16. februára 2023
Čo je lepšie, reverzná osmóza + EDI alebo tradičná iónová výmena?
Celý anglický názov EDI je elektródová ionizácia, tiež známa ako elektrodeionizačná technológia alebo elektrodialýza s baleným lôžkom
Elektrodeionizačná technológia kombinuje dve technológie iónovej výmeny a elektrodialýzy. Ide o odsoľovaciu technológiu vyvinutú na báze elektrodialýzy a ide o technológiu úpravy vody, ktorá bola široko používaná a dosiahla lepšie výsledky po iónomeničových živiciach.
Využíva nielen výhody kontinuálnej odsoľovania technológiou elektrodialýzy, ale využíva aj technológiu iónovej výmeny na dosiahnutie účinku hlbokého odsoľovania;
Nielenže zlepšuje defekt, že prúdová účinnosť klesá, keď sa proces elektrodialýzy používa na ošetrenie roztokov s nízkou koncentráciou, zvyšuje prenos iónov, ale tiež umožňuje regeneráciu iónomeniča, čím sa zabráni použitiu regenerantov a zníži sa sekundárny vznik pri používaní acidobázických regenerantov. Sekundárne znečistenie, realizujte nepretržitú prevádzku deionizácie.
TZákladný princíp EDI deionizácie zahŕňa nasledujúce tri procesy:
1. Proces elektrodialýzy
Pôsobením vonkajšieho elektrického poľa bude elektrolyt vo vode selektívne migrovať cez iónomeničovú živicu vo vode a vypúšťať sa s koncentrovanou vodou, čím sa odstránia ióny vo vode.
2. Proces iónovej výmeny
Ióny nečistôt vo vode sa vymieňajú iónomeničovou živicou a iónomeničové ióny vo vode sa kombinujú, aby sa dosiahol účinok účinného odstránenia iónov vo vode.
3. Proces elektrochemickej regenerácie
Živica sa elektrochemicky regeneruje pomocou H+ a OH- generovaných polarizáciou medzifázovej vody iónomeničovej živice, aby sa dosiahla samoregenerácia živice.
02 Ovplyvňujúce faktory a prostriedky kontroly EDI?
1. Vplyv prírastkovej vodivosti
Pri rovnakom prevádzkovom prúde, keď sa zvyšuje vodivosť surovej vody, klesá rýchlosť odstraňovania slabých elektrolytov pomocou EDI a zvyšuje sa aj vodivosť odpadovej vody.
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 má za následok zvýšenú disociáciu vody, zvýšenie limitného prúdu a generovaný H+ A množstvo OH- je väčšie, aby regeneračný účinok aniónovej a katiónomeničovej živice naplnenej v komore sladkej vody bol dobrý.
Preto je potrebné kontrolovať vodivosť prítokovej vody tak, aby vodivosť prítokovej vody EDI bola menšia ako 40us/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- generovaných ionizáciou vody, okrem toho, že sa používajú na regeneráciu živice, veľké množstvo prebytočných iónov pôsobí ako nosné ióny na vedenie a zároveň v dôsledku veľkého množstva procesu pohybu nosných iónov dochádza k akumulácii a upchávaniu v médiu, A dokonca dochádza k spätnej difúzii, čo má za následok pokles kvality produkovanej vody.
Preto je potrebné zvoliť vhodné pracovné napätie a prúd.
3. Vplyv zákalu a indexu znečistenia (SDI)
Kanál na výrobu vody EDI modulu je naplnený iónomeničovou živicou. Nadmerný zákal a index znečistenia zablokujú kanál, čo má za následok zvýšenie rozdielu tlaku v systéme a zníženie produkcie vody.
Preto je potrebná správna predbežná úprava a odpadová voda RO vo všeobecnosti spĺňa požiadavky vplyvu EDI.
4. Vplyv tvrdosti
Ak je zvyšková tvrdosť napájacej vody v EDI príliš vysoká, spôsobí to znečistenie na membránovom povrchu kanála koncentrovanej vody, zníži sa prietok koncentrovanej vody, zníži sa odpor vyrobenej vody a ovplyvní sa kvalita vody. V závažných prípadoch budú koncentrované vodné a polárne vodné kanály modulu zablokované. Výsledkom je zničenie komponentov v dôsledku vnútorného zahrievania.
Môže sa kombinovať s odstraňovaním CO2 na zmäkčenie a pridanie alkálií do RO prípustnej vody; keď je obsah soli v prítokovej vode vysoký, môže sa kombinovať s odsoľovaním na zvýšenie hladiny RO alebo nanofiltrácie na úpravu vplyvu tvrdosti.
