Februari 16 2023
Wat is beter, omgekeerde osmose + EDI of traditionele ionenuitwisseling?
De volledige Engelse naam van EDI is elektrode-ionisatie, ook wel elektrodeïonisatietechnologie of packed bed elektrodialyse genoemd
Elektrodeïonisatietechnologie combineert de twee technologieën van ionenuitwisseling en elektrodialyse. Het is een ontziltingstechnologie die is ontwikkeld op basis van elektrodialyse, en het is een waterbehandelingstechnologie die op grote schaal is gebruikt en betere resultaten heeft behaald na ionenuitwisselingsharsen.
Het maakt niet alleen gebruik van de voordelen van continue ontzilting door elektrodialysetechnologie, maar maakt ook gebruik van ionenuitwisselingstechnologie om het effect van diepe ontzilting te bereiken;
Het verbetert niet alleen het defect dat de stroomefficiëntie daalt wanneer het elektrodialyseproces wordt gebruikt om oplossingen met een lage concentratie te behandelen, verbetert de ionenoverdracht, maar zorgt er ook voor dat de ionenwisselaar kan worden geregenereerd, waardoor het gebruik van regeneratiemiddelen wordt vermeden en de secundaire die wordt gegenereerd tijdens het gebruik van zuur-base-regeneratiemiddelen wordt verminderd. Secundaire vervuiling, realiseer de continue werking van deïonisatie.
THet basisprincipe van EDI-deïonisatie omvat de volgende drie processen:
1. Elektrodialyse proces
Onder invloed van een extern elektrisch veld zal de elektrolyt in het water selectief door de ionenuitwisselingshars in het water migreren en met het geconcentreerde water worden afgevoerd, waardoor de ionen in het water worden verwijderd.
2. Het proces van de ionenuitwisseling
De onzuiverheidsionen in het water worden uitgewisseld door de ionenuitwisselingshars en de onzuiverheidsionen in het water worden gecombineerd om het effect te bereiken dat de ionen in het water effectief worden verwijderd.
3. Elektrochemisch regeneratieproces
De hars wordt elektrochemisch geregenereerd door gebruik te maken van de H+ en OH- gegenereerd door de polarisatie van het grensvlakwater van de ionenuitwisselingshars om de zelfregeneratie van de hars te realiseren.
02 Beïnvloedende factoren en controlemiddelen van EDI?
1. Invloed van de invloedrijke geleidbaarheid
Onder dezelfde bedrijfsstroom, naarmate de geleidbaarheid van het ruwe water toeneemt, neemt de verwijderingssnelheid van zwakke elektrolyten door EDI af en neemt ook de geleidbaarheid van het effluent toe.
Als de geleidbaarheid van het ruwe water laag is, is het gehalte aan ionen ook laag, en de lage concentratie van ionen maakt de elektromotorische krachtgradiënt die op het oppervlak van de hars en het membraan in de zoetwaterkamer wordt gevormd ook groot, wat resulteert in verbeterde waterdissociatie, een toename van de limietstroom en de gegenereerde H+ En de hoeveelheid OH- is meer, zodat het regeneratie-effect van de anion- en kationenuitwisselingshars die in de zoetwaterkamer is gevuld, goed is.
Daarom is het noodzakelijk om de geleidbaarheid van het influentwater te regelen, zodat de geleidbaarheid van het EDI-influentwater minder is dan 40us/cm, wat de gekwalificeerde geleidbaarheid van het effluentwater en de verwijdering van zwakke elektrolyten kan garanderen.
2. De invloed van werkspanning en stroom
Naarmate de werkstroom toeneemt, wordt de kwaliteit van het geproduceerde water steeds beter.
Als de stroom echter wordt verhoogd na het bereiken van het hoogste punt, vanwege de overmatige hoeveelheid H+- en OH-ionen die worden gegenereerd door waterionisatie, wordt een groot aantal overtollige ionen niet alleen gebruikt om de hars te regenereren, maar fungeert het ook als dragerionen voor geleiding, en tegelijkertijd vanwege de grote hoeveelheid dragerionenbewegingsproces Accumulatie en verstopping treden op in het medium, En er treedt zelfs terugdiffusie op, wat resulteert in een achteruitgang van de kwaliteit van het geproduceerde water.
Daarom moet de juiste werkspanning en stroom worden geselecteerd.
