Porovnanie reverznej osmózy + EDI a tradičnej technológie procesu iónovej výmeny

Vitajte a kontaktujte nás WhatsApp
09. augusta 2024

Porovnanie reverznej osmózy + EDI a tradičnej technológie procesu iónovej výmeny


1. Čo je EDI?

Celý názov EDI je elektródová ionizácia, čo v preklade znamená elektrické odsoľovanie, známe aj ako elektrodeionizačná technológia alebo elektrodialýza s baleným lôžkom.
Technológia elektrodeionizácie kombinuje iónovú výmenu a elektrodialýzu. Ide o odsoľovaciu technológiu vyvinutú na báze elektrodialýzy. Ide o technológiu úpravy vody, ktorá bola široko používaná a dosiahla dobré výsledky po iónomeničových živiciach.
Využíva nielen výhody kontinuálnej odsoľovania technológie elektrodialýzy, ale využíva aj technológiu iónovej výmeny na dosiahnutie hlbokého odsoľovania;
Nielenže zlepšuje poruchu zníženej účinnosti prúdu pri úprave roztokov s nízkou koncentráciou v procese elektrodialýzy, zlepšuje prenos iónov, ale tiež umožňuje regeneráciu iónomeničov, zabraňuje použitiu regeneračných činidiel, znižuje sekundárne znečistenie vznikajúce pri používaní acidobázických regeneračných činidiel a realizuje nepretržitú deionizačnú prevádzku.


Základný princíp EDI deionizácie zahŕňa nasledujúce tri procesy:
1. Proces elektrodialýzy
Pôsobením vonkajšieho elektrického poľa elektrolyt vo vode selektívne migruje cez iónomeničovú živicu vo vode a vypúšťa sa koncentrovanou vodou, čím sa odstraňujú ióny vo vode.

2. Proces iónovej výmeny
Nečisté ióny vo vode sa vymieňajú a kombinujú s iónomeničovou iónmi vo vode prostredníctvom iónomeničovej živice, čím sa dosiahne účinok účinného odstránenia iónov vo vode.

3. Proces elektrochemickej regenerácie
H+ a OH- generované polarizáciou vody na rozhraní iónomeničovej živice sa používajú na elektrochemickú regeneráciu živice, aby sa dosiahla samoregenerácia živice.

02 Aké sú faktory ovplyvňujúce EDI a aké sú kontrolné opatrenia?

1. Vplyv vodivosti vstupnej vody
Pri rovnakom prevádzkovom prúde so zvyšujúcou sa vodivosťou surovej vody klesá rýchlosť odstraňovania EDI slabých elektrolytov a zvyšuje sa aj vodivosť odpadových vôd.
Ak je vodivosť surovej vody nízka, obsah iónov je tiež nízky a nízka koncentrácia iónov spôsobuje, že gradient elektromotorickej sily vytvorený na povrchu živice a membrány v komore sladkej vody je tiež veľký, čo vedie k zvýšenému stupňu disociácie vody, zvýšeniu limitného prúdu a veľkému počtu H+ a OH-, aby bol regeneračný účinok aniónových a katiomeničových živíc naplnených v komore sladkej vody dobrý.
Preto je potrebné kontrolovať vodivosť vstupnej vody tak, aby vodivosť vstupnej vody EDI bola menšia ako 40 us/cm, čo môže zabezpečiť kvalifikovanú vodivosť odpadovej vody a odstránenie slabých elektrolytov.

2. Vplyv pracovného napätia a prúdu
So zvyšujúcim sa pracovným prúdom sa kvalita vyrobenej vody neustále zlepšuje.
Ak sa však prúd zvýši po dosiahnutí najvyššieho bodu, v dôsledku nadmerného množstva iónov H+ a OH- produkovaných ionizáciou vody, okrem toho, že sa používajú na regeneráciu živice, pôsobí veľké množstvo prebytočných iónov ako nosné ióny na vedenie. Zároveň v dôsledku akumulácie a blokovania veľkého počtu nosných iónov počas pohybu dochádza k dokonca reverznej difúzii, čo vedie k zníženiu kvality vyrobenej vody.
Preto je potrebné zvoliť vhodné pracovné napätie a prúd.

