16 února 2023
Co je lepší, reverzní osmóza + EDI nebo tradiční iontová výměna?
Celý anglický název EDI je elektrodová ionizace, známá také jako elektrodeionizační technologie, nebo elektrodialýza s baleným ložem
Elektrodeionizační technologie kombinuje dvě technologie: iontovou výměnu a elektrodialýzu. Jedná se o technologii odsolování vyvinutou na základě elektrodialýzy a jedná se o technologii úpravy vody, která byla široce používána a dosáhla lepších výsledků po iontoměničových pryskyřicích.
Využívá nejen výhod kontinuálního odsolování pomocí technologie elektrodialýzy, ale využívá také technologii iontové výměny k dosažení efektu hlubokého odsolování;
Nejenže zlepšuje vadu, že proudová účinnost klesá při použití procesu elektrodialýzy k úpravě roztoků s nízkou koncentrací, zlepšuje přenos iontů, ale také umožňuje regeneraci iontoměniče, čímž se zabrání použití regenerantů a sníží sekundární vznik generovaný při použití acidobazických regenerantů. Sekundární znečištění, realizovat nepřetržitý provoz deionizace.
TZákladní princip EDI deionizace zahrnuje následující tři procesy:
1. Proces elektrodialýzy
Působením vnějšího elektrického pole bude elektrolyt ve vodě selektivně migrovat přes iontoměničovou pryskyřici ve vodě a bude vypouštěn s koncentrovanou vodou, čímž se odstraní ionty ve vodě.
2. Proces iontové výměny
Nečistotné ionty ve vodě se vyměňují iontoměničovou pryskyřicí a nečistotné ionty ve vodě se spojují, aby se dosáhlo efektu účinného odstranění iontů ve vodě.
3. Proces elektrochemické regenerace
Pryskyřice se elektrochemicky regeneruje pomocí H+ a OH- generovaných polarizací mezifázové vody iontoměničové pryskyřice, aby se realizovala samoregenerace pryskyřice.
02 Ovlivňující faktory a kontrolní prostředky EDI?
1. Vliv vodivosti přítoku
Při stejném provozním proudu, jak se vodivost surové vody zvyšuje, klesá rychlost odstraňování slabých elektrolytů EDI a zvyšuje se také vodivost odtoku.
Pokud je vodivost surové vody nízká, obsah iontů je také nízký a nízká koncentrace iontů způsobuje, že elektromotorický silový gradient vytvořený na povrchu pryskyřice a membrány v komoře sladké vody je také velký, což má za následek zvýšenou disociaci vody, zvýšení mezního proudu a generované H+ A množství OH- je více, takže regenerační účinek aniontové a katexové pryskyřice naplněné v komoře sladké vody je dobrý.
Proto je nutné řídit vodivost přitékající vody tak, aby vodivost přitékající vody EDI byla menší než 40 us/cm, což může zajistit kvalifikovanou vodivost odpadní vody a odstranění slabých elektrolytů.
2. Vliv pracovního napětí a proudu
Se zvyšujícím se pracovním proudem se kvalita vyráběné vody neustále zlepšuje.
Pokud se však proud po dosažení nejvyššího bodu zvýší, v důsledku nadměrného množství iontů H+ a OH- generovaných ionizací vody, kromě toho, že se používají k regeneraci pryskyřice, velké množství přebytečných iontů působí jako nosné ionty pro vedení a zároveň v důsledku velkého množství procesu pohybu nosných iontů V médiu dochází k akumulaci a ucpávání, A dokonce dochází ke zpětné difúzi, což má za následek pokles kvality vyrobené vody.
Proto je nutné zvolit vhodné pracovní napětí a proud.
3. Vliv zákalu a indexu znečištění (SDI)
Kanál pro výrobu vody modulu EDI je naplněn iontoměničovou pryskyřicí. Nadměrný zákal a index znečištění zablokují kanál, což má za následek zvýšení tlakového rozdílu v systému a snížení produkce vody.
Proto je vyžadována řádná předúprava a odpadní voda z RO obecně splňuje požadavky na přítok EDI.
4. Vliv tvrdosti
Pokud je zbytková tvrdost napájecí vody v EDI příliš vysoká, způsobí to zanášení povrchu membrány koncentrovaného vodního kanálu, sníží se průtok koncentrované vody, sníží se odpor vyrobené vody a bude ovlivněna kvalita vody. V závažných případech budou zablokovány kanály koncentrované vody a polární vody modulu. Výsledkem je destrukce komponent v důsledku vnitřního ohřevu.
Může být kombinován s odstraňováním CO2 pro změkčení a přidání alkálie do vody přitékající RO; když je obsah soli v přitékající vodě vysoký, lze jej kombinovat s odsolováním pro zvýšení úrovně RO nebo nanofiltrací pro úpravu dopadu tvrdosti.
5. Dopad TOC (celkového organického uhlíku)
Pokud je obsah organických látek v přitékající vodě příliš vysoký, způsobí to organické znečištění pryskyřice a selektivně propustné membrány, což povede ke zvýšení provozního napětí systému a snížení kvality vyráběné vody. Současně je také snadné vytvářet organický koloid v koncentrovaném vodním kanálu a blokovat kanál.