3. De invloed van de troebelheids- en vervuilingsindex (SDI)
Het waterproductiekanaal van de EDI-module is gevuld met ionenuitwisselingshars. Overmatige troebelheid en vervuilingsindex zullen het kanaal blokkeren, wat resulteert in een toename van het systeemdrukverschil en een afname van de waterproductie.
Daarom is een goede voorbehandeling vereist en voldoet RO-effluent over het algemeen aan de eisen van EDI-influent.
4. De invloed van hardheid
Als de resthardheid van het voedingswater in EDI te hoog is, zal dit vervuiling veroorzaken op het membraanoppervlak van het geconcentreerde waterkanaal, zal het debiet van het geconcentreerde water afnemen, zal de soortelijke weerstand van het geproduceerde water afnemen en zal de waterkwaliteit worden beïnvloed. In ernstige gevallen worden het geconcentreerde water en de polaire waterkanalen van de module geblokkeerd. Met als gevolg dat onderdelen worden vernietigd door interne verhitting.
Het kan worden gecombineerd met CO2-verwijdering om te verzachten en alkali toe te voegen aan RO-influentwater; wanneer het zoutgehalte van influent water hoog is, kan dit worden gecombineerd met ontzilting om het niveau van RO of nanofiltratie te verhogen om de impact van de hardheid aan te passen.
5. De impact van TOC (totale organische koolstof)
Als het gehalte aan organisch materiaal in het influentwater te hoog is, zal dit organische vervuiling van de hars en het selectief doorlaatbare membraan veroorzaken, wat zal leiden tot een toename van de bedrijfsspanning van het systeem en een afname van de kwaliteit van het geproduceerde water. Tegelijkertijd is het ook gemakkelijk om organisch colloïde in het geconcentreerde waterkanaal te vormen en het kanaal te blokkeren.
Daarom kan bij het omgaan ermee een niveau van R0 worden toegevoegd in combinatie met andere indexvereisten om aan de vereisten te voldoen.
6. De invloed van metaalionen zoals Fe en Mn
Metaalionen zoals Fe en Mn zullen "vergiftiging" van de hars veroorzaken, en de metaal"vergiftiging" van de hars zal een snelle verslechtering van de kwaliteit van het EDI-effluent veroorzaken, met name de snelle afname van de verwijderingssnelheid van silicium.
Bovendien zal het oxidatieve katalytische effect van metalen met variabele valentie op ionenuitwisselingsharsen permanente schade aan de harsen veroorzaken.
Over het algemeen wordt het Fe in het EDI-influent gecontroleerd om tijdens bedrijf lager te zijn dan 0,01 mg/L.
7. De invloed van C02 op het influent
De HCO3- gegenereerd door CO2 in het influentwater is een zwakke elektrolyt, die gemakkelijk de ionenuitwisselingsharslaag kan binnendringen en de kwaliteit van het geproduceerde water kan doen afnemen.
Het kan worden verwijderd door een ontgassingstoren voordat het water ingaat.
8. Effect van het totale anionengehalte (TEA)
Een hoge TEA zal de soortelijke weerstand van het door EDI geproduceerde water verminderen, of de EDI-bedrijfsstroom verhogen, terwijl een te hoge bedrijfsstroom de systeemstroom zal verhogen, de concentratie van restchloor in het elektrodewater zal verhogen en schadelijk zal zijn voor de levensduur van het elektrodemembraan.
Naast de bovenstaande acht beïnvloedende factoren hebben ook de temperatuur van het inlaatwater, de pH-waarde, SiO2 en oxiden invloed op de werking van het EDI-systeem.
03 Kenmerken van EDI
In de afgelopen jaren is EDI-technologie op grote schaal gebruikt in industrieën met hoge waterkwaliteitseisen, zoals elektriciteit, chemische industrie en geneeskunde.
Langlopend toepassingsonderzoek op het gebied van waterbehandeling toont aan dat EDI-behandelingstechnologie de volgende zes kenmerken heeft:
1. De waterkwaliteit is hoog en de waterafgifte is stabiel
EDI-technologie combineert de voordelen van continue ontzilting door elektrodialyse en diepe ontzilting door ionenuitwisseling. Continu wetenschappelijk onderzoek en praktijk hebben aangetoond dat het gebruik van EDI-technologie voor ontzilting ionen in water effectief kan verwijderen en dat de zuiverheid van afvalwater hoog is.
