ELECTRODEIONIZATION (EDI) 초순수 장치



    최근에 초순수 시스템에서 EDI방법을 사용하는 빈도가 증가하고 있다. 아직은 EDI가 많은 제약이 있고 또 검증 기간이 짧아 아직 의구심이 있는 것은 사실이지만 초순수 시스템에서 EDI는 기존의 많은 문제점을 해결할 수 있는 대안으로 떠오르고 있는 것에주목하여 EDI의 특성과 장단점을 살펴봄으로 앞으로의 변화에 대처하도록 하자.


1. EDI의 개론

      EDI는 셀(cell)구성으로 직류 전류를 이용해 원수에서 이온을 분리하는 시스템이다.
EDI는 이온교환수지와 수지를 둘러싼 멤브레인과 물이 흐르는 공간으로 구성되어 있으며 이 공간에서 물이 수지를 거쳐 지나는 부분을 생산칸(dilute), 이온이 농축되는 부분은 농축칸(concentrate)이라 한다.
셀은 여러개가 수평으로 배치되며 그 사이에 전극판이 내장되어 칸을 나누며 이러한 셀이 모인 기기를 EDI 스택(Stack)이라고 한다.
셀 안에 직류전기를 통하면 원수의 이온은 생산칸에서 농축칸으로 전이되어 사용점에서 이온이 제건된 초순수를 생산한다. 그리고 농축수는 배수하거나 재사용, 아니면 RO원수로 재사용한다.




2. EDI의 재생원리

      EDI의 재생원리는 지극히 간단하다.
먼저 원수가 셀에 충진되어 있는 이온교환수지를 지날 때 원수에 포함된 이온은 수지에 흡착된다. 그리고 흡착된 이온은 전극판의 인력에 의해 멤브레인을 통과하여 음극판(cathode)으로는 양이온이, 양극판(anode)으로는 음이온이 모이게 된다. 동시에 물에 흐르는 직류전기가 물을 전기분해하여 발생한 수소(H
+)와 수산화물(OH-) 이온이 지속적으로 수지를 재생하게 된다.
그러므로 수지는 반영구적으로 사용이 가능하다.


3. EDI의 장점

  초순수 시스템에서 EDI를 사용할 경우 많은 장점이 있으며 다음과 같다 .

- 재생에 필요한 약품(염산과 가성소다)이 거의 필요없다. 그러므로 약품 보관에 필요한 공간, 약품주입펌프, 인건비 등을 절감할 수 있으며 재생으로 인한 문제 발생, 그에 따른 손실을 원천적으로 막을 수 있다.

- 독성이 강한 약품에 따른 사고의 위험성을 막는다.

- 수지 교체에 따른 수질 변화를 방지할 수 있다.

- 점점 까다로워지고 있는 방류수 기준법, 독한 약품에 따른 안전 관리법, 사고 위험성에서 벗어날 수 있다.

- 재생으로 인한 사용 중지가 없다.

- 모든 시스템이 모듈화 되어있어 간단히 설치가능하고 용량에 따라 스택을 추가하는 간단한 방법으로 증설이 가능하다.

- 이 외에도 여러 가지가 있으나 차후에 자세히 살펴보자.


4. EDI의 단점

- EDI의 원수는 RO수 이상이어야 한다.(1 ppm as CaCO3) 기준치에 미흡한 원수는 제거효율이 급격하게 떨어진다.

- EDI의 원수는 유량이 일정해야 한다.

- 생산칸의 압력은 농축칸의 압력보다 5~10psig 높게 운영되어야 한다. 그렇지 않을 경우 농축수로 전이된 이온이 다시 생산칸으로 이동하게 된다.

 

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