16. února 2023
Co je lepší, reverzní osmóza + EDI nebo tradiční iontová výměna?
The full Angličtina name of EDI is electrode ionization, also known as electrodeionization technology, or packed bed electrodialysis
Technologie elektrodeionizace kombinuje dvě technologie, a to iontovou výměnu a elektrodialýzu. Jedná se o technologii odsolování vyvinutou na základě elektrodialýzy a jedná se o technologii úpravy vody, která je široce používána a dosahuje lepších výsledků po iontoměničových pryskyřicích.
Využívá nejen výhod kontinuálního odsolování pomocí technologie elektrodialýzy, ale také využívá technologii iontové výměny k dosažení efektu hlubokého odsolování;
Nejen, že zlepšuje vadu, kterou snižuje účinnost proudu při použití procesu elektrodialýzy k úpravě roztoků s nízkou koncentrací, zvyšuje přenos iontů, ale také umožňuje regeneraci iontoměniče, čímž se zabrání použití regenerantů a sníží se sekundární generace 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 iontoměničovou pryskyřicí ve vodě a bude vypouštěn s koncentrovanou vodou, čímž se odstraní ionty ve vodě.
2. Proces iontové výměny
Ionty nečistot ve vodě jsou vyměňovány iontoměničovou pryskyřicí a ionty nečistot ve vodě jsou kombinovány, 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 dosáhlo samoregenerace pryskyřice.
02 Ovlivňující faktory a kontrolní prostředky EDI?
1. Vliv vodivosti přítoku
Při stejném provozním proudu se s rostoucí vodivostí surové vody snižuje rychlost odstraňování slabých elektrolytů pomocí EDI a zvyšuje se i vodivost odpadní vody.
Pokud je vodivost surové vody nízká, obsah iontů je také nízký a nízká koncentrace iontů způsobuje, že gradient elektromotorické síly vytvořený na povrchu pryskyřice a membrány v komoře sladké vody je také velký, což má za následek zvýšenou disociaci vody, zvýšení limitního proudu a generované H+ A množství OH- je větší, takže regenerační účinek aniontové a katexové pryskyřice plněné ve sladkovodní komoře je dobrý.
Proto je nutné kontrolovat vodivost přitékající vody tak, aby vodivost přitékající vody EDI byla menší než 40us/cm, což může zajistit kvalifikovanou vodivost odtékající vody a odstranění slabých elektrolytů.
2. Vliv pracovního napětí a proudu
Se zvyšujícím se pracovním proudem se kvalita vyrobené vody stále 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 dochází v médiu k akumulaci a ucpání, A dokonce dochází ke zpětné difúzi, což má za následek snížení kvality vyrobené vody.
Proto musí být zvoleno vhodné pracovní napětí a proud.
3. Vliv indexu zákalu a znečištění (SDI)
Kanál pro výrobu vody EDI modulu je vyplněn iontoměničovou pryskyřicí. Nadměrný zákal a index znečištění zablokují kanál, což má za následek zvýšení rozdílu tlaku v systému a snížení produkce vody.
Proto je nutná řádná předúprava a odpadní voda RO obecně splňuje požadavky na přítok EDI.
4. Vliv tvrdosti
Pokud je zbytková tvrdost napájecí vody v EDI příliš vysoká, způsobí to znečištění povrchu membrány kanálu koncentrované vody, sníží se průtok koncentrované vody, sníží se měrný odpor vyrobené vody a ovlivní se kvalita vody. V závažných případech dojde k zablokování kanálů koncentrované vody a polární vody modulu. To má za následek zničení součástí v důsledku vnitřního ohřevu.
Může být kombinován s odstraněním CO2 pro změkčení a přidání alkálií do RO přitékající vody; pokud je obsah soli v přitékající vodě vysoký, lze jej kombinovat s odsolováním pro zvýšení úrovně RO nebo nanofiltrací pro úpravu dopadu tvrdosti.
5. Vliv TOC (celkový organický uhlík)
Pokud je obsah organické hmoty v přitékající vodě příliš vysoký, způsobí to organické znečištění pryskyřice a selektivně propustné membrány, což povede ke zvýšení provozního napětí systému a snížení kvality vyrobené vody. Současně je také snadné vytvořit organický koloid v kanálu koncentrované vody a kanál zablokovat.