Proto při práci s ním může být přidána jedna úroveň R0 v kombinaci s dalšími požadavky na index, aby byly požadavky splněny.
6. Vliv kovových iontů, jako jsou Fe a Mn
Kovové ionty, jako jsou Fe a Mn, způsobí "otravu" pryskyřice a kovová "otrava" pryskyřice způsobí rychlé zhoršení kvality EDI odpadní vody, zejména rychlý pokles rychlosti odstraňování křemíku.
Kromě toho oxidační katalytický účinek kovů s proměnnou mocencí na iontoměničové pryskyřice způsobí trvalé poškození pryskyřic.
Obecně lze říci, že Fe v přítoku EDI je během provozu regulováno tak, aby bylo nižší než 0,01 mg/l.
7. Vliv C02 na přítok
HCO3- generovaný CO2 v přitékající vodě je slabý elektrolyt, který může snadno proniknout do vrstvy iontoměničové pryskyřice a způsobit pokles kvality vyrobené vody.
Může být odstraněn odplyňovací věží před vstupem do vody.
8. Vliv celkového obsahu aniontů (TEA)
Vysoký TEA sníží odpor vody vyrobené EDI nebo zvýší provozní proud EDI, zatímco příliš vysoký provozní proud zvýší proud systému, zvýší koncentraci zbytkového chloru v elektrodové vodě a bude škodlivý pro životnost membrány elektrody.
Kromě výše uvedených osmi ovlivňujících faktorů má na chod EDI systému vliv také teplota vstupní vody, hodnota pH, SiO2 a oxidy.
03 Vlastnosti EDI
V posledních letech je technologie EDI široce používána v průmyslových odvětvích s vysokými požadavky na kvalitu vody, jako je elektrická energie, chemický průmysl a medicína.
Dlouhodobý aplikační výzkum v oblasti úpravy vod ukazuje, že technologie úpravy EDI má následujících šest charakteristik:
1. Kvalita vody je vysoká a výstup vody je stabilní
Technologie EDI kombinuje výhody kontinuálního odsolování elektrodialýzou a hloubkového odsolování iontovou výměnou. Neustálý vědecký výzkum a praxe ukázaly, že opětovné použití technologie EDI pro odsolování může účinně odstranit ionty ve vodě a čistota odpadní vody je vysoká.
2. Nízké podmínky instalace zařízení a malé rozměry
Ve srovnání s iontoměničovým ložem je zařízení EDI malé velikosti a nízké hmotnosti a nemusí být vybaveno zásobníky kyselin a zásad, což může účinně ušetřit místo.
Nejen to, zařízení EDI je samostatná struktura, doba výstavby je krátká a pracovní zátěž při instalaci na místě je malá.
3. Jednoduchý design, pohodlná obsluha a údržba
Procesní zařízení EDI lze vyrábět modulárním způsobem a lze jej automaticky a kontinuálně regenerovat bez velkých a komplikovaných regeneračních zařízení. Po uvedení do provozu se snadno ovládá a udržuje.
4. Automatické řízení procesu čištění vody je jednoduché a pohodlné
EDI zařízení lze do systému připojit paralelně s více moduly. Moduly jsou bezpečné a stabilní v provozu a spolehlivé v kvalitě, což usnadňuje provoz a správu systému, ovládání programu a snadné ovládání.
5. Žádné vypouštění odpadních kyselin a odpadních louhů, což přispívá k ochraně životního prostředí
Zařízení EDI nepotřebuje kyselou a alkalickou chemickou regeneraci a v podstatě nedochází k vypouštění chemického odpadu.
6. Rychlost regenerace vody je vysoká a míra využití vody technologie úpravy EDI je obecně až 90% nebo více
Stručně řečeno, technologie EDI má velké výhody z hlediska kvality vody, stability provozu, snadnosti obsluhy a údržby, bezpečnosti a ochrany životního prostředí.
Má to ale i určité nedostatky. Zařízení EDI má vyšší požadavky na kvalitu přitékající vody a jeho jednorázová investice (náklady na infrastrukturu a vybavení) je poměrně vysoká.
Je třeba poznamenat, že ačkoli jsou náklady na infrastrukturu a vybavení pro EDI o něco vyšší než u procesu se smíšeným ložem, technologie EDI má stále určité výhody po zvážení nákladů na provoz zařízení.
Například stanice na čistou vodu porovnávala investiční a provozní náklady obou procesů a zařízení EDI může kompenzovat investiční rozdíl s procesem se smíšeným ložem po jednom roce běžného provozu.
04 Reverzní osmóza + EDI VS Tradiční iontová výměna
1. Porovnání počáteční investice projektu
Pokud jde o počáteční investici projektu, do systému úpravy vody s malým průtokem vody, protože proces reverzní osmózy + EDI ruší obrovský regenerační systém vyžadovaný tradičním procesem iontové výměny, zejména ruší dva zásobníky kyseliny a dva zásobníky alkálií. Tchaj-wan nejen výrazně snižuje náklady na pořízení zařízení, ale také šetří asi 10 % až 20 % plochy půdy, čímž snižuje náklady na stavební inženýrství a získávání pozemků pro stavbu továren.
