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水處理基本知識
純水制備的核心工藝
核心工藝：純水（超純水）制備的主要處理工藝，結合前處理（預處理）工藝，輔助工藝及特殊工藝，組成完整的純水制備工藝。結合水質要求選擇合適的核心工藝，不僅提升產品品質，也可以減少不必要的浪費。純水制備的核心工藝，主要有離子交換法（陰陽床，混床），反滲透法（RO）,EDI（Electrodeionization）工藝等。
離子交換工藝：靠離子交換工藝化學交換來完成對水進行除鹽，陰陽樹脂是具有網狀立體結構的高分子多元酸或多元堿的聚合物，大部分需要酸堿再生，其再生頻率大，酸堿用量大，對周圍的水和大氣環境均有較大程度的影響。
離子交換器分為：鈉離子交換器（軟化器）、陰陽床（復床）、混合床（拋光混合樹脂床）等種類。
陽離子交換器：俗稱陽床，內含陽離子交換樹脂，根據其樹脂再生所用藥劑可分為氫型和鈉型；鈉型陽離子交換器被稱為軟化器或鈉離子交換器。氫型陽離子交換樹脂一般不單獨使用，多用于混合床，或者與鈉型陽離子交換樹脂配合使用。
陰離子交換器：俗稱陰床，內含陰離子交換樹脂，用陰樹脂中的氫氧根交換掉水中的其他陰離子。
陰陽樹脂（床）：俗稱復床，由陽離子交換（陽床）和陰離子交換器（陰床）串聯組成。在純水制備過程中，一般先經過陽床，再經過陰床。當原水通過陽樹脂時，水中的陽離子被吸附，樹脂所帶的H+被置換到水中，使水呈酸性（PH=3左右），當PH<4時幾乎全以二氧化碳氣體形式存在，經過除碳器脫除后進入到陰床，而陰離子交換柱在酸性介質中易于交換；如果不脫除，二氧化碳氣體與陰樹脂反應，縮短陰樹脂的交換容量，縮短工作周期，增加制水成本。所以一般的復床結構為陽床+除碳器+陰床。一級復床的除鹽率跟一級RO的除鹽率相當，二級復床的除鹽率和二級RO的除鹽率相當。
樹脂再生：一種使離子交換樹脂珠子滿載的過程，并去除在使用中循環期間吸附的離子，從而使樹脂可以繼續利用（陽離子樹脂用鹽酸，陰離子樹脂用氫氧化鈉）。陰陽離子交換系統由樹脂床構成，可以通過離子交換獲取硬度或其他元素。之后采用通高濃度（10％鹽水）鹽或其他再生化學品對樹脂珠粒進行再生，恢復樹脂的交換容量，使離子交換樹脂系統可以反復使用。
拋光混合樹脂（床）：俗稱混床，內含拋光樹脂。拋光樹脂是由氫型強酸性陽離子交換樹脂（H型）及氫氧型強堿性陰離子交換樹脂（OH型）混合而成，混床水中的H離子與OH離子立即生成電離度很低的水分子，可以使交換反應進行得十分徹底，裝填后無需再生（不可再生）。一般用于超純水處理系統末端，來保證系統出水水質能夠維持用水標準。一般出水水質都能達到18MΩ*cm以上，以及對TOC、SIO2都有一定的控制能力。
混合型離子交換器再生原理：
（1）反洗預分層
打開混合離子交換器反洗排放閥、反洗閥，以約10m/h流速進行反洗分層，使樹脂處于充分膨脹流動狀態，且正常顆粒樹脂不被水流沖出來為最佳控制流速，反洗終點以陽、陰樹脂基本分層為止，約5-10Min，關閉反洗閥。
（2） 沉降放水
打開排氣閥，使反洗預分層后展開的樹脂自然、均勻地沉降下來，然而后打開中排閥，使容器內液面排至樹脂層面以上10~20cm，關閉中排閥，約5-10Min。
（3） 失效
關閉排氣閥，關閉反洗排放閥，打開正排閥，打開進堿閥，啟動再生水泵，打開再生水泵出口閥，打開混床堿計量箱出液閥，調整溶液濃度3-5%，進液時間20-25Min。關閉混床堿計量箱出液閥，關閉再生水泵出口閥，停再生水泵。關閉進堿閥，關閉正排閥。
（4） 反洗分層
打開反洗排放閥、反洗閥，控制反洗流速10m/h左右，以樹脂充分膨脹流動，且正常顆粒樹脂不被水沖出為最佳控制流速，以陽樹脂分層界限分明為反洗終點。反洗結束時應緩慢關閉反洗閥，使樹脂顆粒逐步沉降，以達到最佳分層效果。如一次操作未達要求，可重復操作以達到滿意的效果。
（5）沉降放水
打開排氣閥，使反洗分層時展開的樹脂自然沉降下來。而后打開中排閥，使容器內液面降至樹脂層面以上10~20cm處，約5-10Min，關閉中排閥。
（6） 再生
關閉反洗排放閥，關閉排氣閥。啟動再生水泵，同時打開進酸閥，進堿閥，中排閥，打開再生水泵出口閥，打開混床酸計箱出液閥，打開混床堿計量箱出液閥，調整溶液濃度為3-5%，再生45Min。
（7） 置換
關閉混床堿計量箱出液閥，關閉混床酸計量箱出液閥，置換35Min （清洗時間為半小時或以排水基本中性為終點），關閉再生泵出口閥，停再生水泵，關閉進酸閥，進堿閥，中排閥。
（8） 灌水
打開排氣閥，進水閥，至水充滿設備。
（9）正洗陰樹脂
打開中排閥，關閉排氣閥，正洗5-10Min。