2. Lage installatievoorwaarden voor apparatuur en kleine voetafdruk
Vergeleken met het ionenuitwisselingsbed is het EDI-apparaat klein van formaat en licht in gewicht, en hoeft het niet te worden uitgerust met zuur- en alkaliopslagtanks, wat effectief ruimte kan besparen.
Niet alleen dat, het EDI-apparaat is een op zichzelf staande structuur, de bouwperiode is kort en de installatiewerklast ter plaatse is klein.
3. Eenvoudig ontwerp, geschikte verrichting en onderhoud
Het EDI-verwerkingsapparaat kan op een modulaire manier worden geproduceerd en kan automatisch en continu worden geregenereerd zonder grote en gecompliceerde regeneratieapparatuur. Na ingebruikname is het eenvoudig te bedienen en te onderhouden.
4. De automatische controle van het waterzuiveringsproces is eenvoudig en handig
Het EDI-apparaat kan parallel met meerdere modules op het systeem worden aangesloten. De modules zijn veilig en stabiel in gebruik en betrouwbaar in kwaliteit, waardoor de bediening en het beheer van het systeem eenvoudig te realiseren programmabesturing en eenvoudig te bedienen zijn.
5. Geen lozing van afvalzuur en afvalloog, wat bevorderlijk is voor de bescherming van het milieu
Het EDI-apparaat heeft geen chemische regeneratie met zuur en alkali nodig en er is in principe geen lozing van chemisch afval.
6. Het waterterugwinningspercentage is hoog en het watergebruikspercentage van EDI-behandelingstechnologie is over het algemeen zo hoog als 90% of meer
Kortom, EDI-technologie heeft grote voordelen op het gebied van waterkwaliteit, bedrijfsstabiliteit, bedienings- en onderhoudsgemak, veiligheid en milieubescherming.
Maar het heeft ook bepaalde tekortkomingen. Het EDI-apparaat stelt hogere eisen aan de kwaliteit van het influentwater en de eenmalige investering (infrastructuur- en apparatuurkosten) is relatief hoog.
Opgemerkt moet worden dat, hoewel de kosten van infrastructuur en apparatuur voor EDI iets hoger zijn dan die van het mengbedproces, EDI-technologie nog steeds bepaalde voordelen heeft na het overwegen van de kosten van de werking van het apparaat.
Een zuiver waterstation vergeleek bijvoorbeeld de investerings- en exploitatiekosten van de twee processen, en het EDI-apparaat kan het investeringsverschil met het mengbedproces compenseren na een jaar normaal gebruik.
04 Omgekeerde osmose + EDI versus traditionele ionenuitwisseling
1. Vergelijking van de initiële projectinvestering
In termen van de initiële investering van het project, in het waterbehandelingssysteem met een klein waterdebiet, omdat het omgekeerde osmose + EDI-proces het enorme regeneratiesysteem annuleert dat nodig is voor het traditionele ionenuitwisselingsproces, annuleert vooral twee zure opslagtanks en twee alkali-opslagtanks. Taiwan verlaagt niet alleen de kosten van de aanschaf van apparatuur aanzienlijk, maar bespaart ook ongeveer 10% tot 20% van het landoppervlak, waardoor de kosten van civiele techniek en grondverwerving voor de bouw van fabrieken worden verlaagd.
Aangezien de hoogte van traditionele ionenuitwisselingsapparatuur over het algemeen meer dan 5 m is, terwijl de hoogte van omgekeerde osmose- en EDI-apparatuur binnen 2,5 m ligt, kan de hoogte van de waterbehandelingswerkplaats met 2-3 m worden verminderd, waardoor nog eens 10%-20% van de civiele bouwinvestering van de fabriek wordt bespaard.
Rekening houdend met het herstelpercentage van omgekeerde osmose en EDI, wordt het geconcentreerde water van de secundaire omgekeerde osmose en EDI volledig teruggewonnen, maar het geconcentreerde water van de primaire omgekeerde osmose (ongeveer 25%) moet worden geloosd en de output van het voorbehandelingssysteem moet dienovereenkomstig worden verhoogd. Wanneer het systeem het traditionele coagulatie-, klarings- en filtratieproces toepast, moet de initiële investering met ongeveer 20% toenemen in vergelijking met het voorbehandelingssysteem van het ionenuitwisselingsproces.
Het omgekeerde osmose + EDI-proces is ongeveer gelijk aan het traditionele ionenuitwisselingsproces in termen van initiële investering in kleine waterbehandelingssystemen.
