16. februarja 2023
Kaj je bolje, reverzna osmoza + EDI ali tradicionalna ionska izmenjava?
Polno angleško ime EDI je ionizacija elektrode, znana tudi kot elektrodeionizacijska tehnologija, ali elektrodializa s polno posteljo
Elektrodeionizacijska tehnologija združuje dve tehnologiji ionske izmenjave in elektrodialize. Gre za tehnologijo razsoljevanja, razvito na osnovi elektrodialize, in je tehnologija za čiščenje vode, ki se pogosto uporablja in je dosegla boljše rezultate po ionskih izmenjevalnih smolah.
Ne samo, da izkorišča prednosti neprekinjenega razsoljevanja s tehnologijo elektrodialize, temveč uporablja tudi tehnologijo ionske izmenjave za doseganje učinka globokega razsoljevanja;
Ne samo, da izboljša napako, da se trenutna učinkovitost zmanjša, ko se postopek elektrodialize uporablja za obdelavo raztopin z nizko koncentracijo, izboljša prenos ionov, temveč tudi omogoča regeneracijo ionskega izmenjevalca, izogibanje uporabi regenerantov in zmanjšanje sekundarnega, ki nastane med uporabo kislinsko-bazičnih regenerantov. Sekundarno onesnaževanje, uresničite neprekinjeno delovanje deionizacije.
TOsnovno načelo EDI deionizacije vključuje naslednje tri procese:
1. Postopek elektrodialize
Pod vplivom zunanjega električnega polja bo elektrolit v vodi selektivno migriral skozi ionsko izmenjevalno smolo v vodi in se izpraznil s koncentrirano vodo, s čimer se odstranijo ioni v vodi.
2. Postopek ionske izmenjave
Nečistoče ione v vodi izmenjuje ionska izmenjevalna smola, nečistočni ioni v vodi pa se združijo, da se doseže učinek učinkovitega odstranjevanja ionov v vodi.
3. Proces elektrokemične regeneracije
Smola se elektrokemično regenerira z uporabo H+ in OH-, ki nastaneta s polarizacijo medfazne vode ionske izmenjevalne smole, da se uresniči samoregeneracija smole.
02 Vplivni dejavniki in sredstva nadzora EDI?
1. Vpliv prevodnosti vtoka
Pri istem delovnem toku, ko se prevodnost surove vode poveča, se zmanjša hitrost odstranjevanja šibkih elektrolitov z EDI, poveča pa se tudi prevodnost odplak.
Če je prevodnost surove vode nizka, je tudi vsebnost ionov nizka, nizka koncentracija ionov pa naredi gradient elektromotorne sile, ki nastane na površini smole in membrane v komori za sladko vodo, prav tako velik, kar ima za posledico povečano disociacijo vode, povečanje mejnega toka in ustvarjenega H+ In količina OH- je večja, tako da je regeneracijski učinek anionske in kationske izmenjevalne smole, napolnjene v sladkovodni komori, dober.
Zato je potrebno nadzorovati prevodnost vklopne vode, tako da je prevodnost EDI vnosne vode manjša od 40us/cm, kar lahko zagotovi kvalificirano prevodnost odpadne vode in odstranitev šibkih elektrolitov.
2. Vpliv delovne napetosti in toka
Z naraščanjem delovnega toka se kakovost proizvedene vode še naprej izboljšuje.
Če pa se tok poveča po doseganju najvišje točke, zaradi prekomerne količine ionov H+ in OH-, ki nastanejo z ionizacijo vode, poleg tega, da se uporablja za regeneracijo smole, veliko število presežnih ionov deluje kot nosilni ioni za prevodnost, hkrati pa zaradi velike količine procesa gibanja nosilnih ionov pride do kopičenja in zamašitve v mediju, in celo pride do povratne difuzije, kar povzroči zmanjšanje kakovosti proizvedene vode.
Zato je treba izbrati ustrezno delovno napetost in tok.
3. Vpliv motnosti in indeksa onesnaženosti (SDI)
Kanal za proizvodnjo vode EDI modula je napolnjen z ionsko izmenjevalno smolo. Prekomerna motnost in indeks onesnaževanja bosta blokirala kanal, kar bo povzročilo povečanje razlike v sistemskem tlaku in zmanjšanje proizvodnje vode.
