EDl模块就能集中去除电离实力微弱的物质种类.在模块第三个区域
12、的停留时间特别重要停留时间越长,去除效率就越高.第三个区域校长的停留时间，须要RO产品水的电导率达到最小（去除大局“简洁”次子同时使RO产水中COz的数量无少化，EDl模块的其次个区域和第三个区域被成为“附光床”. EDljS水中不同的离子种类，以及它们的浓度，干脆影响岩EDl的工作性能和效率.污染物的影响消极影响EDl工艺的主要污染物包括：硬度（%.镁）、有机物（TOO.颗粒、SD1.活性金属（帙、恬）、氧化剂（氯、臭氧）和二氧化碳.为RO1EDl系统设计的预处理过程要能师从进水流中尽可能除去这些污染物。在以下的进水章节给出了用低要求,为了加强EDl的性能，较好的系统设计应当会大大低于这个水
13、平。手册后面还列出了水处理方法的建议.IW子能绯导致反溶透和EDl单元引起结垢，这时，在浓水空中阴离子选择性漠表面PH值很高，浓水室中的压力降将会上升,电流效率则会降低，EkXIropureEDI模块的设计可以避开结垢，然而最小的进水硬度可以延长两次清洗之间的时间.有机物质（ToC）能被树脂和膜衣而吸附，会引起活性层受阻,一旦树腑和股受阻，去离子的效率将会降低，模块电阻也会增加。IH粒物质（SDI）,肢体和悬浮颗粒大量涌入金造成黑和树脂的堵塞.树脂的微孔堵塞使通过模块的乐力降上升.候和其它活性金属可以崔化乳化树脂,并且可以剧烈的被树脂和度吸附，从而使此实力衰战.这线在低PPm浓度就会发生.氯和
14、奥气欠损坏离子交换树脂和离子选择性原并且上致树脂畸松,从而降低容:k氯是种氧化剂.就化后使TOC显著增长,其副产物会使阴离子构脂和膜引起污染.降低树脂交换性能,触化也旎引起树脂裂解和压力降上升，模块寿命缩短.志向的浓度水平为零.COn二气化碳仃两个影响，第，CoFC和卜1屋起反应形成碳酸盐结垢，这种水垢协进水浓度、Sfi度和pH（fi的变更而变更。其次，因为CO?的电荷随它的PH值的变更而变更，而I1.通过RO或EDI去除它都要依电荷而定.所以它的去处效率将会不阍变更.即使低的CO?水平（低于5ppm）也能影响产M水电阻率和硅硼的去除效率”术语表阴离子:一种带有一个或多个负电荷（如Cl、OH、
15、SOr）的离子（带电原子或原子团）。阳横,一种密正电的电极.吸引阴离子表层涂饮.阳量电!隔-R极旁边含有阴离了和收集气体的水溶液Bftt一种带负电的电极,吸引阳肉子,通常由不恢纲制作.阴极电解液：对极旁边含有阳点广和收集气体的水溶液阳H子；一种带有一个或多个阳电荷（如NaNHJ和Ca”）的圈子（带电原子或原子团），幽Ii_流经浓水室井收梁离子的水流。电导率、水传导电流实力的一个电学测证参数其值随水中寓F的浓度和水泥的变更而变更.通位是Scm,一般是指25C。亶海（DC）电源:电流不变更状态,在EDl系统中与移动的阳子效川成比例，包括水裂解的离子.沈（DC）电压，电压不变更极性。电去除离子只有在
16、这种形式的能法卜才能发生.在出流电压中会有一些沟通的电球成份存在.生昼_传导电场的金隅板（阳极和阴极）,弁且促进电化学反应发生，电极通过导线与外部电源相连.电融g1电极旁边的离子溶液。EleCgPUre单元将两种电解液汇成股，在通过“电解液出口”导出端口将它们输送到模块之外Jtt水”成直进入EDl模块的水.它将供应给淡水室浓水室和极水室.这种水的水源就是反海透的产M水”GPM（gpm）t1仑期分钟，水流砥的个测出参数JQgpm相当于227升/小时，4.4gpm相当于1.Om/hr。M子交换餐，含有离子交换城园,对阴离子或阳离子具有选择性作用的薄腴，且不允许水通过.*子交换，含有离子交换基团,对
17、阴肉子或阳离子具有吸附作用的树鹿球.%欧：（MC电学测量参数的总位，用于计以从去宫r系统中出来的水的纯度.它是一个电阻参数.不含杂质的胡纯水在25时可以达到18.24兆欧.厘米MQcm）.1U1.J乩离子（HD浓度的个神枇卷数，PH值用时数从0到14来表述PHtfi为0或花0旁边的是强酸性,PH（ft为7为中性,PH值为14或在14旁边是强吸性.分Ill1.水在电流的作用之下分好成FT和OH,这种状况发生在淡水室中温于相应较少而电压较强的状况下。它导致水的分解以传导电流“一般状况下电流停溶解盘中的离子传导。PH值的波动一般凰分解作用有关。水的极化分解作用Ur以使离子交换树脂再生。EEj十亿分之