Proto při práci s ním lze přidat jednu úroveň R0 v kombinaci s dalšími požadavky indexu, aby byly splněny požadavky.
6. Vliv kovových iontů, jako je Fe a Mn
Metal ions such as Fe and Mn will cause "poisoning" of the resin, and the metal "poisoning" of the resin will cause the rapid deterioration of the EDI effluent quality, especially the rapid decline in the removal rate of silicon.
Kromě toho oxidační katalytický účinek proměnlivě valenčních kovů na iontoměničové pryskyřice způsobí trvalé poškození pryskyřic.
Obecně lze říci, že Fe v EDI přítoku je během provozu kontrolován tak, aby byl nižší než 0,01 mg/l.
7. Vliv C02 na přítok
HCO3- generovaný CO2 v přitékající vodě je slabý elektrolyt, který může snadno proniknout vrstvou 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 měrný odpor vody vyrobené EDI nebo zvýší provozní proud EDI, zatímco příliš vysoký provozní proud zvýší proud systému, zvýší koncentraci zbytkového chlóru ve vodě elektrody a bude škodlivý pro životnost membrány elektrody.
Kromě výše uvedených osmi ovlivňujících faktorů má na provoz systému EDI 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 elektroenergetika, chemický průmysl a medicína.
Dlouhodobý aplikační výzkum v oblasti úpravy vody 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 z vody a čistota odpadní vody je vysoká.
2. Nízké podmínky instalace zařízení a malé rozměry
Ve srovnání s iontoměničovým ložem má zařízení EDI malé rozměry a nízkou hmotnost a nemusí být vybaveno nádržemi na kyseliny a zásady, což může účinně ušetřit místo.
Nejen to, zařízení EDI je samostatná konstrukce, doba výstavby je krátká a pracovní zátěž instalace na místě je malá.
3. Jednoduchý design, pohodlná obsluha a údržba
Zařízení pro zpracování EDI lze vyrobit modulárním způsobem a lze jej automaticky a kontinuálně regenerovat bez velkého a složitého regeneračního zařízení. Po uvedení do provozu se snadno ovládá a udržuje.
4. Automatické řízení procesu čištění vody je jednoduché a pohodlné
EDI zařízení může být do systému připojeno paralelně s více moduly. Moduly jsou bezpečné a stabilní v provozu a spolehlivé v kvalitě, díky čemuž je provoz a správa systému snadno proveditelná, programové řízení a snadná obsluha.
5. Žádné vypouštění odpadních kyselin a odpadních louhů, což přispívá k ochraně životního prostředí
EDI zařízení nepotřebuje kyselino-zásaditou chemickou regeneraci a v podstatě nedochází k odvádění chemického odpadu.
6. Míra rekuperace vody je vysoká a míra využití vody technologií úpravy EDI je obecně až 90 % nebo více
Závěrem lze říci, že technologie EDI má velké výhody z hlediska kvality vody, stability provozu, snadné 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 i když jsou náklady na infrastrukturu a vybavení pro EDI o něco vyšší než náklady na proces smíšeného lože, technologie EDI má stále určité výhody, když vezmeme v úvahu náklady na provoz zařízení.
Například stanice na čistou vodu porovnala investiční a provozní náklady obou procesů a zařízení EDI dokáže po jednom roce normálního provozu vyrovnat investiční rozdíl s procesem smíšeného lože.
04 Reverzní osmóza + EDI VS tradiční iontová výměna
1. Porovnání počáteční investice do projektu
Pokud jde o počáteční investici projektu, do systému úpravy vody s malým průtokem vody, protože proces reverzní osmózy + EDI ruší obrovský regenerační systém, který vyžaduje tradiční proces iontové výměny, zejména ruší dvě nádrže na skladování kyselin a dvě nádrže na alkalické sklady. Tchaj-wan nejen výrazně snižuje náklady na pořízení zařízení, ale také ušetří asi 10 % až 20 % rozlohy půdy, čímž se sníží náklady na inženýrské stavby a pořízení pozemků pro výstavbu továren.