Zato je potrebna ustrezna predobdelava in odplaka RO na splošno izpolnjuje zahteve vpliva EDI.
4. Vpliv trdote
Če je preostala trdota napajalne vode v EDI previsoka, bo to povzročilo obraščanje na membranski površini koncentriranega vodnega kanala, pretok koncentrirane vode se bo zmanjšal, upornost proizvedene vode se bo zmanjšala in to bo vplivalo na kakovost vode. V hujših primerih bodo koncentrirani vodni in polarni vodni kanali modula blokirani. Posledica uničenja komponent zaradi notranjega segrevanja.
Lahko se kombinira z odstranjevanjem CO2 za mehčanje in dodajanje alkalij v RO vnosno vodo; ko je vsebnost soli v vnosni vodi visoka, jo lahko kombiniramo z razsoljevanjem, da se poveča raven RO ali nanofiltracije, da se prilagodi vpliv trdote.
5. Vpliv TOC (skupnega organskega ogljika)
Če je vsebnost organske snovi v vnosni vodi previsoka, bo to povzročilo organsko onesnaženje smole in selektivno prepustne membrane, kar bo povzročilo povečanje delovne napetosti sistema in zmanjšanje kakovosti proizvedene vode. Hkrati je v koncentriranem vodnem kanalu enostavno tvoriti organski koloid in blokirati kanal.
Zato se lahko pri obravnavi tega doda ena raven R0 v kombinaciji z drugimi zahtevami indeksa, da se izpolnijo zahteve.
6. Vpliv kovinskih ionov, kot sta Fe in Mn
Kovinski ioni, kot sta Fe in Mn, bodo povzročili "zastrupitev" smole, kovinska "zastrupitev" smole pa bo povzročila hitro poslabšanje kakovosti odpadnih voda EDI, zlasti hitro zmanjšanje hitrosti odstranjevanja silicija.
Poleg tega bo oksidativni katalitski učinek spremenljivih valenčnih kovin na ionske izmenjevalne smole povzročil trajne poškodbe smol.
Na splošno je Fe v EDI vplivu med delovanjem nadzorovan, da je nižji od 0,01 mg / L.
7. Vpliv C02 na vpliv
HCO3, ki ga ustvarja CO2 v vhodni vodi, je šibek elektrolit, ki lahko zlahka prodre v plast ionske izmenjevalne smole in povzroči zmanjšanje kakovosti proizvedene vode.
Lahko se odstrani s stolpom za razplinjevanje pred vstopom v vodo.
8. Vpliv skupne vsebnosti anionov (TEA)
Visok TEA bo zmanjšal upornost vode, proizvedene EDI, ali povečal delovni tok EDI, medtem ko bo previsok delovni tok povečal sistemski tok, povečal koncentracijo preostalega klora v elektrodni vodi in škodoval življenjski dobi elektrodne membrane.
Poleg zgoraj navedenih osmih dejavnikov, ki vplivajo na delovanje sistema EDI, vplivajo tudi temperatura vstopne vode, pH vrednost, SiO2 in oksidi.
03 Značilnosti EDI
V zadnjih letih se tehnologija EDI pogosto uporablja v panogah z visokimi zahtevami glede kakovosti vode, kot so električna energija, kemična industrija in medicina.
Dolgoročne aplikativne raziskave na področju čiščenja vode kažejo, da ima tehnologija EDI obdelave naslednjih šest značilnosti:
1. Kakovost vode je visoka in proizvodnja vode je stabilna
EDI tehnologija združuje prednosti neprekinjenega razsoljevanja z elektrodializo in globokega razsoljevanja z ionsko izmenjavo. Stalne znanstvene raziskave in praksa so pokazale, da lahko uporaba EDI tehnologije za razsoljevanje učinkovito odstrani ione v vodi, čistost odpadne vode pa je visoka.