18、一，或pg/1.用于所量水中离子的数量,如：超纯水中的硅含量.j三仃万分之一，或mg”.用于标识水中总溶解固体数目（TDS）的参数单位.这个参数单位一般用于描述进入EDI模块的水流的纯度。在低电导率时，IPPnl近似等2Pscm.成品（潴水）水流，流经纯化室或淡水室的水流。这股水流就是去离子水“电阻率1.描述水阻挡电流的实力的测Ift参数-离子浓度降低,电阻率就增加：离子浓度增加,电阻率就降低.这个参数与用EDI实现的去离子水平有关.不含杂质的超纯水在25C可以达到】8.24Ma.&_由金属或带正电的根原子团完全或部分取代酸中的氯离子之后形成的一种化合物。盆类举例：酸金属或带正电的跟原子团款H
19、C!(Na*NaCIH2SOj钙（Ca埼CaSO4HNOj篌（Mg勺Mg(NOj)2H-SO4钾(k)KHSOaTeC:总看机碳：水样M中活性有机化合物的含家数H参数.韭有机炭总制COj为从总碳中减去有机媵后剩下的部分.用PPm或富克/升表示,uspjM*.USP质求要求，被送纳恭愉,禹子交换、电去离子技术、或其它恰当的工艺将水纯化,遵从EPA（美国环保总署）饮用水规则并“包含无额外物质存在.ElectropureEDI的学问产权EkCgPUrC公司，以前的HOH水技术公司,拥有形成EDl技术基础的Olarc专利（美国专利号:US4.465.573）.它同时还有一个改良性工作专利是关于肉子交换
20、膜技术的专利美国专利号：US6,5O3.957）.其他公司拼Ifj关于EDl在系统中应用的学问产权.Electropurc公司不钛许举荐她的用户运用其它学问产权，并且没有义务代表她的用户在他们设计的系统中为其批建、安装或是操作EDI.EDI技术总结EleCgpUe受专利权爱护的电去离子(EDI)模块的高效性能.在连续的电去海子过程中已经得到验证.ElcctropureX1.系列EDI对DI混合树脂床系统来说是个特别羟济的转型产丛，它有籽很多优点。虽然建设EDI系统的原建成本比混合树脂床系统高，但是运行成本和其它的工艺优点对于运用ElectnopureEDI是大有律益的第2章I产品描述和产品指南
21、产品应用和纯度特性超纯水用于微电子和半导体生产,也用于生物医学和试5金室探讨,还用于药品制造业,作为蒸慵的预处埋，发电过程当中的锅炉水.食品和饮料业以及须要用到去热子水的各种工业领域.下面是典型的工业行业的离子含纨规范,这些并不代表工业用纯水中的全部规范，而只是与EDIfi关的一些规范指标。半导体超纯水（来源:1993年BakI7s分析试验室）：测试项目单位可达到可接受报警临界电阻率动25TM18.218.217.917.5溶解性：弱化硅PPb0.2310础PPb电级水一（ASTMD-19）：分如S目电子一级E-I电子二媛E-Il电干三级E-Iil电干四国E-IV电见率(MdMcgohm)18
22、（95%的时间）.不小于17173（90%的时间X不小于16120.5SiOH总硅JftkjigZ1.)5IO501.000颐粒数（个，mDI3IO100胡的（最尢砌HIX)Om1.I(Kl)0Om1.IOm1.l内奇索（EU/ml）0.030.25n,aIMi制(.g-Ii2500M(AI大,jg1.)IIIO1.000腐城大,mg1.）0.1I2500硝酸微S1.)II5500磷酸微W.ng.1.)II5500伸(Ai大.g1.)225500钠（足大,Ug1.）0.5I51,0WWffita0.5i5500电子一级匕：这种水将被分类作为微电子用水，被运用在生产宽度在1.Opm以下的产品设备
23、上。这是超纯水在大容量和最临界状态的应用.电子二级E-II:这种水将被分类作为微电子用水，被运用在生产宽度在50m以下的产品设备上。这种水应当是足够的为生产大多数大容枳产品,产品尺寸在1.Opm之上和在5.0m以下。电干三级E-III:这种水将被分类作为微电子用水，被运用在生产宽度在5Qm以上的产品设备上。这种等级的水可以被运用来生产梢大的组件和一些小的组件，水中的痕量杂质不会产生影响。电子四级E-1V:：电子级的水被分类可以作为非临界电镀用水和其它般用途用水，*内部设计与EPM系列相向，并且已经发展了很多年。mElectropurcimXI.系列”模块的流址范围从501Ph-23m)h(0.