5. Vplyv TOC (celkový organický uhlík)
Ak je obsah organických látok v prítokovej vode príliš vysoký, spôsobí to organické znečistenie živice a selektívne priepustnej membrány, čo povedie k zvýšeniu prevádzkového napätia systému a zníženiu kvality vyrobenej vody. Zároveň je tiež ľahké vytvoriť organický koloid v koncentrovanom vodnom kanáli a zablokovať kanál.
Preto pri riešení je možné pridať jednu úroveň R0 v kombinácii s inými požiadavkami na index, aby sa 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 rýchly pokles rýchlosti odstraňovania kremíka.
Okrem toho oxidačný katalytický účinok kovov s premenlivou valenciou na iónomeničové živice spôsobí trvalé poškodenie živíc.
Všeobecne povedané, Fe v EDI prítoku je počas prevádzky kontrolovaný tak, aby bol nižší ako 0.01 mg/l.
7. Vplyv C02 na influent
HCO3- generovaný CO2 v prívodnej vode je slabý elektrolyt, ktorý môže ľahko preniknúť do vrstvy iónomeničovej živice a spôsobiť pokles kvality produkovanej vody.
Môže sa odstrániť odplyňovacou vežou pred vstupom do vody.
8. Vplyv celkového obsahu aniónov (TEA)
Vysoký TEA zníži odpor vody produkovanej EDI alebo zvýši prevádzkový prúd EDI, zatiaľ čo príliš vysoký prevádzkový prúd zvýši prúd systému, zvýši koncentráciu zvyškového chlóru vo vode elektródy a poškodí životnosť membrány elektródy.
Okrem vyššie uvedených ôsmich ovplyvňujúcich faktorov má na prevádzku EDI systému vplyv aj teplota vstupnej vody, hodnota pH, SiO2 a oxidy.
03 Vlastnosti EDI
V posledných rokoch sa technológia EDI široko používa v priemyselných odvetviach s vysokými požiadavkami na kvalitu vody, ako je elektrická energia, chemický priemysel a medicína.
Dlhodobý aplikačný výskum v oblasti úpravy vody ukazuje, že technológia úpravy EDI má nasledujúcich šesť charakteristík:
1. Kvalita vody je vysoká a výstup vody je stabilný
Technológia EDI kombinuje výhody kontinuálnej odsoľovania elektrodialýzou a hĺbkovej odsoľovania iónovou výmenou. Neustály vedecký výskum a prax ukázali, že opätovné použitie technológie EDI na odsoľovanie môže účinne odstrániť ióny vo vode a čistota odpadovej vody je vysoká.
2. Nízke podmienky inštalácie zariadenia a malé rozmery
V porovnaní s iónomeničovým lôžkom má zariadenie EDI malé rozmery a nízku hmotnosť a nemusí byť vybavené zásobníkmi na kyseliny a zásady, čo môže efektívne ušetriť miesto.
Nielen to, zariadenie EDI je samostatná konštrukcia, doba výstavby je krátka a pracovné zaťaženie inštalácie na mieste je malé.
3. Jednoduchý dizajn, pohodlná obsluha a údržba
Zariadenie na spracovanie EDI je možné vyrábať modulárnym spôsobom a je možné ho automaticky a nepretržite regenerovať bez veľkého a komplikovaného regeneračného zariadenia. Po uvedení do prevádzky sa ľahko ovláda a udržiava.
4. Automatické riadenie procesu čistenia vody je jednoduché a pohodlné
EDI zariadenie je možné pripojiť k systému paralelne s viacerými modulmi. Moduly sú bezpečné a stabilné v prevádzke a spoľahlivé v kvalite, vďaka čomu je prevádzka a správa systému ľahko realizovateľná, programová kontrola a jednoduchá obsluha.
5. Žiadne vypúšťanie odpadových kyselín a odpadových lúhov, čo prispieva k ochrane životného prostredia
EDI zariadenie nepotrebuje kyslú a zásaditú chemickú regeneráciu a v podstate nedochádza k vypúšťaniu chemického odpadu.
6. Miera rekuperácie vody je vysoká a miera využitia vody technológiou 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 zariadenie má vyššie nároky na kvalitu prítokovej vody a jeho jednorazová investícia (náklady na infraštruktúru a vybavenie) je pomerne vysoká.
Je potrebné poznamenať, že hoci sú náklady na infraštruktúru a vybavenie pre EDI o niečo vyššie ako náklady na proces zmiešaného lôžka, technológia EDI má po zvážení nákladov na prevádzku zariadenia stále určité výhody.