2. Nizki pogoji namestitve opreme in majhen odtis
V primerjavi z ionsko izmenjevalno posteljo je naprava EDI majhna in lahka in ni treba biti opremljena s kislinskimi in alkalnimi rezervoarji, kar lahko učinkovito prihrani prostor.
Ne samo to, naprava EDI je samostojna struktura, obdobje gradnje je kratko, delovna obremenitev namestitve na kraju samem pa majhna.
3. Enostavna zasnova, priročno upravljanje in vzdrževanje
EDI procesno napravo je mogoče izdelati modularno in jo je mogoče samodejno in neprekinjeno regenerirati brez velike in zapletene opreme za regeneracijo. Po začetku delovanja je enostaven za upravljanje in vzdrževanje.
4. Samodejni nadzor postopka čiščenja vode je preprost in priročen
EDI napravo je mogoče povezati s sistemom vzporedno z več moduli. Moduli so varni in stabilni v delovanju ter zanesljivi v kakovosti, zaradi česar je delovanje in upravljanje sistema enostavno za izvajanje programskega nadzora in enostavno upravljanje.
5. Brez odvajanja odpadne kisline in odpadnega luga, ki prispeva k varstvu okolja
EDI naprava ne potrebuje kemične regeneracije kislin in alkalnih kemikalij in v bistvu ni odvajanja kemičnih odpadkov.
6. Stopnja predelave vode je visoka, stopnja uporabe vode pri tehnologiji obdelave EDI pa je na splošno kar 90% ali več
Če povzamemo, ima EDI tehnologija velike prednosti v smislu kakovosti vode, stabilnosti delovanja, enostavnosti delovanja in vzdrževanja, varnosti in varstva okolja.
Vendar ima tudi določene pomanjkljivosti. EDI naprava ima višje zahteve glede kakovosti dovodne vode, njena enkratna naložba (stroški infrastrukture in opreme) pa je razmeroma visoka.
Opozoriti je treba, da čeprav so stroški infrastrukture in opreme za EDI nekoliko višji od stroškov postopka mešane postelje, ima tehnologija EDI še vedno določene prednosti po upoštevanju stroškov delovanja naprave.
Na primer, postaja za čisto vodo je primerjala naložbene in obratovalne stroške obeh procesov, naprava EDI pa lahko po enem letu normalnega delovanja izravna naložbeno razliko s postopkom mešane postelje.
04 Reverzna osmoza + EDI VS tradicionalna ionska izmenjava
1. Primerjava začetne projektne naložbe
Kar zadeva začetno investicijo projekta, v sistem za čiščenje vode z majhnim pretokom vode, ker postopek reverzne osmoze + EDI izniči ogromen sistem regeneracije, ki ga zahteva tradicionalni postopek ionske izmenjave, še posebej prekliče dva rezervoarja za shranjevanje kisline in dva alkalna rezervoarja. Tajvan ne le močno zmanjša stroške nabave opreme, temveč tudi prihrani približno 10% do 20% površine zemljišča, s čimer se zmanjšajo stroški gradbeništva in nakupa zemljišč za gradnjo tovarn.
Ker je višina tradicionalne opreme za ionsko izmenjavo na splošno nad 5 m, medtem ko je višina opreme za reverzno osmozo in EDI znotraj 2,5 m, se lahko višina delavnice za čiščenje vode zmanjša za 2-3 m, s čimer prihranimo še 10% -20% naložbe v gradnjo obrata.
Glede na stopnjo izkoristka reverzne osmoze in EDI se koncentrirana voda sekundarne reverzne osmoze in EDI v celoti predela, vendar je treba koncentrirano vodo primarne reverzne osmoze (približno 25%) izprazniti in ustrezno povečati izhod sistema predobdelave. Ko sistem sprejme tradicionalni postopek koagulacije, čiščenja in filtracije, se mora začetna naložba povečati za približno 20% v primerjavi s sistemom predobdelave procesa ionske izmenjave.
Celovit premislek, postopek reverzne osmoze + EDI je približno enakovreden tradicionalnemu postopku ionske izmenjave v smislu začetne naložbe v majhne sisteme za čiščenje vode.