24、5gpm到lOgPm).每种模块都仃一个流;*范阳举荐侑。多个模块可以并成几乎是无眼制的浩大系统，最大系统的数据是15OmVhr(600gpm),我们的高质圻模块依据进水条件和操作条件的不同，可以产生1O-18.2M。的纯水，卜表列出了各种“ElcctmpucrImX1.系列”模块的流fit他附.产品流兔范困SPm流量范围mh工作电压VDC尺寸宽9“高22”宽210mm高56011mX1.-100R1/4到3/450到1501/h48(3050)深：6-深：150nmX1.2R1/2到1Vl100到300Oh100(150-220)r28OmmX1.-5R6到101.3到2.33001200-
25、320)14360mnX1.5(X)R1.7到14.751.6到3.35350V3Ainps400V8Ainps3个X1.-500R3(W(2(X)-32O)V9Amps4(X)V24Amps20个X1.-500R3(X)(2(X)-320)V6()Amps400V160AmpS说明：电源供应应当尽可能的达到最大的要求.第4章：工艺变量的影响所加电压在运行过程中，模块中国子的平衡是推断EDl系统是否工作在稳定状态的特别百价值的工具“检定状态：出去的离子总数=进入的离子总数模块离子填充：出去的离子总数l（）时,才能有效地去除二制化硅和姗酸.当然.要工作在高PH状态，必需首先去除过硬的阳离子.提高
26、EDI诳水的PH值达不到预期的目标，因为Na和OFT是特别荷沽去除的离子，在EDI而简j的加入NaOH,对于EDI“工作床”区域只会使离子负荷上升,并且PH值在“工作床”末端又回到7.0.从而,“抛光床”区域的大小是变小了.见附录8对二氧化硅的探讨.压力降与温度的关系由于受水的粘性的影响，压力降与温度有很大的关系。下表列出了联于25时，在肯定温度下水的评定粘性和相时粘性。压力降将防粘性的增加或降低成比例的变更。说明：水在SC时的粘度比在25C时高出70%.制度相对粘度窗定粘度（CP）5(4F)+70%1.51l5C+28%1.142(C(68TI2%1.0()25C(77T)0.893ffT(
27、86T)-10%0.8035C(95T).19%0.72模块电阻与温度的关系当温度增加时，模块的电阻就会降低，在给定电压值卜，电流就会增加，发生这种现象的一个濠由是高温下岗子的活性增加.在其它条件相同的状况下，淑度柘变更1.模块的电阻相变更2%.质里的优化与其它因素下面也有关系，因此电压的优化设定也须要l籽温度发生变更.产水品质与油度的关系（操作条件的再优化）系统的运行有一个志向的温度.当温度上升到35P时,由于水中离子的迁移和移动更加简洁因而产品水质量通常会提高,假如更高温度将会由于圉子的泄漏而降低产水品质。这是由于吸附到恩子交换树脂的离子削减造成的，此外，实际离子的电阻特性，在没有湿度补偿
28、的状况下,将会上升，从而使读数失去精确性（见卜面的部分。/在高的淑度时.将要求一个较低的电JK来迁移肉子进入浓水室.当温度渐渐下降到15P时,产水品质会降氏,其中有些是由于温度补偿中的错误所致：有些是因为吸附到离子交换树脂点子增加所诙。当温度接着下降时，穿过离子选择性般的扩散作用将会增大，这时产品水质量就会下降。/温度特别低时就须要更高的电H（米使水进行高效的裂解.并Ii快速迁移行动迟媛的禺f.电阻率我的温度校验电阻率计量会l曲温度发生了剧烈的变更，通常被校正到玩准温僮25C.较高的温度下，含有杂顺离子的水的导电特性也较高，因为这时离子的活性增加。同样地，温度上升，超纯水将具有较低的电阻特性，
