Porównanie odwróconej osmozy + EDI i tradycyjnej technologii procesu wymiany jonowej

Zapraszamy do kontaktu z nami WhatsApp
09 sierpnia 2024

Porównanie odwróconej osmozy + EDI i tradycyjnej technologii procesu wymiany jonowej


1. Co to jest EDI?

Pełna nazwa EDI to jonizacja elektrod, co przekłada się na odsalanie elektryczne, znane również jako technologia elektrodejonizacji lub elektrodializa ze złożem upakowanym.
Technologia elektrodejonizacji łączy wymianę jonową i elektrodializę. Jest to technologia odsalania opracowana w oparciu o elektrodializę. Jest to technologia uzdatniania wody, która jest szeroko stosowana i osiągnęła dobre wyniki po żywicach jonowymiennych.
Nie tylko wykorzystuje zalety ciągłego odsalania technologii elektrodializy, ale także wykorzystuje technologię wymiany jonowej w celu osiągnięcia głębokiego odsalania;
Nie tylko poprawia wadę zmniejszonej wydajności prądowej podczas obróbki roztworów o niskim stężeniu w procesie elektrodializy, poprawia wymianę jonów, ale także umożliwia regenerację wymieniaczy jonowych, pozwala uniknąć stosowania środków regeneracyjnych, zmniejsza zanieczyszczenia wtórne powstające podczas stosowania środków do regeneracji kwasowo-zasadowej oraz realizuje ciągłą operację dejonizacji.


Podstawowa zasada dejonizacji EDI obejmuje następujące trzy procesy:
1. Proces elektrodializy
Pod działaniem zewnętrznego pola elektrycznego elektrolit w wodzie selektywnie migruje przez żywicę jonowymienną w wodzie i jest odprowadzany wraz ze stężoną wodą, usuwając w ten sposób jony z wody.

2. Proces wymiany jonowej
Jony zanieczyszczeń w wodzie są wymieniane i łączone z jonami zanieczyszczeń w wodzie przez żywicę jonowymienną, uzyskując w ten sposób efekt skutecznego usuwania jonów z wody.

3. Proces regeneracji elektrochemicznej
H+ i OH- generowane przez polaryzację wody na granicy faz żywicy jonowymiennej są wykorzystywane do elektrochemicznej regeneracji żywicy w celu uzyskania samoregeneracji żywicy.

02 Jakie są czynniki wpływające na EDI i jakie są środki kontroli?

1. Wpływ przewodności wody na wlocie
Przy tym samym prądzie roboczym wraz ze wzrostem przewodności wody surowej zmniejsza się szybkość usuwania EDI słabych elektrolitów, a także wzrasta przewodność ścieków.
Jeśli przewodność wody surowej jest niska, zawartość jonów jest również niska, a niskie stężenie jonów sprawia, że gradient siły elektromotorycznej powstający na powierzchni żywicy i membrany w komorze słodkowodnej jest również duży, co skutkuje zwiększonym stopniem dysocjacji wody, wzrostem prądu granicznego oraz dużą liczbą H+ i OH-, tak, aby efekt regeneracji żywic anionowymiennych i kationowymiennych wypełnionych w komorze słodkowodnej był dobry.
Więc konieczne jest kontrolowanie przewodności wody wlotowej, tak aby przewodność wody wlotowej EDI była mniejsza niż 40 Us / cm, co może zapewnić kwalifikowaną przewodność ścieków i usunięcie słabych elektrolitów.

2. Wpływ napięcia roboczego i prądu
Wraz ze wzrostem prądu roboczego jakość produkowanej wody stale się poprawia.
Jeśli jednak prąd zostanie zwiększony po osiągnięciu najwyższego punktu, ze względu na nadmierną ilość jonów H+ i OH- wytwarzanych przez jonizację wody, oprócz tego, że są wykorzystywane do regeneracji żywicy, duża liczba nadwyżek jonów działa jako jony nośne do przewodzenia. Jednocześnie, ze względu na gromadzenie się i blokowanie dużej liczby jonów nośnikowych podczas ruchu, dochodzi nawet do dyfuzji odwrotnej, co skutkuje obniżeniem jakości produkowanej wody.
W związku z tym konieczne jest dobranie odpowiedniego napięcia i prądu pracy.