2. Primerjava obratovalnih stroškov
Kot vsi vemo, so v smislu porabe reagentov obratovalni stroški postopka reverzne osmoze (vključno z doziranjem reverzne osmoze, kemičnim čiščenjem, čiščenjem odpadnih voda itd.) nižji kot pri tradicionalnem postopku ionske izmenjave (vključno z regeneracijo ionske izmenjevalne smole, čiščenjem odpadnih voda itd.).
Vendar pa bo v smislu porabe energije, zamenjave rezervnih delov itd. postopek reverzne osmoze in EDI veliko višji od tradicionalnega postopka ionske izmenjave.
Po statističnih podatkih so obratovalni stroški postopka reverzne osmoze in EDI nekoliko višji kot pri tradicionalnem postopku ionske izmenjave.
Celovito upoštevanje, skupni stroški delovanja in vzdrževanja postopka reverzne osmoze in EDI so 50% do 70% višji kot pri tradicionalnem postopku ionske izmenjave.
3. Reverzna osmoza + EDI ima močno prilagodljivost, visoko stopnjo avtomatizacije in malo onesnaževanja okolja
Postopek reverzne osmoze + EDI je zelo prilagodljiv slanosti surove vode. Postopek reverzne osmoze se lahko uporablja iz morske vode, somornice, rudniške drenažne vode, podzemne vode v rečno vodo, medtem ko ima ionska izmenjava vsebnost raztopljene trdne snovi več kot 500 mg v vhodni vodi / L je neekonomična.
Reverzna osmoza in EDI ne zahtevata kislinsko-bazične regeneracije, porabita veliko količino kislinsko-bazične in ne ustvarjata velike količine kislinsko-bazične odpadne vode. Dodati morajo le majhno količino kisline, alkalij, antiscalanta in redukcijskega sredstva.
Z vidika delovanja in vzdrževanja imata reverzna osmoza in EDI tudi prednosti visoke avtomatizacije in enostavnega nadzora programa.
4. Oprema za reverzno osmozo + EDI je draga in jo je težko popraviti, zato je težko obdelati koncentrirano slanico
Čeprav ima postopek reverzne osmoze in EDI številne prednosti, ko oprema ne uspe, še posebej, če sta membrana reverzne osmoze in membranski sklad EDI poškodovana, jo je mogoče zamenjati le z zaustavitvijo. V večini primerov ga mora zamenjati strokovno in tehnično osebje, čas zaustavitve pa se lahko podaljša.
Čeprav reverzna osmoza ne proizvaja velike količine kislinsko-bazične odpadne vode, je stopnja predelave primarne reverzne osmoze na splošno le 75% in proizvede se velika količina koncentrirane vode. Vsebnost soli v zgoščeni vodi bo veliko višja kot v surovi vodi. Ukrepi čiščenja, ko bodo izpuščeni, bodo onesnažili okolje.
Trenutno se v domačih elektrarnah večina koncentrirane slanice iz reverzne osmoze reciklira in uporablja za pranje premoga in vlaženje pepela; Nekatere univerze izvajajo raziskave o izhlapevanju in kristalizaciji koncentrirane slanice, vendar so stroški visoki in težki in še ni večjega vprašanja. obseg industrijskih aplikacij.
Stroški opreme za reverzno osmozo in EDI so razmeroma visoki, v nekaterih primerih pa so celo nižji od začetne naložbe tradicionalnega postopka ionske izmenjave.
V velikih sistemih za čiščenje vode (ko sistem proizvede veliko količino vode) je začetna naložba sistemov reverzne osmoze in EDI veliko višja kot pri tradicionalnih postopkih ionske izmenjave.
V majhnih sistemih za čiščenje vode je postopek reverzne osmoze in EDI približno enakovreden tradicionalnemu postopku ionske izmenjave v smislu začetne naložbe v majhne sisteme za čiščenje vode.
Če povzamemo, ko je izhod sistema za čiščenje vode majhen, lahko dajemo prednost reverzni osmozi in postopku obdelave EDI. Ta proces ima nizko začetno naložbo, visoko stopnjo avtomatizacije in nizko onesnaževanje okolja.
KLIKNITE OGLED