Vzhledem k tomu, že výška tradičních iontoměničových zařízení je obecně nad 5 m, zatímco výška zařízení pro reverzní osmózu a EDI je do 2,5 m, lze výšku dílny na úpravu vody snížit o 2-3 m, čímž se ušetří dalších 10%-20% investic do občanské výstavby závodu.
S ohledem na rychlost výtěžnosti reverzní osmózy a EDI je koncentrovaná voda ze sekundární reverzní osmózy a EDI plně rekuperována, ale koncentrovaná voda z primární reverzní osmózy (asi 25 %) musí být vypuštěna a výkon systému předúpravy musí být odpovídajícím způsobem zvýšen. Když systém přijme tradiční proces koagulace, čiření a filtrace, musí se počáteční investice zvýšit přibližně o 20 % ve srovnání se systémem předúpravy procesu iontové výměny.
Komplexní úvaha, proces reverzní osmózy + EDI je zhruba ekvivalentní tradičnímu procesu iontové výměny, pokud jde o počáteční investice do malých systémů úpravy vody.
2. Porovnání provozních nákladů
Jak všichni víme, z hlediska spotřeby činidla jsou provozní náklady procesu reverzní osmózy (včetně dávkování reverzní osmózy, chemického čištění, čištění odpadních vod atd.) nižší než u tradičního procesu iontové výměny (včetně regenerace iontoměničové pryskyřice, čištění odpadních vod atd.).
Z hlediska spotřeby energie, výměny náhradních dílů atd. však bude proces reverzní osmózy plus EDI mnohem vyšší než tradiční proces iontové výměny.
Podle statistik jsou provozní náklady procesu reverzní osmózy a EDI o něco vyšší než u tradičního procesu iontové výměny.
Komplexní zvážení, celkové náklady na provoz a údržbu procesu reverzní osmózy a EDI jsou o 50 % až 70 % vyšší než u tradičního procesu iontové výměny.
3. Reverzní osmóza + EDI má silnou přizpůsobivost, vysoký stupeň automatizace a malé znečištění životního prostředí
Proces reverzní osmózy + EDI je vysoce přizpůsobitelný slanosti surové vody. Proces reverzní osmózy lze použít z mořské vody, brakické vody, důlní drenážní vody, podzemních vod až po říční vody, zatímco proces iontové výměny má rozpuštěný obsah pevných látek více než 500 mg ve vstupní vodě / l je neekonomický.
Reverzní osmóza a EDI nevyžadují acidobazickou regeneraci, spotřebovávají velké množství acidobazické směsi a nevytvářejí velké množství acidobazických odpadních vod. Stačí přidat malé množství kyseliny, zásady, prostředku proti vodnímu kameni a redukčního činidla.
Z hlediska provozu a údržby mají reverzní osmóza a EDI také výhody vysoké automatizace a snadného ovládání programu.
4. Zařízení pro reverzní osmózu + EDI je drahé a obtížně opravitelné a je obtížné jej zpracovat koncentrovanou solankou
Přestože proces reverzní osmózy a EDI má mnoho výhod, při poruše zařízení, zejména při poškození membrány reverzní osmózy a membránového svazku EDI, lze jej nahradit pouze vypnutím. Ve většině případů je k jeho výměně zapotřebí odborný a technický personál a doba odstávky se může prodloužit.
Ačkoli reverzní osmóza neprodukuje velké množství acidobazických odpadních vod, míra výtěžnosti primární reverzní osmózy je obecně pouze 75 % a bude produkováno velké množství koncentrované vody. Obsah soli v koncentrované vodě bude mnohem vyšší než v surové vodě. Opatření k čištění, jakmile budou vypuštěna, znečišťují životní prostředí.
V současné době se v domácích elektrárnách většina koncentrované solanky z reverzní osmózy recykluje a používá se k praní uhlí a zvlhčování popela; Některé univerzity provádějí výzkum odpařování a krystalizace koncentrované solanky, ale náklady jsou vysoké a obtížné a zatím neexistuje žádný zásadní problém. rozsah průmyslových aplikací.
Náklady na reverzní osmózu a zařízení EDI jsou poměrně vysoké, ale v některých případech jsou dokonce nižší než počáteční investice do tradičního procesu iontové výměny.
Ve velkých systémech úpravy vody (kdy systém produkuje velké množství vody) je počáteční investice do systémů reverzní osmózy a EDI mnohem vyšší než u tradičních procesů iontové výměny.
V malých systémech úpravy vody je proces reverzní osmózy a EDI zhruba ekvivalentní tradičnímu procesu iontové výměny, pokud jde o počáteční investice do malých systémů úpravy vody.
Stručně řečeno, když je výkon systému úpravy vody malý, může být upřednostněn proces úpravy reverzní osmózou a EDI. Tento proces má nízkou počáteční investici, vysoký stupeň automatizace a nízké znečištění životního prostředí.
KLIKNĚTE NA ZOBRAZIT