3. Wpływ wskaźnika zmętnienia i zanieczyszczenia (SDI)
Kanał wodny komponentu EDI jest wypełniony żywicą jonowymienną. Nadmierne zmętnienie i wskaźnik zanieczyszczenia zablokują kanał, powodując wzrost różnicy ciśnień w układzie i zmniejszenie produkcji wody.
Dlatego wymagana jest odpowiednia obróbka wstępna, a ścieki RO generalnie spełniają wymagania wlotu EDI.

4. Wpływ twardości
Jeżeli twardość resztkowa wody wlotowej w EDI jest za wysoki, Spowoduje to osadzanie się kamienia na powierzchni membrany kanału skoncentrowanej wody, zmniejszy natężenie przepływu skoncentrowanej wody, zmniejszy rezystywność wytwarzanej wody, wpływają na jakość produkowanej wody, a w ciężkich przypadkach blokują skoncentrowaną wodę i kanały przepływu wody polarnej komponentu, powodując zniszczenie komponentu w wyniku wewnętrznego nagrzewania.
Woda wlotowa RO może być zmiękczona, a zasady mogą być dodawane w połączeniu z usuwaniem CO2; gdy woda wlotowa ma wysoką zawartość soli, można dodać RO lub nanofiltrację pierwszego poziomu w połączeniu z odsalaniem w celu dostosowania wpływu twardości.

5. Wpływ TOC (całkowitego węgla organicznego)
Jeśli zawartość substancji organicznych w dopływie jest zbyt wysoka, spowoduje to zanieczyszczenie organiczne żywicy i selektywnej przepuszczalnej membrany, co spowoduje wzrost napięcia roboczego systemu i pogorszenie jakości produkowanej wody. Jednocześnie łatwo jest również tworzyć koloidy organiczne w skoncentrowanym kanale wodnym i blokować kanał.
Dlatego podczas leczenia można połączyć inne wymagania dotyczące indeksu, aby zwiększyć poziom R0, aby spełnić wymagania.

6. Wpływ jonów metali, takich jak Fe i Mn
Jony metali, takie jak Fe i Mn, spowodują "zatrucie" żywicy, a "zatrucie" metalu żywicą spowoduje szybkie pogorszenie jakości ścieków EDI, a zwłaszcza gwałtowny spadek szybkości usuwania krzemu.
Ponadto utleniający efekt katalityczny metali o zmiennej walencji na żywice jonowymienne spowoduje trwałe uszkodzenie żywicy. Ogólnie rzecz biorąc, Fe w dopływie EDI jest kontrolowane tak, aby było mniejsze niż 0,01 mg/L podczas pracy.

7. Wpływ CO2 na dopływ
HCO3- generowany przez CO2 w dopływie jest słabym elektrolitem, który może łatwo przeniknąć przez warstwę żywicy jonowymiennej i spowodować obniżenie jakości produkowanej wody. Wieża odgazowująca może być użyta do usunięcia go przed dopływem.

8. Wpływ całkowitej zawartości anionów (TEA)
Wysoka zawartość herbaty zmniejszy rezystywność wody wytwarzanej przez EDI lub będzie wymagała zwiększenia prądu roboczego EDI. Nadmierny prąd roboczy zwiększy prąd systemowy i zwiększy stężenie chloru resztkowego w wodzie elektrody, co nie jest dobre dla żywotności membrany elektrody.

Oprócz powyższych 8 czynników wpływających, Temperatura wody na wlocie, wartość pH, SiO2 i tlenki mają również wpływ na działanie System EDI.

03 Charakterystyka EDI
Technologia EDI jest szeroko stosowana w branżach o wysokich wymaganiach dotyczących jakości wody, takich jak elektryczność, przemysł chemiczny i medycyna.
Wieloletnie badania aplikacyjne w dziedzinie uzdatniania wody pokazują, że technologia uzdatniania EDI ma następujące 6 cech:
1. Wysoka jakość wody i stabilny wydatek wody
Technologia EDI łączy w sobie zalety ciągłego odsalania za pomocą elektrodializy i głębokiego odsalania za pomocą wymiany jonowej. Ciągła praktyka badań naukowych pokazuje, że zastosowanie technologii EDI do odsalania może skutecznie usuwać jony z wody i wytwarzać wodę o wysokiej czystości.

2. Niskie warunki instalacji sprzętu i niewielka powierzchnia zabudowy
W porównaniu ze złożami jonowymiennymi, urządzenia EDI są małe i lekkie oraz nie wymagają zbiorników do przechowywania kwasów lub zasad, co może skutecznie zaoszczędzić miejsce.
Co więcej, urządzenie EDI jest prefabrykowaną konstrukcją o krótkim czasie budowy i niewielkim nakładzie pracy przy instalacji na miejscu.

