一句話結論: 電容去離子(CDI)在一對多孔碳電極間加上低直流電壓(約 1~1.5V),水中的離子被電場吸附、儲存在電極表面的電雙層裡,水就被淨化;要再生時只要斷電或反向短路,離子就被放回濃縮水帶走。不用高壓、不用酸鹼藥劑,在低鹽度水特別省電。
CDI 像一顆「會吸鹽的超級電容」:充電吸鹽、放電吐鹽,循環使用。
原理:充電吸鹽、放電再生
CDI 的核心是高比表面積的多孔碳電極(活性碳、碳氣凝膠、奈米碳纖維/碳管):
- 吸附(充電):加上低電壓,陽離子被拉向負極、陰離子被拉向正極,儲存在電極孔洞的電雙層中 → 出水導電度下降。
- 再生(放電):電極吸飽後斷電或反接,離子釋回水中形成濃縮液排掉,電極恢復吸附力。
整個過程沒有相變、沒有高壓、不加藥,主要成本就是那一點電。導電度為何能代表含鹽量見:導電度、電阻率與水質。
CDI vs RO vs 離子交換
| 比較項 | CDI 電容去離子 | RO 逆滲透 | 離子交換 |
|---|---|---|---|
| 驅動/耗材 | 低電壓電力 | 高壓泵 | 酸鹼再生藥劑 |
| 再生方式 | 斷電/反接,不加藥 | (膜清洗) | 需酸鹼,有廢液 |
| 最划算的鹽度 | 低~中(低鹽度最省) | 低~高 | 低 TDS |
| 去除對象 | 帶電離子 | 離子+有機+微粒 | 帶電離子 |
| 出水純度 | 中(脫鹽) | 高 | 可到很低 |
CDI 的甜蜜點是低鹽度水的脫鹽/減鹽:鹽愈少,單位電力搬走的離子愈划算。鹽度一高,效率與電極容量就吃緊,此時 RO 反而占優。離子交換再生的藥劑與廢液問題見:離子交換再生完整指南。
優點與限制
優點
- 低電壓、低能耗(尤其低鹽度水),無高壓設備。
- 再生不加酸鹼,沒有再生廢液,操作單純。
- 電極可長期循環使用。
限制
- 電極吸附容量有限,高鹽度水要頻繁再生、不划算。
- 只對帶電離子有效,有機物/微粒需前處理。
- 進水若有結垢離子或有機物,電極會被污染衰退,需要前處理保護。
同屬「用電場脫鹽」、但走膜路線、適合更高鹽度的技術見:電透析 ED 與倒極 EDR。RO 路線設計見:RO 系統設計與回收率。
常見問題 FAQ
Q1. CDI 為什麼省電? 它只在低電壓下把離子吸附到碳電極,沒有高壓泵、沒有相變。鹽度愈低,單位電力搬走的離子愈多,所以低鹽度水特別省。
Q2. CDI 需要加藥再生嗎? 不用。電極吸飽後只要斷電或反向短路,離子就釋放進濃縮水排掉,沒有酸鹼再生廢液。
Q3. CDI 能取代 RO 嗎? 不能完全取代。CDI 擅長低鹽度脫鹽;鹽度高或要求高純度時,RO(或 RO+EDI)仍是主力。兩者常依水質分工。
Q4. CDI 對進水有什麼要求? 要先去除會污染電極的有機物、微粒與結垢離子,否則電極容量會衰退,因此通常搭配前處理。
想評估低能耗脫鹽?
省泉 XPWATER 依你的水質與鹽度,協助比較 CDI、電透析、RO 等脫鹽方案,挑出最省電省藥的組合。
👉 預約脫鹽方案諮詢
← 回技術部落格