3. Vplyv zákalu a indexu znečistenia (SDI)
Kanál na výrobu vody EDI komponentu je naplnený iónomeničovou živicou. Nadmerný zákal a index znečistenia zablokujú kanál, čo spôsobí zvýšenie tlakového rozdielu v systéme a zníženie produkcie vody.
Preto je potrebná vhodná predbežná úprava, a odpadová voda RO vo všeobecnosti spĺňa požiadavky vstupu EDI.

4. Vplyv tvrdosti
Ak je zvyšková tvrdosť vstupnej vody v EDI je príliš vysoká, Spôsobí to tvorbu vodného kameňa na povrchu membrány koncentrovaného vodného kanála, zníži sa prietok koncentrovanej vody, zníži sa odpor produkovanej vody, ovplyvňujú kvalitu vody vyrobenej vody a v závažných prípadoch blokujú koncentrovanú vodu a polárne kanály prúdenia vody komponentu, čo spôsobuje zničenie komponentu v dôsledku vnútorného zahrievania.
Vstupnú vodu RO je možné zmäkčiť a pridať alkálie v kombinácii s odstránením CO2; keď má vstupná voda vysoký obsah soli, je možné pridať RO alebo nanofiltráciu prvej úrovne v kombinácii s odsoľovaním na úpravu vplyvu tvrdosti.

5. Vplyv TOC (celkový organický uhlík)
Ak je organický obsah v prítoku príliš vysoký, spôsobí to organické znečistenie živice a selektívnej priepustnej membrány, čo má za následok zvýšenie prevádzkového napätia systému a zníženie kvality vyrobenej vody. Zároveň je tiež ľahké vytvárať organické koloidy v koncentrovanom vodnom kanáli a blokovať kanál.
Preto pri liečbe môžete kombinovať ďalšie požiadavky na index, aby ste zvýšili úroveň R0, aby ste splnili požiadavky.

6. Vplyv kovových iónov, ako sú Fe a Mn
Kovové ióny ako Fe a Mn spôsobia "otravu" živice a kovová "otrava" živice spôsobí rýchle zhoršenie kvality odpadovej vody EDI, najmä rýchle zníženie rýchlosti odstraňovania kremíka.
Okrem toho oxidačný katalytický účinok premenlivých valenčných kovov na iónomeničové živice spôsobí trvalé poškodenie živice. Všeobecne povedané, Fe EDI prítoku je počas prevádzky kontrolovaný na menej ako 0,01 mg/l.

7. Vplyv CO2 na prítok
HCO3- generovaný CO2 v prítoku je slabý elektrolyt, ktorý môže ľahko preniknúť do vrstvy iónomeničovej živice a spôsobiť zníženie kvality produkovanej vody. Na jej odstránenie pred príchodom je možné použiť odplyňovaciu vežu.

8. Vplyv celkového obsahu aniónov (TEA)
High TEA zníži odpor vody vyrobenej EDI alebo si vyžiada zvýšenie prevádzkového prúdu EDI. Nadmerný prevádzkový prúd zvýši prúd systému a zvýši koncentráciu zvyškového chlóru vo vode elektródy, čo nie je dobré pre životnosť membrány elektródy.

Okrem vyššie uvedených 8 ovplyvňujúcich faktorov, teplota vstupnej vody, hodnota pH, SiO2 a oxidy majú tiež vplyv na prevádzku EDI systém.

03 Charakteristika EDI
Technológia EDI je široko používaná v priemyselných odvetviach s vysokými požiadavkami na kvalitu vody, ako je elektrina, chemický priemysel a medicína.
Dlhodobý aplikačný výskum v oblasti úpravy vody ukazuje, že technológia úpravy EDI má nasledujúcich 6 charakteristík:
1. Vysoká kvalita vody a stabilný výstup vody
Technológia EDI kombinuje výhody kontinuálnej odsoľovania elektrodialýzou a hĺbkovej odsoľovania iónovou výmenou. Nepretržitá vedecká výskumná prax ukazuje, že použitie technológie EDI na odsoľovanie môže účinne odstraňovať ióny vo vode a produkovať vysoko čistý výstup vody.

2. Nízke podmienky inštalácie zariadenia a malé rozmery
V porovnaní s iónomeničovými lôžkami sú zariadenia EDI malé rozmery a nízka hmotnosť a nevyžadujú skladovacie nádrže na kyseliny alebo zásady, čo môže efektívne ušetriť miesto.
Nielen to, zariadenie EDI je prefabrikovaná konštrukcia s krátkou dobou výstavby a malým pracovným zaťažením pri inštalácii na mieste.