Vzhledem k tomu, že výška tradičního iontoměničového zařízení je obecně nad 5 m, zatímco výška zařízení pro reverzní osmózu a EDI je do 2,5 m, lze výšku úpravny vody snížit o 2-3 m, čímž se ušetří dalších 10%-20% investic do občanské výstavby zařízení.
S ohledem na míru výtěžnosti reverzní osmózy a EDI je koncentrovaná voda ze sekundární reverzní osmózy a EDI plně regenerována, ale koncentrovaná voda z primární reverzní osmózy (asi 25 %) musí být vypuštěna a výkon systému předúpravy je třeba odpovídajícím způsobem zvýšit. Když systém přijme tradiční proces koagulace, čiření a filtrace, počáteční investice se musí zvýšit asi o 20 % ve srovnání se systémem předúpravy procesu iontové výměny.
Vezmeme-li v úvahu komplexní úvahu, proces reverzní osmózy + EDI je zhruba ekvivalentní tradičnímu procesu iontové výměny, pokud jde o počáteční investici do malých systémů úpravy vody.
2. Porovnání provozních nákladů
Jak všichni víme, pokud jde o spotřebu činidel, provozní náklady na proces reverzní osmózy (včetně dávkování reverzní osmózy, chemického čištění, čištění odpadních vod atd.) jsou nižší než u tradičního procesu iontové výměny (včetně regenerace iontoměničové pryskyřice, čištění odpadních vod atd.).
Pokud však jde o spotřebu energie, výměnu náhradních dílů atd., bude proces reverzní osmózy plus EDI mnohem vyšší než tradiční proces iontové výměny.
Podle statistik jsou provozní náklady na proces reverzní osmózy a EDI o něco vyšší než u tradičního procesu iontové výměny.
Vezmeme-li v úvahu komplexní úvahy, 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 adaptabilní na slanost surové vody. Proces reverzní osmózy lze použít z mořské vody, brakické vody, důlní drenážní vody, podzemních vod do říčních vod, zatímco proces iontové výměny má obsah rozpuštěných pevných látek vyšší než 500 mg ve vstupní vodě / l je neekonomický.
Reverzní osmóza a EDI nevyžadují acidobazickou regeneraci, spotřebovávají velké množství acidobazické vody a nevytvářejí velké množství acidobazických odpadních vod. Potřebují přidat pouze malé množství kyseliny, zásady, antiscalantu a redukčního činidla.
Z hlediska provozu a údržby mají reverzní osmóza a EDI také výhody vysoké automatizace a snadného řízení programu.
4. Zařízení reverzní osmózy + EDI je drahé a obtížně opravitelné a je obtížné jej ošetřit koncentrovanou solanku
Přestože proces reverzní osmózy plus EDI má mnoho výhod, při selhání zařízení, zejména při poškození membrány reverzní osmózy a svazku EDI membrány, jej lze nahradit pouze odstavením. Ve většině případů je k jeho výměně nutný odborný a technický personál a doba odstávky může být delší.
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 úpravě, jakmile jsou vypuštěna, znečišťují životní prostředí.
V současné době se v domácích elektrárnách většina koncentrované solanky z reverzní osmózy recykluje a používá k praní uhlí a zvlhčování popela; Některé univerzity provádějí výzkum odpařování a krystalizace koncentrovaného solanky, ale náklady jsou vysoké a obtížné a zatím neexistuje žádný zásadní problém. rozsah průmyslových aplikací.
Náklady na zařízení pro reverzní osmózu a EDI jsou poměrně vysoké, ale v některých případech jsou dokonce nižší než počáteční investice do tradičního procesu iontové výměny.
Ve velkých systémech úpravy vody (když 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 investici do malých systémů úpravy vody.
Shrneme-li to, když je výkon systému úpravy vody malý, může být upřednostněn proces úpravy reverzní osmózy a EDI. Tento proces má nízkou počáteční investici, vysoký stupeň automatizace a nízké znečištění životního prostředí.
KLIKNĚTE NA ZOBRAZIT