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电去离子(Electrodeionization,简称EDI)技术是将电渗析和混床离子交换有机结合形成的新型分离过程,具有无污染、能连续生产超纯水的优点,已经成为制备超纯水的主流工艺。水解离机理及膜堆结垢问题是EDI的基础研究及工程应用中的核心问题。本文通过考察膜堆电压、浓水流量、淡水流量等因素对EDI超纯水制备过程及硬度离子脱除性能的研究,主要分析讨论EDI膜堆的水解离情况及影响因素、EDI膜堆的运行模式及操作条件对EDI膜堆结垢的影响,并提出了防止EDI膜堆结垢的方法。通过考察了不同条件下EDI膜堆的电流-电压特性曲线、浓水和淡水中的pH-电流变化曲线,综合分析了各种影响因素,得出了实验膜堆水解离的基本规律,同时得到了随淡水水质的影响因素。实验结果表明,在较低电压下,阳膜表面先于阴膜表面发生水解离,引起浓水和淡水中的pH的下降；膜堆电流的持续上升及浓、淡水pH的增大,主要是由于阴离子交换膜表面与阴树脂表面的水解离。淡水流量的变化对水解离影响不大,淡水流量过大会使淡水水质变差；浓水流量的增大会抑制水解离的发生；原水电导率增大会使水解离难发生,使淡水水质变差。同时得到了本实验膜堆最佳工作电压为40-45V,最佳水回收率为80%-90%。通过对硬度脱除的质量平衡分析,证实了EDI膜堆电压对EDI过程的运行模式具有重要影响：在电压较低时,EDI在增强传质模式下运行,树脂保持为盐型；在电压较高时,EDI在电再生模式下运行,树脂床层通过电再生转化为H型和OH型,EDI相当于连续获得再生的混床离子交换。同时对两种不同运行模式下EDI过程的基本特点进行了分析和讨论。本实验中EDI膜堆的两种运行模式的分界电压在25-30V之间。在此研究基础上,本实验装置采用35V以上的膜堆电压,淡水电阻率可达13MΩ·cm以上,硬度的脱除率最高可达到96%；研究发现EDI在增强传质模式下运行,EDI膜堆易发生结垢,原水中硬度大小及CO2含量高使膜堆易发生结垢。