电去离子水处理设备的结构围绕 “电场驱动 + 离子交换 + 膜分离” 的核心原理设计，整体可分为核心功能单元、辅助保障单元、控制与监测单元三大模块，各单元协同工作实现 “连续除盐 + 树脂电再生”，最终产出高纯度水。
一、核心功能单元：决定产水纯度与连续运行能力
核心功能单元是 EDI 设备的 “心脏”，主要实现离子去除、电再生和流体分离，核心为EDI 模块，搭配电源系统提供驱动力。
1. EDI 模块（核心中的核心，离子分离与再生场所）
EDI 模块是密封的长方体或圆柱形组件，内部通过离子交换膜分隔为不同流道，填充树脂并配备电极，是实现深度除盐的关键。其内部结构可拆解为：
离子交换树脂：
类型：混合填充阳离子交换树脂（如磺酸型聚苯乙烯树脂，去除 Na⁺、Ca²⁺等阳离子）和阴离子交换树脂（如季铵型聚苯乙烯树脂，去除 Cl⁻、SO₄²⁻等阴离子），通常按 1:1 比例混合；
作用：吸附水中离子，实现初步除盐；同时在电场作用下被电再生，持续保持活性，无需化学再生剂；
特点：树脂颗粒粒径均匀（0.3~0.5mm），填充紧密且不结块，确保离子迁移顺畅。
离子交换膜：
类型：阳离子交换膜（CEM）和阴离子交换膜（AEM），交替排列形成独立流道；
作用：阳离子膜仅允许阳离子通过、阻挡阴离子；阴离子膜仅允许阴离子通过、阻挡阳离子，实现离子的定向迁移和流道隔离；
材质：全氟磺酸型（阳离子膜）、全氟季铵型（阴离子膜），耐酸碱、耐氧化，使用寿命≥3 年。
流道与隔板：
结构：由隔板（材质为 PP 或 PVDF）分隔形成三类流道，平行分布且互不窜流：
淡水室（产水流道）：树脂填充区域，原水在此被除盐，最终产出高纯水；流道宽度通常 0.5~1mm，确保水流均匀接触树脂；
浓水室（离子收集流道）：收集从淡水室迁移过来的离子，最终随浓水排出；流道内设有导流肋，提升离子迁移效率；
极水室（电极反应流道）：围绕在电极周围，用于排出电极反应产生的气体（阳极 O₂、阴极 H₂）和少量废液；
材质：隔板采用耐腐蚀、低溶出的 PP 或 PVDF，避免污染水质。
电极系统：
阳极：材质为钛涂钌（RuO₂），耐氧化、耐腐蚀，发生氧化反应（2H₂O - 4e⁻ → O₂↑ + 4H⁺），产生 H⁺用于树脂再生；
阴极：材质为纯钛或钛涂铂，耐还原，发生还原反应（2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻），产生 OH⁻用于树脂再生；
安装方式：电极固定在模块两端，与电源正负极连接，形成均匀电场（电场强度通常 10~50V/cm）。
密封与端板：
端板：材质为不锈钢或增强 PP，用于固定模块内部组件，确保密封；
密封件：采用 EPDM 或氟橡胶密封圈，防止淡水、浓水、极水窜流，保证运行压力稳定（常规工作压力 0.3~0.6MPa）。
2. 电源系统（电场驱动力来源）
高频直流电源：
作用：为 EDI 模块提供稳定的直流电场，驱动离子迁移和树脂电再生；
关键参数：输出电压 0~400V DC（可调节），电流 0~10A（根据产水量和进水水质适配），转换效率≥90%；
特点：支持电压 / 电流自适应调节，当进水离子浓度变化时，自动调整输出参数，保证产水水质稳定；部分配备过压、过流保护功能。
接线端子与导线：
材质：导线采用铜芯电缆，端子为镀银材质，降低接触电阻，避免发热；
防护：接线处配备绝缘护套，防止漏电或腐蚀。
二、辅助保障单元：确保设备稳定运行与进水适配
辅助保障单元用于优化进水条件、保护核心部件、提升运行可靠性，是 EDI 设备不可或缺的配套部分。
1. 预处理与进水单元（保护 EDI 模块，避免污染堵塞）
保安过滤器（5μm）：
位置：安装在 EDI 模块进水前端，是最后一道预处理屏障；
作用：过滤 RO 产水中的悬浮物、胶体、树脂碎片等杂质，防止堵塞 EDI 模块流道或划伤离子交换膜；
材质：滤壳为 UPVC 或不锈钢（食品级 / 电子级场景优先 UPVC），滤芯为聚丙烯熔喷滤芯，压差≥0.1MPa 时需更换。
进水增压泵（可选）：
作用：当进水压力不足（＜0.3MPa）时，提升进水压力，确保水流速度稳定（EDI 模块进水流量通常 5~20m³/h・台）；
特点：采用不锈钢或工程塑料泵体，无泄漏、低噪音，流量可调。
管路与阀门系统：