3. Prosta konstrukcja, łatwa obsługa i konserwacja
Urządzenia do obróbki EDI mogą być produkowane w formie modułowej, mogą być automatycznie i w sposób ciągły regenerowane, nie wymagają dużych i skomplikowanych urządzeń regeneracyjnych, a po uruchomieniu są łatwe w obsłudze i konserwacji.

4. Prosta automatyczna kontrola procesu oczyszczania wody
Urządzenie EDI może łączyć wiele modułów z systemem równolegle. Moduły są bezpieczne i stabilne, o niezawodnej jakości, dzięki czemu obsługa i zarządzanie systemem są łatwe do wdrożenia, sterowanie programami i wygodna obsługa.

5. Brak odprowadzania odpadowych kwasów i odpadów płynów alkalicznych, co jest korzystne dla ochrony środowiska
Urządzenie EDI nie wymaga regeneracji chemicznej kwasami i zasadami, a w zasadzie nie odprowadza odpadów chemicznych
.
6. Wysoki wskaźnik odzysku wody. Stopień wykorzystania wody w technologii uzdatniania EDI wynosi na ogół nawet 90% lub więcej


Podsumowując, technologia EDI ma ogromne zalety w zakresie jakości wody, stabilności działania, łatwości obsługi i konserwacji, bezpieczeństwa i ochrony środowiska.
Ma jednak również pewne wady. Urządzenia EDI mają wyższe wymagania dotyczące jakości wody dopływającej, a ich jednorazowa inwestycja (koszty infrastruktury i sprzętu) jest stosunkowo wysoka.
Należy zauważyć, że chociaż koszt infrastruktury i sprzętu EDI jest nieco wyższy niż w przypadku technologii łoża mieszanego, po kompleksowym rozważeniu kosztów eksploatacji urządzeń, technologia EDI nadal ma pewne zalety.
Na przykład w stacji wody czystej porównano koszty inwestycyjne i operacyjne tych dwóch procesów. Po roku normalnej eksploatacji urządzenie EDI może zrekompensować różnicę inwestycji w procesie łoża mieszanego.



04 Odwrócona osmoza + EDI VS tradycyjna wymiana jonowa

1. Porównanie początkowej inwestycji w projekt
Jeśli chodzi o początkową inwestycję w projekt, w system uzdatniania wody o małym natężeniu przepływu wody, proces odwróconej osmozy + EDI eliminuje ogromny system regeneracji wymagany przez tradycyjny proces wymiany jonowej, zwłaszcza eliminację dwóch zbiorników do przechowywania kwasów i dwóch zbiorników do przechowywania alkaliów, co nie tylko znacznie obniża koszty zakupu sprzętu, ale także pozwala zaoszczędzić około 10% do 20% powierzchni podłogi, zmniejszając w ten sposób koszty inżynierii lądowej i koszty nabycia gruntów pod budowę zakładu.

Ponieważ wysokość tradycyjnych urządzeń do wymiany jonowej wynosi zwykle ponad 5 m, podczas gdy wysokość urządzeń do odwróconej osmozy i EDI mieści się w granicach 2,5 m, wysokość warsztatu uzdatniania wody można zmniejszyć o 2 do 3 m, oszczędzając w ten sposób kolejne 10% do 20% inwestycji w inżynierię wodną zakładu.

Biorąc pod uwagę szybkość odzysku odwróconej osmozy i EDI, skoncentrowana woda z wtórnej odwróconej osmozy i EDI jest w pełni odzyskiwana, ale skoncentrowana woda z pierwotnej odwróconej osmozy (około 25%) musi zostać odprowadzona, a wydajność systemu obróbki wstępnej musi zostać odpowiednio zwiększona. Gdy system obróbki wstępnej przyjmuje tradycyjny proces koagulacji, klarowania i filtracji, początkową inwestycję należy zwiększyć o około 20% w porównaniu z systemem obróbki wstępnej w procesie wymiany jonowej.
Biorąc pod uwagę wszystkie czynniki, początkowa inwestycja w proces odwróconej osmozy + EDI w mały system uzdatniania wody jest w przybliżeniu równoważna z tradycyjnym procesem wymiany jonowej.