2. Vergelijking van de exploitatiekosten
Zoals we allemaal weten, zijn de bedrijfskosten van het omgekeerde osmoseproces (inclusief omgekeerde osmosedosering, chemische reiniging, afvalwaterzuivering, enz.) in termen van reagensverbruik lager dan die van het traditionele ionenuitwisselingsproces (inclusief ionenuitwisselingsharsregeneratie, afvalwaterzuivering, enz.).
In termen van stroomverbruik, vervanging van reserveonderdelen, enz. zal het omgekeerde osmose plus EDI-proces echter veel hoger zijn dan het traditionele ionenuitwisselingsproces.
Volgens de statistieken zijn de bedrijfskosten van het omgekeerde osmose plus EDI-proces iets hoger dan die van het traditionele ionenuitwisselingsproces.
Al met al zijn de totale exploitatie- en onderhoudskosten van het omgekeerde osmose plus EDI-proces 50% tot 70% hoger dan die van het traditionele ionenuitwisselingsproces.
3. Omgekeerde osmose + EDI heeft een sterk aanpassingsvermogen, een hoge mate van automatisering en weinig milieuvervuiling
Het proces omgekeerde osmose + EDI is in hoge mate aanpasbaar aan het zoutgehalte van het ruwe water. Het omgekeerde osmoseproces kan worden gebruikt van zeewater, brak water, mijndrainagewater, grondwater tot rivierwater, terwijl het ionenuitwisselingsproces een opgelost vast gehalte heeft van meer dan 500 mg in het inkomende water /L is oneconomisch.
Omgekeerde osmose en EDI vereisen geen zuur-base-regeneratie, verbruiken een grote hoeveelheid zuur-base afvalwater en genereren geen grote hoeveelheid zuur-base afvalwater. Ze hoeven slechts een kleine hoeveelheid zuur, alkali, antiscalant en reductiemiddel toe te voegen.
Op het gebied van bediening en onderhoud hebben omgekeerde osmose en EDI ook de voordelen van een hoge mate van automatisering en eenvoudige programmabesturing.
4. Omgekeerde osmose + EDI-apparatuur is duur en moeilijk te repareren, en het is moeilijk om geconcentreerde pekel te behandelen
Hoewel het omgekeerde osmose plus EDI-proces veel voordelen heeft, kan het alleen worden vervangen wanneer de apparatuur uitvalt, vooral wanneer het omgekeerde osmosemembraan en de EDI-membraanstapel beschadigd zijn. In de meeste gevallen is professioneel en technisch personeel nodig om het te vervangen en kan de uitschakeltijd langer zijn.
Hoewel omgekeerde osmose geen grote hoeveelheid zuur-base afvalwater produceert, is het terugwinningspercentage van primaire omgekeerde osmose over het algemeen slechts 75% en zal er een grote hoeveelheid geconcentreerd water worden geproduceerd. Het zoutgehalte van het geconcentreerde water zal veel hoger zijn dan dat van het ruwe water. Behandelingsmaatregelen zullen, eenmaal geloosd, het milieu vervuilen.
Op dit moment wordt in huishoudelijke elektriciteitscentrales het grootste deel van de geconcentreerde pekel van omgekeerde osmose gerecycled en gebruikt voor het wassen van kolen en asbevochtiging; Sommige universiteiten doen onderzoek naar de verdamping en kristallisatie van geconcentreerde pekel, maar de kosten zijn hoog en moeilijk, en er is nog geen groot probleem. scala aan industriële toepassingen.
De kosten van omgekeerde osmose- en EDI-apparatuur zijn relatief hoog, maar in sommige gevallen zelfs lager dan de initiële investering van het traditionele ionenuitwisselingsproces.
In grootschalige waterbehandelingssystemen (wanneer het systeem een grote hoeveelheid water produceert) is de initiële investering van omgekeerde osmose- en EDI-systemen veel hoger dan die van traditionele ionenuitwisselingsprocessen.
In kleine waterbehandelingssystemen is het omgekeerde osmose plus EDI-proces ongeveer gelijk aan het traditionele ionenuitwisselingsproces in termen van initiële investering in kleine waterbehandelingssystemen.
Kortom, wanneer het vermogen van het waterbehandelingssysteem klein is, kan het proces van omgekeerde osmose plus EDI-behandeling voorrang krijgen. Dit proces heeft een lage initiële investering, een hoge mate van automatisering en een lage milieuvervuiling.
KLIK OP WEERGAVE