Napríklad stanica čistej vody porovnávala investičné a prevádzkové náklady oboch procesov a zariadenie EDI môže kompenzovať investičný rozdiel procesom zmiešaného lôžka po jednom roku normálnej prevádzky.
04 Reverzná osmóza + EDI VS tradičná iónová výmena
1. Porovnanie počiatočnej investície projektu
Pokiaľ ide o počiatočnú investíciu projektu, do systému úpravy vody s malým prietokom vody, pretože proces reverznej osmózy + EDI ruší obrovský regeneračný systém vyžadovaný tradičným procesom iónovej výmeny, najmä ruší dva zásobníky kyseliny a dve zásobníky alkálií. Taiwan nielenže výrazne znižuje náklady na obstarávanie zariadení, ale tiež šetrí asi 10% až 20% plochy pôdy, čím znižuje náklady na inžinierske staviteľstvo a nadobúdanie pozemkov na výstavbu tovární.
Keďže výška tradičných zariadení na výmenu iónov je vo všeobecnosti vyššia ako 5 m, zatiaľ čo výška zariadenia na reverznú osmózu a EDI je do 2,5 m, výška dielne na úpravu vody sa môže znížiť o 2-3 m, čím sa ušetrí ďalších 10 % - 20 % investícií do civilnej výstavby závodu.
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 prijme tradičný proces koagulacie, čírenia a filtrácie, počiatočná investícia sa musí zvýšiť približne o 20 % v porovnaní so systémom predbežnej úpravy procesu iónovej výmeny.
Komplexné zváženie, proces reverznej osmózy + EDI je zhruba ekvivalentný tradičnému procesu iónovej výmeny, pokiaľ ide o počiatočnú investíciu do malých systémov úpravy vody.
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. však bude proces reverznej osmózy plus EDI oveľa vyšší ako tradičný proces iónovej výmeny.
Podľa štatistík sú prevádzkové náklady procesu reverznej osmózy a EDI o niečo vyššie ako pri tradičnom procese iónovej výmeny.
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 malé znečistenie životného prostredia
Proces reverznej osmózy + EDI je vysoko prispôsobiteľný slanosti surovej vody. Proces reverznej osmózy je možné použiť z morskej vody, brakickej vody, banskej drenážnej vody, podzemnej vody do riečnej vody, zatiaľ čo proces iónovej výmeny má obsah rozpustených pevných látok viac ako 500 mg vo vstupnej vode/l je neekonomický.
Reverzná osmóza a EDI nevyžadujú acidobázickú regeneráciu, spotrebúvajú veľké množstvo acidobázických odpadových vôd a nevytvárajú veľké množstvo acidobázických odpadových vôd. Stačí pridať malé množstvo kyselín, zásad, antiscalantu a redukčného činidla.
Z hľadiska prevádzky a údržby majú reverzná osmóza a EDI aj výhody vysokej automatizácie a jednoduchého riadenia programu.
4. Reverzná osmóza + EDI zariadenie je drahé a ťažko opraviteľné a je ťažké ošetriť koncentrovanú soľanku
Aj keď má proces reverznej osmózy plus EDI mnoho výhod, pri zlyhaní zariadenia, najmä pri poškodení membrány reverznej osmózy a zásobníka membrány EDI, je možné ho nahradiť iba vypnutím. Vo väčšine prípadov je na jeho výmenu potrebný odborný a technický personál a doba vypnutia sa môže predĺžiť.
Hoci reverzná osmóza neprodukuje veľké množstvo acidobázickej odpadovej vody, miera regenerácie primárnej reverznej osmózy je vo všeobecnosti len 75 % a vyprodukuje sa veľké množstvo koncentrovanej vody. Obsah soli v koncentrovanej vode bude oveľa vyšší ako v surovej vode. Liečebné opatrenia po vypustení znečisťujú životné prostredie.
V súčasnosti sa v domácich elektrárňach väčšina koncentrovanej soľanky z reverznej osmózy recykluje a používa na umývanie uhlia a zvlhčovanie popola; Niektoré univerzity vykonávajú výskum odparovania a kryštalizácie koncentrovanej soľanky, ale náklady sú vysoké a ťažké a zatiaľ nie je žiadny zásadný problém. rozsah priemyselných aplikácií.
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 a EDI približne ekvivalentný tradičnému procesu iónovej výmeny, pokiaľ ide o počiatočnú investíciu do malých systémov úpravy vody.
Ak to zhrnieme, keď je výkon systému úpravy vody malý, môže byť uprednostnená reverzná osmóza a proces úpravy EDI. Tento proces má nízku počiatočnú investíciu, vysoký stupeň automatizácie a nízke znečistenie životného prostredia.
KLIKNITE NA ZOBRAZIŤ