2. Porównanie kosztów operacyjnych
Jak wszyscy wiemy, pod względem zużycia odczynników, koszt operacyjny procesu odwróconej osmozy (w tym dozowanie odwróconej osmozy, czyszczenie chemiczne, oczyszczanie ścieków itp.) jest niższy niż w przypadku tradycyjnego procesu wymiany jonowej (w tym regeneracji żywicy jonowymiennej, oczyszczania ścieków itp.).
Jednak pod względem zużycia energii, wymiany części zamiennych itp., odwrócona osmoza plus proces EDI jest znacznie wyższa niż tradycyjny proces wymiany jonowej.
Według statystyk koszt operacyjny procesu odwróconej osmozy i EDI jest nieco wyższy niż w przypadku tradycyjnego procesu wymiany jonowej.
Biorąc pod uwagę wszystkie czynniki, całkowity koszt eksploatacji i konserwacji odwróconej osmozy i procesu EDI jest od 50% do 70% wyższy niż w przypadku tradycyjnego procesu wymiany jonowej.

3. Odwrócona osmoza + EDI ma duże zdolności adaptacyjne, wysoki stopień automatyzacji i niskie zanieczyszczenie środowiska
Proces odwróconej osmozy + EDI ma dużą zdolność adaptacji do zawartości soli w wodzie surowej. Proces odwróconej osmozy może być stosowany do wody morskiej, słonawej, wody drenażowej kopalni, wód gruntowych i rzecznych, podczas gdy proces wymiany jonowej nie jest ekonomiczny, gdy zawartość rozpuszczonych ciał stałych w dopływającej wodzie jest większa niż 500 mg / l.
Odwrócona osmoza i EDI nie wymagają regeneracji kwasów i zasad, nie zużywają dużej ilości kwasów i zasad oraz nie wytwarzają dużej ilości ścieków kwaśnych i zasadowych. Wymagana jest tylko niewielka ilość kwasu, zasady, inhibitora kamienia i środka redukującego.
Pod względem obsługi i konserwacji odwrócona osmoza i EDI mają również zalety wysokiego stopnia automatyzacji i łatwego sterowania programem.


4. Sprzęt do odwróconej osmozy + EDI jest drogi, trudny do naprawy i trudny do uzdatnienia solanki
Chociaż proces odwróconej osmozy i EDI ma wiele zalet, w przypadku awarii sprzętu, zwłaszcza gdy membrana odwróconej osmozy i stos membran EDI są uszkodzone, można go wyłączyć tylko w celu wymiany. W większości przypadków do jego wymiany wymagani są profesjonalni technicy, a czas przestoju może być długi.
Chociaż odwrócona osmoza nie wytwarza dużej ilości kwaśnych i zasadowych ścieków, wskaźnik odzysku odwróconej osmozy pierwszego poziomu wynosi na ogół tylko 75%, co spowoduje wytworzenie dużej ilości skoncentrowanej wody. Zawartość soli w skoncentrowanej wodzie będzie znacznie wyższa niż w wodzie surowej. Obecnie nie ma dojrzałego środka uzdatniania dla tej części skoncentrowanej wody, a po odprowadzeniu będzie ona zanieczyszczać środowisko.
Obecnie odzysk i utylizacja solanki z odwróconej osmozy w elektrowniach domowych jest najczęściej wykorzystywana do mycia węgla i nawilżania popiołu; Niektóre uczelnie prowadzą badania nad procesami odparowywania solanki i oczyszczania krystalizacji, ale koszt jest wysoki, a trudność duża, a do tej pory nie była szeroko stosowana w przemyśle.
Koszt odwróconej osmozy i sprzętu EDI jest stosunkowo wysoki, ale w niektórych przypadkach jest nawet niższy niż początkowa inwestycja w tradycyjny proces wymiany jonowej.
W dużych systemach uzdatniania wody (gdy system wytwarza dużą ilość wody), początkowa inwestycja w systemy odwróconej osmozy i EDI jest znacznie wyższa niż w przypadku tradycyjnych procesów wymiany jonowej.
W małych systemach uzdatniania wody odwrócona osmoza plus proces EDI jest w przybliżeniu równoważny tradycyjnemu procesowi wymiany jonowej pod względem początkowej inwestycji.
Podsumowując, gdy wydajność systemu uzdatniania wody jest niewielka, proces odwróconej osmozy i uzdatniania EDI może być traktowany priorytetowo. Proces ten charakteryzuje się niską inwestycją początkową, wysokim stopniem automatyzacji i niskim zanieczyszczeniem środowiska.

Aby uzyskać szczegółowe ceny, skontaktuj się z nami

Zadawaj pytania