[스크랩] ELECTRODEIONIZATION (EDI) 초순수 장치

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
장,단점을 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 있으
며 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 관리
법, 사고 위험성에서 벗어날 수 있다.

- 재생으로 인한 사용 중지가 없다.

- 모든 시스템이 모듈화 되어있어 간단히 설치가능하고 용량에 따라 스택
을 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 미흡
한 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.

- EDI는 반영구적으로 사용한다고 하지만 사실 유지관리를 잘한다고 해도 5년정도 사용하면 많이 사용하는 것입니다. 그 이유는 DI와 마찬가지로 수지의 내구력 저하와 스케일 발생이 원인입니다.
그리고 EDI는 소용량으로 설치할때 몇가지 단점을 가지고 있습니다.

먼저 EDI는 그 특성상 유기물, 발열물질, 그리고 이온화 경향이 없거나 약한 원소 등을 제거하지 못합니다. 그리고 EDI스택 내에 있는 멤브레인이 콜로이드 등의 비이온물질에 막히면 세척하기가 쉽지 않습니다.
또한 결정적으로 EDI는 분리과정에서 수소가스를 발생시키며 그 과정에서 가성소다의 형성으로 스케일이 발생할수 있습니다. 그 화학식은 다음과 같습니다.

2(Na++) + 2(H+ + OH-) <===> 2NaOH + H2

그리고 고압 직류전기의 사용으로 전기료가 만만치 않다는 것은 첨언으로 붙이겠습니다.

출처 : miniwater

글쓴이 : 이광헌 원글보기

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