Luty 16 2023
Co jest lepsze, odwrócona osmoza + EDI czy tradycyjna wymiana jonowa?
Pełna angielska nazwa EDI to jonizacja elektrod, znana również jako technologia elektrodejonizacji lub elektrodializa ze złożem upakowanym
Technologia elektrodejonizacji łączy w sobie dwie technologie wymiany jonowej i elektrodializy. Jest to technologia odsalania opracowana na podstawie elektrodializy i jest to technologia uzdatniania wody, która jest szeroko stosowana i osiąga lepsze wyniki po żywicach jonowymiennych.
Nie tylko wykorzystuje zalety ciągłego odsalania za pomocą technologii elektrodializy, ale także wykorzystuje technologię wymiany jonowej w celu uzyskania efektu głębokiego odsalania;
Nie tylko poprawia wadę polegającą na spadku wydajności prądu, gdy proces elektrodializy jest stosowany do obróbki roztworów o niskim stężeniu, poprawia transfer jonów, ale także umożliwia regenerację jonita, unikając stosowania regenerantów i zmniejszając wtórność powstającą podczas stosowania regenerantów kwasowo-zasadowych. Zanieczyszczenie wtórne, realizuj ciągłą operację dejonizacji.
TPodstawowa zasada dejonizacji EDI obejmuje następujące trzy procesy:
1. Proces elektrodializy
Pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego elektrolit w wodzie będzie selektywnie migrował przez żywicę jonowymienną w wodzie i zostanie odprowadzony wraz ze skoncentrowaną wodą, usuwając w ten sposób jony z wody.
2. Proces wymiany jonowej
Jony zanieczyszczeń w wodzie są wymieniane przez żywicę jonowymienną, a jony zanieczyszczeń w wodzie są łączone w celu uzyskania efektu skutecznego usuwania jonów z wody.
3. Proces regeneracji elektrochemicznej
Żywica jest regenerowana elektrochemicznie przy użyciu H+ i OH- generowanych przez polaryzację wody międzyfazowej żywicy jonowymiennej w celu realizacji samoregeneracji żywicy.
02 Czynniki wpływające i środki kontroli EDI?
1. Wpływ przewodności dopływowej
Przy tym samym prądzie roboczym, wraz ze wzrostem przewodności wody surowej, zmniejsza się szybkość usuwania słabych elektrolitów przez EDI, 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 utworzony na powierzchni żywicy i membrany w komorze słodkowodnej jest również duży, co skutkuje zwiększoną dysocjacją wody, wzrostem prądu granicznego i generowanym H+ A ilość OH- jest większa, tak, aby efekt regeneracji żywicy anionowymiennej i kationitowej wypełnionej w komorze słodkowodnej był dobry.
Dlatego konieczne jest kontrolowanie przewodności wody dopływającej, tak aby przewodność wody dopływającej EDI była mniejsza niż 40us/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- generowanych przez jonizację wody, oprócz tego, że są wykorzystywane do regeneracji żywicy, duża liczba nadwyżek jonów działa jako jony nośne do przewodzenia, a jednocześnie ze względu na dużą ilość procesu ruchu jonów nośnikowych W ośrodku dochodzi do akumulacji i zatykania, A nawet dochodzi do dyfuzji zwrotnej, co skutkuje pogorszeniem jakości produkowanej wody.
Dlatego należy dobrać odpowiednie napięcie i prąd roboczy.
3. Wpływ zmętnienia i wskaźnika zanieczyszczenia (SDI)
Kanał produkcji wody modułu EDI wypełniony jest żywicą jonowymienną. Nadmierne zmętnienie i wskaźnik zanieczyszczenia zablokują kanał, powodując wzrost różnicy ciśnień w instalacji i spadek produkcji wody.
Dlatego wymagane jest odpowiednie oczyszczanie wstępne, a ścieki RO generalnie spełniają wymagania dopływu EDI.
4. Wpływ twardości
Jeśli twardość resztkowa wody zasilającej w EDI jest zbyt wysoka, spowoduje to zanieczyszczenie powierzchni membrany kanału skoncentrowanej wody, natężenie przepływu skoncentrowanej wody zmniejszy się, zmniejszy się rezystywność wytwarzanej wody, a jakość wody ulegnie pogorszeniu. W ciężkich przypadkach skoncentrowana woda i polarne kanały wodne modułu zostaną zablokowane. Powoduje to zniszczenie komponentu z powodu wewnętrznego nagrzewania.
Można go łączyć z usuwaniem CO2 w celu zmiękczenia i dodania zasad do wody dopływającej RO; gdy zawartość soli w dopływającej wodzie jest wysoka, można ją połączyć z odsalaniem w celu zwiększenia poziomu RO lub nanofiltracją w celu dostosowania wpływu twardości.
