Elektro-deionizáció (EDI)

Az elektrodeionizációt az előkezelt víz további finomítására alkalmazzák a kevertágyas, utótisztító ioncsere helyett.
 
Az elektrodeionizáció olyan folyamat, mely elektromos tér hatására eltávolítja az ionizálható szennyezőket. Ehhez elektromosan aktív közeget és elektromos feszültséget alkalmaz, mellyel ionvándorlást idéz elő. Lényegében két jól ismert szeparációs eljárás, az ioncsere és az elektrodialízis házasítása. Az eljárás olyan folyamatos üzemű kevertágyas ioncserélés, mely nem igényel vegyszeres regenerálást, mivel folyamatos ionvándorlás hatására nem merül ki. A folyamatos regenerálásnak köszönhetően az ioncserélő gyanta nem merül ki, a hagyományos ioncserélőknél előforduló áttörés nem lép fel, így a termékvíz minősége állandó.
 
A nagytisztaságú vizek előkezeléseként fordított ozmózist (RO – reverse osmosis) szokás alkalmazni. RO előkezeléssel együtt az EDI 10-15 MΩ/cm ellenállású vizet állít elő (0,1-0,07 mS/cm).
 
Működése
Az előkezelt tisztítandó vízáram (RO permeátum) az EDI modulba lépve olyan cellákba kerül, melyek egymástól kation- vagy anionszelektív membránokkal vannak elszeparálva, és ioncserélő gyantával vannak töltve, mely vezetőképes közegként van jelen a kis elektromos vezetőképességű vízben. A cellák felváltva helyezkednek el a modulon belül, egyikben a sótalanított termékvíz, a mellette lévőben a töményített sós víz vagy koncentrátum áramlik. Az így létrehozott rétegek szendvicsszerűen ismétlődnek, melynek két oldalán helyezkednek el az elektródok, a katód és az anód.
Az ionvándorlást egyenárammal idézik elő. A katódon negatív egyenáramú töltés jön létre, míg az anódon pozitív. Az egyenáram a vizet kis százalékban elbontja hidrogén és hidroxid ionokra. A H+ és OH– ionok a gyanta anionos és kationos helyein megkötődnek, ezáltal folyamatosan regenerálják a gyantát. A pozitívan töltött hidrogén ionok a negatívan töltött katód vonzásának hatására a kationcserélő gyantán és a kationszelektív membránon keresztül egyenesen a koncentrátum oldali cellába jutnak. A kationszelektív membrán csak a kationok számára áteresztő, így megakadályozza, hogy anionok átjussanak a túloldalra, míg az anionszelektív membrán csak anionokat ereszt át, és nem átjárható kationok vagy a víz számára.
 
A cellák terét ioncserélő gyanta tölti ki, mely segíti az ionok vándorlását. Az ioncserélő gyanta 2-3 nagyságrenddel jobb vezető, mint az ioncserélt víz vagy az RO permeátum, ezért az elektromos vezetés ezen keresztül valósul meg. A gyantát folyamatosan regenerálja a rajta folyó áram. A víz elektrolízise H+ és OH– ionokra azon a helyen történik, ahol az ioncserélő gyanta szemcsék az ellentétes típusú membránokkal érintkeznek. Például az anionszelektív membrán és a kationos ioncserélő gyanta találkozásánál az áramot részben a gyantában levő H+ ionok fogják vezetni, részben pedig a membránban levő OH– ionok, hogyha az alkalmazott feszültség meghaladja a 1,23 V értéket (vízbontás feszültsége). A tápvízből származó szennyező ionok a töltésüknek megfelelően az ioncserélő gyantához rögzülnek a H+ és OH– ionok helyére, és a gyanta közvetítésével a megfelelő elektromos töltés irányába haladnak a többi ionnal együtt az anion vagy a kation membránon keresztül a két szomszédos koncentrátum kamrába. A szennyező ionokat innen a koncentrátum áram mossa ki. Az tisztított tápvíz a permeátum kamrán keresztül távozik az EDI modulból.
 
Az EDI berendezések kihozatala (a termékvíz százalékos mennyisége a nyersvízhez képest) 80 – 95 %. Az EDI modulból távozó koncentrátum sótartalma elegendően kicsi ahhoz, hogy az előkezelő RO egység nyersvízéhez visszakeverhető legyen. Így a teljes technológiát tekintve az EDI vízveszteség nélkül üzemel.