电去离子（Electrodeionization简称EDI）是一种将离子交换和电渗析相结合以实现连续去离子的复合脱盐工艺。目前该技术在电子、电力、医药、脱盐、化工等领域应用广泛。然而现有EDI装置工艺存在对进水水质要求较高,离子交换树脂再生效率低,能耗高的问题,且在实际工业应用中膜堆易结垢,装置长期运行稳定性较差。因此,本文构建一种新型的复合床结构,实现了离子交换树脂高效再生,并通过循环浓缩室水来改变工艺流程使其表现出优异的防垢性能。其一,EDI装置的床层结构与工艺优化。首先,设计一种阴、阳离子交换树脂左右平行分层填充的新型复合床结构,使阴、阳离子交换树脂分别靠近阴、阳离子交换膜,通过构造与电场迁移方向一致的离子快速传输通道,提高了离子的传输效率,降低了装置能耗,提高了离子交换树脂的再生效率。然后,探究了不同操作条件对复合床EDI装置脱盐性能的影响,实验结果表明:复合床EDI装置最佳膜间距为10 mm,在电流密度为9×10^-33 A/cm²,反应时间3 h条件下,离子交换树脂的再生率能达到67%,相较于传统EDI工艺,再生率提高了2³倍,甚至接近化学再生水平。其二,针对EDI装置的离子交换膜在水质较差的条件下易结垢的问题,本文在深入分析膜结垢过程及树脂再生机理的基础上,提出来一种新型的防垢策略:即通过对EDI装置浓缩室的水进行循环来改变工艺流程,并对床层阴、阳离子交换树脂进行优化以及选择最佳的操作电流密度,使得浓缩室形成酸性环境,从而有效地防止沉淀的形成。实验结果表明:在以上工艺下,即使进水电导率约为1360μs/cm,硬度为400 ppm（以CaCO₃计算）,装置稳定运行150小时也不会有污垢生成。装置防垢性能最佳的离子交换树脂的填充比例为阳离子交换树脂:阴离子交换树脂=2:3（质量比）及在本实验水质条件下最佳操作电流密度为9×10^-3 A/cm²。本研究构建的新型EDI装置结构和工艺不仅能实现离子交换树脂高效再生,而且表现出优异的防垢性能,拓宽了EDI进水条件的限制,保证EDI装置长期稳定运行。该装置工艺对EDI技术的工业化应用具有重要的现实意义。