5. Wpływ TOC (całkowitego węgla organicznego)
Jeśli zawartość materii organicznej w dopływającej wodzie będzie zbyt wysoka, spowoduje to zanieczyszczenie organiczne żywicy i selektywnie przepuszczalnej membrany, co doprowadzi do wzrostu napięcia roboczego układu i obniżenia jakości produkowanej wody. Jednocześnie łatwo jest również utworzyć koloid organiczny w skoncentrowanym kanale wodnym i zablokować kanał.
W związku z tym, gdy mamy do czynienia z tym, jeden poziom R0 można dodać w połączeniu z innymi wymaganiami indeksu, 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 żywic.
Ogólnie rzecz biorąc, poziom Fe w dopływie EDI jest kontrolowany tak, aby był niższy niż 0,01 mg / L podczas pracy.
7. Wpływ CO2 na dopływ
HCO3- generowany przez CO2 w dopływającej wodzie jest słabym elektrolitem, który może łatwo przeniknąć przez warstwę żywicy jonowymiennej i spowodować pogorszenie jakości produkowanej wody.
Można go usunąć za pomocą wieży odgazowującej przed wejściem do wody.
8. Wpływ całkowitej zawartości anionów (TEA)
Wysoki poziom TEA zmniejszy rezystywność wody wytwarzanej przez EDI lub zwiększy prąd roboczy EDI, podczas gdy zbyt wysoki prąd roboczy zwiększy prąd systemowy, zwiększy stężenie chloru resztkowego w wodzie elektrody i będzie szkodliwy dla żywotności membrany elektrody.
Oprócz powyższych ośmiu czynników wpływających, na działanie systemu EDI wpływ ma również temperatura wody na wlocie, wartość pH, SiO2 i tlenki.
03 Cechy EDI
W ostatnich latach technologia EDI jest szeroko stosowana w branżach o wysokich wymaganiach dotyczących jakości wody, takich jak energetyka, przemysł chemiczny i medycyna.
Wieloletnie badania aplikacyjne w dziedzinie uzdatniania wody pokazują, że technologia uzdatniania EDI ma następujące sześć cech:
1. Jakość wody jest wysoka, a wydajność wody jest stabilna
Technologia EDI łączy w sobie zalety ciągłego odsalania za pomocą elektrodializy i głębokiego odsalania za pomocą wymiany jonowej. Ciągłe badania naukowe i praktyka wykazały, że ponowne zastosowanie technologii EDI do odsalania może skutecznie usuwać jony z wody, a czystość ścieków jest wysoka.
2. Niskie warunki instalacji sprzętu i niewielka powierzchnia zabudowy
W porównaniu ze złożem jonowymiennym, urządzenie EDI jest niewielkich rozmiarów i lekkie i nie musi być wyposażone w zbiorniki do przechowywania kwasów i zasad, co może skutecznie zaoszczędzić miejsce.
Co więcej, urządzenie EDI jest samodzielną konstrukcją, czas budowy jest krótki, a nakład pracy związany z instalacją na miejscu jest niewielki.
3. Prosta konstrukcja, wygodna obsługa i konserwacja
Urządzenie przetwarzające EDI może być produkowane w sposób modułowy i może być automatycznie i w sposób ciągły regenerowane bez dużych i skomplikowanych urządzeń regeneracyjnych. Po oddaniu do użytku jest łatwy w obsłudze i konserwacji.
4. Automatyczne sterowanie procesem oczyszczania wody jest proste i wygodne
Urządzenie EDI można podłączyć do systemu równolegle z wieloma modułami. Moduły są bezpieczne i stabilne w działaniu oraz niezawodne pod względem jakości, dzięki czemu obsługa i zarządzanie systemem są łatwe do zrealizowania, sterowanie programem i łatwe w obsłudze.
5. Brak zrzutu kwasów odpadowych i ługu odpadowego, co sprzyja ochronie środowiska
Urządzenie EDI nie wymaga regeneracji chemicznej kwasami i zasadami, a także w zasadzie nie ma odprowadzania odpadów chemicznych.
6. Wskaźnik odzysku wody jest wysoki, a 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 pracy, łatwości obsługi i konserwacji, bezpieczeństwa i ochrony środowiska.
Ale ma też pewne wady. Urządzenie EDI ma wyższe wymagania co do jakości dopływającej wody, a jego jednorazowa inwestycja (koszty infrastruktury i sprzętu) jest stosunkowo wysoka.
Należy zauważyć, że chociaż koszt infrastruktury i sprzętu do EDI jest nieco wyższy niż w przypadku procesu ze złożem mieszanym, technologia EDI nadal ma pewne zalety po uwzględnieniu kosztów eksploatacji urządzeń.
Na przykład stacja wody czystej porównała koszty inwestycyjne i operacyjne tych dwóch procesów, a urządzenie EDI może zrekompensować różnicę w inwestycji w procesie ze złożem mieszanym po roku normalnej pracy.