29、因为这时水会电离出更多的H和OH,/对于仪表温僮的修正是较大蒐用的,遹常会出俏.因而须要一个高质加的电阻率表.对于自来水和反洗透(RO)产水的电导率与温度的对应校正关系大约为2%制，在肯定谓度下对超纯水的电阻率i3行校蛤，其相劝关系为57%y。因此温度的校验关系系数大.当工作温度不等于25nC时，这一点就显至关重要。热的去离尸DI水精确地测量是最困碓的.温度.T未补偿电阻率.MO61531.82518.23511.1*压力降与流fit的关系有三种模块压力降须要考虑：I,进水与产水2 .浓水的进口与出口3 .极水的进口与出口当流过它们的流吊增加时，这些流体上的压力降也会增加。压力降就是在模块的进
30、口和出口处的接头旁边神量出来的.极水出力降：在0.05WDm11Iph)时.压力降大约为20PSi(1.4bar).假如压力降高于这个值.么进口就有可能被残渣堵塞，进水口的水必需作精密过灌.由于每个组件只有一对阳极加J极.这个流城应当与组件的大小和单元的多少无关。正常旅懵(gpm)极水正常流量(IPh)极水初始压降极水0.02558l2psi(0.50.8bar)0.050IOl6-24psi(0.0751524-36psiO浓水压力降；每种设计、每种运行模式甚至何种EDl模块都有不同的浓水流状.Ehxm,puk建议浓水流量调整为EDI产水的10%.假如在工作过程当中，浓水的压降上升,就可能须
31、要清洗或者在浓水的进口处存在残渣.进水门的水须要精密过渡，下衣给IS了各种模块的初始压降估计保.模块型号浓水常规流量(gpm)浓水常规流域(Iph)浓水初始压力降(25)X1.-I(M)R0.05gpm1()Iph5-7psi(03-0.5bar)X1.-2R0.10206-8psi(0.4-0.6bar)X1.TOOR0.255079psi(0.50.6bar)XITOOR0.50I(X)8-10psi(0.50.7bar)X1.-500R0.752009-11psi().6).Xbar)X1.-5(K)R1.).2530011-13psi(0.75-0.9bar)s注：姆个模块的单元数目在
32、EIeCgPUnr公司可能会随时发生变更。进水与成品水压力降：进水对成品水的压降地宿流砥的增大而增大.如上所述，温度下降，压降将上升。压降近似地马流吊:成战性关系(笫一次序)。也即，流琉增加两倍，压降也增加两倍，图2：Xl.系列产丛的11”J降X1.系开祖件初始压力降25X:“淡水进水对产Ia水出水”产出水流对于一个新的模块来说,在流量范阚的下限时(如X1.-5(X)R的6gpm).压降可以低到20PSi(1.4bar):在流fit范围的上限(如：X1.-500R的IOgpm),压降可以高达45PSipsi压力降的一块误认为有80PSi的压力降，其中的50PSi是由于太小的笆道、计吊阀门、流一
33、计、电磁阀、驾头和三通引起的。出水【】出力财产水质愤和内都泄渺的影响由于平板和框架式的模块是拼在一块儿的并且用密封垫片密封不行避开会发生内部泄露.在一个EDl模块中，假如浓水泄漏到淡水室，就会使产M的电阻率遭遇到大的影碗./产水出口压力必需大于浓水出口压力，为了确保内部泄正不至于影响到产品的侦量，成品水的Hi”庖当行比浓水流和极水流更高的压力“这样任何泄出都不会增加成品流中的离子数目.对于简易的系统，浓水流出M处不能有背压施加.在系统中.有手动阀门限制浓水的背压，会导致操作的图难和愫作的失误。当输送浓水到RO的进水口，呆好将浓水垂直灌入外部的水箱，然后独立用泵送到Ro的预处理系统.当这样做时可以使模块回收率接近99%.进水电导率产水质Ift（在设计值和最大流fit状况下）产品水的质量取决于模块在进水漉出去之前从淡水