材质：优先选用 UPVC、PVDF 或 PTFE（聚四氟乙烯），避免金属管路（如碳钢、普通不锈钢）溶出金属离子污染水质；
关键阀门：
进水阀、产水阀、浓水排放阀、极水排放阀（手动或电动）；
回流阀（调节浓水浓度，通常控制浓水电导率 50~100μS/cm）；
旁路阀（设备检修时切换，不影响后端供水）。
2. 产水与排放单元
产水储水罐（可选）：
作用：储存高纯度产水，避免设备频繁启停，稳定后端用水压力；
材质：食品级不锈钢（316L）或 PE，内壁抛光处理（Ra≤0.8μm），防止微生物滋生；
配套：配备呼吸器（过滤空气中的尘埃和微生物）、液位计（联动控制设备启停）。
极水排放管路：
作用：排出电极反应产生的气体（O₂、H₂）和少量含离子废液，通常极水排放量为进水流量的 1~3%；
设计：需确保气体顺畅排出，避免在模块内积聚影响电场分布。
浓水回收系统（可选）：
作用：将浓水回流至 RO 预处理进水端，提高水资源利用率（水回收率可达 90% 以上）；
配套：需安装浓水增压泵和过滤器，避免浓水中的离子过度浓缩导致结垢。
3. 消毒与防护单元（可选，适配特殊场景）
紫外线消毒器：
位置：安装在产水端，用于杀灭产水中的细菌、病毒，满足制药、电子等无菌要求；
参数：紫外线波长 254nm，照射剂量≥40mJ/cm²，确保杀菌率≥99.9%。
防结垢装置：
作用：针对进水硬度偏高（＞0.1mg/L）的场景，安装阻垢剂投加装置（投加食品级阻垢剂），防止钙镁离子在浓水室结垢，堵塞流道；
材质：投加罐为 PE，计量泵为隔膜式，投加量精准可控。
三、控制与监测单元：实现自动化运行与质量管控
控制与监测单元用于实时监控设备运行状态、自动调节参数、保障产水质量，是 EDI 设备实现 “无人值守” 的核心。
1. 控制系统核心
PLC 控制器：
作用：接收传感器信号，执行逻辑控制（如设备启停、阀门切换、参数调节），是设备的 “大脑”；
功能：支持多组参数预设（如不同产水电阻率目标）、故障自动报警、数据存储（通常存储 1 年以上运行数据）。
人机交互界面（触摸屏）：
作用：直观显示设备运行参数，支持手动操作和参数设置；
显示内容：产水电阻率、进水流量 / 压力、浓水流量 / 电导率、电源电压 / 电流、运行时间、故障提示等；
操作功能：启动 / 停止设备、调整浓水回流比例、校准仪表、查看历史数据等。
2. 关键传感器与仪表
电阻率仪（核心监测仪表）：
位置：安装在产水出口管道，实时监测产水纯度；
精度：±0.1MΩ・cm，测量范围 0~18.2MΩ・cm，支持设定阈值报警（如产水电阻率低于 15MΩ・cm 时报警）。
流量传感器：
位置：安装在进水、产水、浓水管道；
类型：电磁流量计或涡轮流量计，精度 ±1% FS，用于监控水流是否在额定范围（避免流量过小导致模块干烧）。
压力传感器：
位置：安装在进水和产水管道；
量程：0~1.0MPa，精度 ±0.5% FS，用于监测进水压力是否稳定，避免压力过高损坏模块或压力过低影响运行。
电导率仪：
位置：安装在浓水管道；
作用：监测浓水电导率，判断离子浓缩程度（通常控制在 50~100μS/cm），避免浓度过高导致结垢。
3. 安全保护装置
过载保护：电源系统内置过载保护，当电流超过额定值时自动断电，避免烧毁电极或电源；
低压保护：进水压力低于 0.2MPa 时，设备自动停机，防止模块缺水干烧；
水质保护：产水电阻率低于设定值且持续一段时间（如 3 分钟），自动切换至旁路供水，同时报警提示；
泄漏保护：设备底部安装漏水检测器，若管路或模块渗漏，立即停机并报警。
四、设备整体布局与材质选型原则
1. 整体布局
模块化设计：EDI 模块、保安过滤器、泵、阀门等集中安装在机架上，占地面积小（小型设备＜1m²，中型设备 1~3m²）；
维护空间：模块两端预留拆卸空间（≥模块长度的 1.5 倍），便于后期清洗、更换模块；
管路走向：水流方向清晰（进水→保安过滤器→EDI 模块→产水 / 浓水 / 极水排放），减少弯头和死角，避免滞留污染。
2. 材质选型核心原则
与水接触的部件：优先选用低溶出、耐腐蚀、无污染的材质（UPVC、PVDF、PTFE、316L 不锈钢），禁止使用普通碳钢、镀锌管等易溶出金属离子的材质；
非接触部件（机架、外壳）：采用碳钢喷塑或不锈钢，防锈防腐，适配工业车间环境。