04 Odwrócona osmoza + EDI VS tradycyjna wymiana jonowa
1. Porównanie początkowej inwestycji w projekt
Jeśli chodzi o początkową inwestycję projektu, w system uzdatniania wody o małym natężeniu przepływu wody, ponieważ proces odwróconej osmozy + EDI anuluje ogromny system regeneracji wymagany przez tradycyjny proces wymiany jonowej, w szczególności anuluje dwa zbiorniki do przechowywania kwasów i dwa zbiorniki do przechowywania alkaliów. Tajwan nie tylko znacznie obniża koszty zakupu sprzętu, ale także oszczędza około 10% do 20% powierzchni gruntów, zmniejszając w ten sposób koszty inżynierii lądowej i pozyskiwania gruntów pod budowę fabryk.
Ponieważ wysokość tradycyjnych urządzeń do wymiany jonowej wynosi na ogół 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 2-3 m, oszczędzając w ten sposób kolejne 10%-20% inwestycji w budowę cywilną zakładu.
Biorąc pod uwagę wskaźnik odzysku odwróconej osmozy i EDI, skoncentrowana woda wtórnej odwróconej osmozy i EDI jest w pełni odzyskiwana, ale skoncentrowana woda pierwotnej odwróconej osmozy (około 25%) musi zostać odprowadzona, a wydajność systemu obróbki wstępnej musi zostać odpowiednio zwiększona. Gdy system przyjmuje tradycyjny proces koagulacji, klarowania i filtracji, początkowa inwestycja musi wzrosnąć o około 20% w porównaniu z systemem obróbki wstępnej w procesie wymiany jonowej.
Kompleksowo rozważając, proces odwróconej osmozy + EDI jest w przybliżeniu równoważny tradycyjnemu procesowi wymiany jonowej pod względem początkowej inwestycji w małe systemy uzdatniania wody.
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 regeneracja żywicy jonowymiennej, oczyszczanie ścieków itp.).
Jednak pod względem zużycia energii, wymiany części zamiennych itp., proces odwróconej osmozy plus EDI będzie znacznie wyższy 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 kompleksowość, całkowity koszt eksploatacji i konserwacji procesu odwróconej osmozy i EDI jest o 50% do 70% wyższy niż w przypadku tradycyjnego procesu wymiany jonowej.
3. Odwrócona osmoza + EDI ma dużą zdolność adaptacji, wysoki stopień automatyzacji i niewielkie zanieczyszczenie środowiska
Proces odwróconej osmozy + EDI jest wysoce elastyczny w zależności od zasolenia wody surowej. Proces odwróconej osmozy może być stosowany z wody morskiej, wody słonawej, wody drenażowej kopalni, wód gruntowych do wody rzecznej, podczas gdy proces wymiany jonowej ma zawartość rozpuszczonych ciał stałych powyżej 500 mg w dopływającej wodzie / L jest nieekonomiczny.
Odwrócona osmoza i EDI nie wymagają regeneracji kwasowo-zasadowej, zużywają dużą ilość kwasowo-zasadowych i nie generują dużej ilości ścieków kwasowo-zasadowych. Wystarczy dodać niewielką ilość kwasu, zasady, środka przeciwskalującego i redukującego.
Jeśli chodzi o obsługę i konserwację, odwrócona osmoza i EDI mają również zalety wysokiej automatyzacji i łatwego sterowania programem.
4. Sprzęt do odwróconej osmozy + EDI jest drogi i trudny do naprawy, a także trudny do obróbki skoncentrowanej solanki
Chociaż proces odwróconej osmozy plus EDI ma wiele zalet, w przypadku awarii sprzętu, zwłaszcza gdy membrana odwróconej osmozy i stos membran EDI są uszkodzone, można go wymienić tylko przez wyłączenie. W większości przypadków do jego wymiany wymagany jest profesjonalny i techniczny personel, a czas przestoju może się wydłużyć.
Chociaż odwrócona osmoza nie wytwarza dużej ilości ścieków kwasowo-zasadowych, wskaźnik odzysku pierwotnej odwróconej osmozy wynosi na ogół tylko 75% i zostanie wyprodukowana duża ilość skoncentrowanej wody. Zawartość soli w skoncentrowanej wodzie będzie znacznie wyższa niż w wodzie surowej. Środki uzdatniania, po uwolnieniu, zanieczyszczą środowisko.
Obecnie w elektrowniach domowych większość skoncentrowanej solanki z odwróconej osmozy jest poddawana recyklingowi i wykorzystywana do mycia węgla i nawilżania popiołu; Niektóre uniwersytety prowadzą badania nad parowaniem i krystalizacją skoncentrowanej solanki, ale koszt jest wysoki i trudny, a na razie nie ma większego problemu. zakres zastosowań przemysłowych.
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 w małe systemy uzdatniania wody.
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.
KLIKNIJ PRZYCISK WIDOK