3. Jednoduchý dizajn, jednoduchá obsluha a údržba
Zariadenia na úpravu EDI je možné vyrábať v modulárnej forme, môžu sa automaticky a nepretržite regenerovať, nevyžadujú veľké a zložité regeneračné zariadenia a po uvedení do prevádzky sa ľahko ovládajú a udržiavajú.

4. Jednoduché automatické riadenie procesu čistenia vody
EDI zariadenie môže do systému pripojiť viacero modulov paralelne. Moduly sú bezpečné a stabilné, so spoľahlivou kvalitou, čo uľahčuje prevádzku a správu systému a pohodlnú obsluhu.

5. Žiadne vypúšťanie odpadových kyselín a odpadových alkalických kvapalín, čo je prospešné pre ochranu životného prostredia
EDI zariadenie nevyžaduje chemickú regeneráciu kyselinami a zásadami a v podstate žiadne vypúšťanie chemického odpadu
.
6. Vysoká miera rekuperácie vody. Miera využitia vody v technológii úpravy EDI je vo všeobecnosti až 90 % alebo viac


Stručne povedané, technológia EDI má veľké výhody z hľadiska kvality vody, prevádzkovej stability, ľahkej obsluhy a údržby, bezpečnosti a ochrany životného prostredia.
Má však aj určité nedostatky. EDI zariadenia majú vyššie požiadavky na kvalitu prívodnej vody a ich jednorazová investícia (náklady na infraštruktúru a vybavenie) je pomerne vysoká.
Treba poznamenať, že hoci náklady na infraštruktúru a vybavenie EDI sú o niečo vyššie ako náklady na technológiu zmiešaného lôžka, po komplexnom zvážení nákladov na prevádzku zariadenia má technológia EDI stále určité výhody.
Napríklad stanica čistej vody porovnávala investičné a prevádzkové náklady oboch procesov. Po jednom roku normálnej prevádzky zariadenie EDI môže kompenzovať investičný rozdiel procesom zmiešaného lôžka.



04 Reverzná osmóza + EDI VS tradičná iónová výmena

1. Porovnanie počiatočnej investície projektu
Pokiaľ ide o počiatočnú investíciu projektu, v systéme úpravy vody s malým prietokom vody proces reverznej osmózy + EDI eliminuje obrovský regeneračný systém vyžadovaný tradičným procesom iónovej výmeny, najmä elimináciu dvoch zásobníkov kyseliny a dvoch alkalických zásobníkov, čo nielen výrazne znižuje náklady na obstaranie zariadenia, ale tiež ušetrí približne 10 % až 20 % podlahovej plochy, čím sa znížia náklady na inžinierske stavby a náklady na obstaranie pozemku pri výstavbe závodu.

Keďže výška tradičných zariadení na výmenu iónov je vo všeobecnosti vyššia ako 5 m, zatiaľ čo výška zariadení na reverznú osmózu a EDI je do 2,5 m, výška dielne na úpravu vody sa môže znížiť o 2 až 3 m, čím sa ušetrí ďalších 10 % až 20 % investícií do stavebného inžinierstva.

Vzhľadom na rýchlosť výťažnosti reverznej osmózy a EDI je koncentrovaná voda sekundárnej reverznej osmózy a EDI úplne rekuperovaná, ale koncentrovaná voda primárnej reverznej osmózy (asi 25 %) sa musí vypustiť a podľa toho sa musí zvýšiť výkon systému predbežnej úpravy. Keď systém predbežnej úpravy prijme tradičný proces koagulácie, čírenia a filtrácie, počiatočná investícia sa musí zvýšiť približne o 20 % v porovnaní so systémom predbežnej úpravy procesu iónovej výmeny.
Ak vezmeme do úvahy všetky faktory, počiatočná investícia procesu reverznej osmózy + EDI do malého systému úpravy vody je zhruba ekvivalentná investícii tradičného procesu iónovej výmeny.