（10）串洗
打開正排閥，關閉中排閥，正洗10-15Min。關閉進水閥，關閉正排閥。
（11）排水
打開排氣閥、反洗排放閥、正排閥，將容器液面排至樹脂層面以上10~20cm處，約3-5Min，使樹脂層有充分的混合空間，關閉正排閥。
（12）混合
打開進氣閥，壓力： 1~1.5 kg/cm2，混合時間為2分鐘左右，或以容器內打開進氣閥，兩種樹脂充分混合而定，關閉進氣閥。
（13） 排水
快速排水，將容器內液面排至樹脂層面，打開正排閥，促使樹脂迅速下沉，以防止樹脂在沉降過程中重新分層，引起混合不徹底，同時要防止樹脂層脫水。關閉正排閥，關閉反洗排放閥。
（14） 正洗
打開混合離子交換器排氣閥、進水閥，水流自上而下，當水充滿設備時打開正排閥，關閉排氣閥，正洗流速同制水流速，入正洗工況，達到出水指標轉入制水或備用，約20-30Min。
反滲透法工藝：當前處理水以一定的壓力被送至回用膜時，利用反滲透膜的分離特性（在高于溶液滲透壓的壓力作用下，借助于只允許水透過而不允許其他物質透過的半透膜的選擇截留作用將溶液中的溶質與溶劑分離），水透過膜上的微小孔徑，經收集后得到純水，而水中的雜質如可溶性固體、有機物、膠體物質及細菌等則被截留。一級膜可去除原水中97%以上的溶解性固體，99%以上的有機物及膠體，幾乎 100% 的細菌。RO膜的工作溫度0-45℃，一般參考值為25℃是標準工業參數。RO 設備是目前世界上水處理設備中制取純水的最先進的設備之一，其運行費用低、經濟、操作方便、運行可靠，是用戶首選的制取純水設備。
EDI工藝：電去離子工藝，將電滲析技術和離子交換技術相融合，通過陰、陽離子交換膜對陰、陽離子的選擇性透過作用與離子交換樹脂對離子的交換作用，在直流電場的作用下實現離子的定向遷移，從而完成水的深度除鹽，水質可達15MΩ*cm以上。在進行除鹽的同時，水電離解產生的氫離子和氫氧根離子對離子交換樹脂進行再生，因此不需酸堿化學再生而能連續制取超純水。它具有技術先進、操作簡便和優異的環保特性.
EDI的影響因素及控制手段
1、進水電導率的影響
在相同的操作電流下，隨著原水電導率的增加，EDI對弱電解質的去除率減小，出水的電導率也增加。
如果原水電導率低則離子的含量也低，而低濃度離子使得在淡水室中樹脂和膜的表面上形成的電動勢梯度也大，導致水的解離程度增強，極限電流增大，產生的H+和OH-的數量較多，使填充在淡水室的陰、陽離子交換樹脂的再生效果良好。
因此，需對進水電導率進行控制，使EDI進水電導率小于40us/cm，可以保證出水電導率合格以及弱電解質的去除。
2、工作電壓、電流的影響
工作電流增大，產水水質不斷變好。
但如果在增至最高點后再增加電流，由于水電離產生的H+和OH-離子量過多，除用于再生樹脂外，大量富余離子充當載流離子導電，同時由于大量載流離子移動過程中發生積累和堵塞，甚至發生反擴散，結果使產水水質下降。
因此，必須選擇適當的工作電壓、電流。
3、濁度、污染指數（SDI）的影響
EDI組件產水通道內填充有離子交換樹脂，過高的濁度、污染指數會使通道堵塞，造成系統壓差上升，產水量下降。
因此，需進行適當的預處理，RO出水一般都滿足EDI進水要求。
4、硬度的影響
如果EDI中進水的殘存硬度太高，會導致濃縮水通道的膜表面結垢，濃水流量下降，產水電阻率下降，影響產水水質，嚴重時會堵塞組件濃水和極水流道，導致組件因內部發熱而毀壞。
可結合除CO2，對RO進水進行軟化、加堿；進水含鹽量高時，可結合除鹽增加一級RO或納濾來調節硬度的影響。
5、TOC（總有機碳）的影響
進水中如果有機物含量過高，會造成樹脂和選擇透過性膜的有機污染，導致系統運行電壓上升，產水水質下降。同時，也容易在濃縮水通道形成有機膠體，堵塞通道。
因此，在處理時，可結合其他指標要求，增加一級R0來滿足要求。
6、Fe、Mn等金屬離子的影響
Fe、Mn等金屬離子會造成樹脂的“中毒”，而樹脂的金屬“中毒”會造成EDI出水水質的迅速惡化，尤其是硅的去除率迅速下降。
另外，變價金屬對離子交換樹脂的氧化催化作用，會造成樹脂的永久性損傷。
一般來說，運行中控制EDI進水的Fe低于0.01mg/L。
7、進水中C02的影響
進水中CO2生成的HCO3-是弱電解質，容易穿透離子交換樹脂層而造成產水水質下降。
進水前可用脫氣塔進行去除。
8、總陰離子含量（TEA）的影響
高的TEA將會降低EDI產水電阻率，或需要提高EDI運行電流，而過高的運行電流會導致系統電流增大，極水余氯濃度增大，對極膜壽命不利。
除了上面這8個影響因素，進水溫度、pH值、SiO2以及氧化物亦對EDI系統運行有影響。
