原水含盐量及流速对edi膜堆电流的影响

　　edi电去离子水设备在运行过程中会受到多种因素影响，原水的含盐量和流速对edi膜堆电流有直接影响，最终影响产水效果。所以在整套装置设计过程中需要对其进行了解，依据相关数据采用不同技术和工艺。

　　原水含盐量对edi膜堆电流的影响

　　进水含盐量对操作电流的影响，一定的电压范围内，当进水的电导率为60 μS/cm时，膜堆的电流与电压成线性关系;当进水的电导率为20μS/cm时，电流与电压关系曲线大致以电流等于60mA为界，电流较低时为直线关系，较高时则斜率增加。

　　淡水室内的离子迁移可看成为两个并行过程：一是阴、阳离子在水中分别向阳极和阴极方向迁移，二是离子进入树脂孔道中发生离子交换后，即在树脂颗粒中迁移。设淡水室中水和树脂的电阻分别为RW和Rr，R1为溶液相的电阻，R2与R3为阴阳表面扩散层电阻，即

　　RW=R1+R2+R3　　(1)

　　淡水室的总电阻R总由欧姆定律得：

　　R总=(RrRW)/(Rr+RW)　　　　 (2)

　　在淡水室中，由于EDI进水的电导率较低，树脂导电能力比原水要高2-3个数量级，所以原水中的离子主要通过在树脂层中的迁移进入浓水室。我们从图1中也可以看到，上述理论得到了很好的解释，在电流小于60mA时，同一电压下，原水电导率为60μS/cm的电流比20μS/cm的电流要高，但并不与电导率之比成正比，这是因为虽然溶液相的电阻不同，但淡水室的电阻主要由树脂层的串阻单定，因此相应的电流相差不大。

　　原水含盐量的不同是导致膜堆电流与电压曲线不同的主要原因。当膜堆电流超过极限电流时，由于扩散层迁移到交换膜和树脂层中的离子数量大于主体溶液迁移到扩散层中的离子数量，造成扩散层离子浓度下降，扩散层电阻上升，该处的电势梯度也相应增加，水分子在高电势的作用下，大量地分解为H+和OH-，在电场的作用下定向移动，承担传递电流的责任。当原水电导率较低时，扩散层中浓度梯度小，离子在扩散层中的传递速度较慢，只需很小的电流，就可使膜和树脂界面离子浓度迅速减少，使得在膜和树脂界面上发生解离，由于氢离子和氢氧根离子在树脂中的迁移速度比其它离子在甲脂中的迁移速度快，使得电流上升，进一步加速了扩散层的极化现象，从而产生更多的H+和OH-，淡水室中的树脂因此得到更好的再生，通常edi多功能超纯水系统原水含盐量不应大于40μS/cm。

　　原水流速对edi膜堆电流的影响

　　原水流速对膜堆电流的影响如图3所示.不同原水流速下电流电压曲线差异很小，说明原水流速对膜堆电流的影响很小。

　　原水流速对EDI的电流影响很小，这是因为在淡水室中，溶液相与树脂相是并联关系，由于离子交换树脂的导电能力远高于原水的导电能力，离子传输主要通过树脂相进行，在一定的淡水流量范围内淡室中的溶液相离子浓度的变化对总电阻的影响也很小，则膜堆电流不发生明显变化。

　　流速较低时，溶液中的液流属于层流。在淡水室里，由于膜和树脂表面附近液体的流动受到膜的心房以霹近表面的液流速度减小。在膜与流遭几乎为零，扩散层的厚度很薄，一般只有1×10-3～1×10-2cm。水的解离主要在扩散。根据能斯特方程，当溶液相的离子浓度相同时，扩散层表面的厚度对其传质起着决定性作用。由于原水流速对扩散层厚度的影响较小，使得不同流速下膜和树脂表面扩散层的厚度一致，所以在不同的原水流速下电流-电压曲线差异很小。在膜堆电流一致时，不同流速韵原水在同一时间通过扩散层的离子数量相同，由于流速较低时，进入淡水室中的离子含量较低，所以低流速能够得到更好的水质，但相应地效率较低，运行时应根据情况来确定，该装置流速应控制在10-20L/h较为理想。