2. Porovnanie prevádzkových nákladov
Ako všetci vieme, pokiaľ ide o spotrebu činidla, prevádzkové náklady na proces reverznej osmózy (vrátane dávkovania reverznej osmózy, chemického čistenia, čistenia odpadových vôd atď.) sú nižšie ako pri tradičnom procese iónovej výmeny (vrátane regenerácie iónomeničovej živice, čistenia odpadových vôd atď.).
Z hľadiska spotreby energie, výmeny náhradných dielov atď. je však proces reverznej osmózy a EDI oveľa vyšší ako tradičný proces iónovej výmeny.
Podľa štatistík sú prevádzkové náklady na proces reverznej osmózy a EDI o niečo vyššie ako náklady na tradičný proces iónovej výmeny.
Ak vezmeme do úvahy všetky faktory, celkové náklady na prevádzku a údržbu procesu reverznej osmózy a EDI sú o 50 % až 70 % vyššie ako pri tradičnom procese iónovej výmeny.

3. Reverzná osmóza + EDI má silnú prispôsobivosť, vysoký stupeň automatizácie a nízke znečistenie životného prostredia
Proces reverznej osmózy + EDI má silnú prispôsobivosť obsahu soli v surovej vode. Proces reverznej osmózy možno použiť pre morskú vodu, brakickú vodu, banskú drenážnu vodu, podzemnú vodu a riečnu vodu, zatiaľ čo proces iónovej výmeny nie je ekonomický, keď je obsah rozpustených pevných látok v prítokovej vode vyšší ako 500 mg/l.
Reverzná osmóza a EDI nevyžadujú regeneráciu kyselinami a zásadami, nespotrebúvajú veľké množstvo kyselín a zásad a neprodukujú veľké množstvo kyslých a zásaditých odpadových vôd. Vyžaduje sa iba malé množstvo kyseliny, zásady, inhibítora vodného kameňa a redukčného činidla.
Z hľadiska prevádzky a údržby majú reverzná osmóza a EDI tiež výhody vysokého stupňa automatizácie a jednoduchého riadenia programu.


4. Reverzná osmóza + EDI zariadenie je drahé, ťažko opraviteľné a ťažko sa spracováva soľanka
Aj keď má proces reverznej osmózy plus EDI mnoho výhod, keď zariadenie zlyhá, najmä ak je poškodená membrána reverznej osmózy a zásobník membrány EDI, je možné ho vypnúť iba na výmenu. Vo väčšine prípadov sú na jeho výmenu povinní profesionálni technici a doba vypnutia môže byť dlhá.
Hoci reverzná osmóza neprodukuje veľké množstvo kyslých a zásaditých odpadových vôd, miera regenerácie reverznej osmózy prvého stupňa je vo všeobecnosti len 75 %, čo vyprodukuje veľké množstvo koncentrovanej vody. Obsah soli v koncentrovanej vode bude oveľa vyšší ako v surovej vode. V súčasnosti neexistuje žiadne vyspelé opatrenie na úpravu tejto časti koncentrovanej vody a po vypustení znečisťuje životné prostredie.
V súčasnosti sa regenerácia a využitie soľanky z reverznej osmózy v domácich elektrárňach väčšinou používa na umývanie uhlia a zvlhčovanie popola; Niektoré univerzity vykonávajú výskum procesov odparovania a kryštalizácie soľanky, ale náklady sú vysoké a ťažkosti sú veľké a v priemysle sa zatiaľ nepoužíva široko.
Náklady na zariadenia na reverznú osmózu a EDI sú pomerne vysoké, ale v niektorých prípadoch sú dokonca nižšie ako počiatočná investícia do tradičného procesu iónovej výmeny.
Vo veľkých systémoch úpravy vody (keď systém produkuje veľké množstvo vody) je počiatočná investícia do systémov reverznej osmózy a EDI oveľa vyššia ako pri tradičných procesoch iónovej výmeny.
V malých systémoch úpravy vody je proces reverznej osmózy plus EDI z hľadiska počiatočnej investície približne ekvivalentný tradičnému procesu iónovej výmeny.
Stručne povedané, keď je výkon systému úpravy vody malý, môže sa uprednostniť proces reverznej osmózy a EDI úpravy. Tento proces má nízku počiatočnú investíciu, vysoký stupeň automatizácie a nízke znečistenie životného prostredia.

Pre konkrétne ceny nás prosím kontaktujte

Pýtajte sa svoje otázky