Februari 16 2023
Wat is beter, omgekeerde osmose + EDI of traditionele ionenuitwisseling?
De volledige Engelse naam van EDI is elektrode-ionisatie, ook bekend als elektrode-ionisatietechnologie of elektrodialyse met ingepakt bed
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 veel wordt gebruikt en betere resultaten oplevert 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 huidige efficiëntie daalt wanneer het elektrodialyseproces wordt gebruikt om oplossingen met een lage concentratie te behandelen, verbetert de ionenoverdracht, maar maakt het ook mogelijk om de ionenwisselaar te regenereren, waardoor het gebruik van regeneratiemiddelen wordt vermeden en de secundaire wordt verminderd die wordt gegenereerd tijdens het gebruik van zuur-base regeneratiemiddelen. 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 migreren door de ionenuitwisselingshars in het water en worden afgevoerd met het geconcentreerde water, waardoor de ionen in het water worden verwijderd.
2. Ionenuitwisselingsproces
De onzuivere ionen in het water worden uitgewisseld door de ionenwisselaarhars en de onzuivere ionen 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- die worden 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 influente geleidbaarheid
Onder dezelfde bedrijfsstroom, naarmate de geleidbaarheid van het onbehandelde 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 onbehandelde water laag is, is het gehalte aan ionen ook laag, en de lage concentratie 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 een verbeterde waterdissociatie, een toename van de limietstroom en de gegenereerde H+ En de hoeveelheid OH- is meer, Zodat het regeneratieve 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 dan 40us/cm is, 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, blijft de kwaliteit van het geproduceerde water verbeteren.
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 draagionen voor geleiding, en tegelijkertijd vanwege de grote hoeveelheid draagionenbewegingsproces Accumulatie en verstopping treden op in het medium, En zelfs terugdiffusie treedt op, wat resulteert in een afname 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 ionenwisselaarhars. Overmatige troebelheid en vervuilingsindex zullen het kanaal blokkeren, wat resulteert in een toename van het drukverschil in het systeem en een afname van de waterproductie.
Daarom is een goede voorbehandeling vereist en voldoet RO-effluent over het algemeen aan de vereisten 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 aangetast. In ernstige gevallen worden de geconcentreerde water- en polaire waterkanalen van de module geblokkeerd. Dit resulteert in vernietiging van componenten als gevolg van interne verhitting.
Het kan worden gecombineerd met CO2-verwijdering om te verzachten en alkali toe te voegen aan RO-influent water; wanneer het zoutgehalte van influent water hoog is, kan dit worden gecombineerd met ontzilting om het niveau van RO te verhogen of nanofiltratie om de impact van hardheid aan te passen.
5. De impact van TOC (totale organische koolstof)
Als het gehalte aan organisch materiaal in het influente water te hoog is, veroorzaakt dit organische vervuiling van de hars en het selectief doorlatende membraan, 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 te vormen in het geconcentreerde waterkanaal en het kanaal te blokkeren.
Daarom kan bij de behandeling ervan één 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 "vergiftiging" van het metaal van de hars zal de 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 de Fe in het EDI-influent tijdens bedrijf lager dan 0,01 mg/L geregeld.
7. De invloed van C02 op het influent
De HCO3- die wordt gegenereerd door CO2 in het influente water 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 de ontgassingstoren voordat het water in gaat.
8. Effect van het totale aniongehalte (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 verhoogt, de concentratie van restchloor in het elektrodewater verhoogt en schadelijk is 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.
Langdurig toepassingsonderzoek op het gebied van waterbehandeling laat zien dat EDI-zuiveringstechnologie de volgende zes kenmerken heeft:
1. De waterkwaliteit is hoog en de wateropbrengst is stabiel
EDI-technologie combineert de voordelen van continue ontzilting door elektrodialyse en diepe ontzilting door ionenuitwisseling. Continu wetenschappelijk onderzoek en de praktijk hebben aangetoond dat het gebruik van EDI-technologie voor ontzilting opnieuw ionen in water effectief kan verwijderen en dat de zuiverheid van effluentwater hoog is.
2. Lage installatievoorwaarden voor apparatuur en kleine voetafdruk
Vergeleken met het ionenuitwisselingsbed is het EDI-apparaat klein van formaat en licht van gewicht en hoeft het niet te worden uitgerust met opslagtanks voor zuur en alkali, wat effectief ruimte kan besparen.
Niet alleen dat, het EDI-apparaat is een op zichzelf staande structuur, de bouwtijd is kort en de installatiewerklast ter plaatse is klein.
3. Eenvoudig ontwerp, gemakkelijke bediening 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 met meerdere modules parallel op het systeem worden aangesloten. De modules zijn veilig en stabiel in gebruik en betrouwbaar in kwaliteit, waardoor de werking 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 zure en alkalische chemische regeneratie nodig en er is in principe geen lozing van chemisch afval.
6. Het waterterugwinningspercentage is hoog en het watergebruik 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 (kosten voor infrastructuur en apparatuur) 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 rekening te houden met de kosten van de werking van het apparaat.
Een zuiver waterstation vergeleek bijvoorbeeld de investerings- en bedrijfskosten van de twee processen, en het EDI-apparaat kan het investeringsverschil met het mengbedproces na een jaar normaal gebruik compenseren.
04 Omgekeerde osmose + EDI versus traditionele ionenuitwisseling
1. Vergelijking van de initiële projectinvestering
In termen van de initiële investering van het project, in het waterzuiveringssysteem met een klein waterdebiet, omdat het omgekeerde osmose + EDI-proces het enorme regeneratiesysteem annuleert dat nodig is voor het traditionele ionenuitwisselingsproces, met name twee zuuropslagtanks en twee alkaliopslagtanks. 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 terugwinningspercentage 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.
Al met al is het omgekeerde osmose + EDI-proces 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 dosering van omgekeerde osmose, chemische reiniging, afvalwaterzuivering, enz.) lager dan die van het traditionele ionenuitwisselingsproces (inclusief regeneratie van ionenuitwisselingshars, 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 omgekeerde osmose + EDI-proces is in hoge mate aanpasbaar aan het zoutgehalte van het onbehandelde water. Het omgekeerde osmoseproces kan worden gebruikt van zeewater, brak water, mijndrainagewater, grondwater tot rivierwater, terwijl het ionenuitwisselingsproces een opgelost vast gehalte van meer dan 500 mg in het inkomende water heeft / L is oneconomisch.
Omgekeerde osmose en EDI vereisen geen zuur-base regeneratie, verbruiken een grote hoeveelheid zuur-base 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 hoge 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 falen van de apparatuur, vooral wanneer het omgekeerde osmosemembraan en de EDI-membraanstapel beschadigd zijn, alleen worden vervangen door uitschakeling. 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 onbehandelde water. Behandelingsmaatregelen zullen, eenmaal geloosd, het milieu vervuilen.
Op dit moment wordt in huishoudelijke energiecentrales het grootste deel van de geconcentreerde pekel van omgekeerde osmose gerecycled en gebruikt voor het wassen van kolen en het bevochtigen van as; 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 investeringen in kleine waterbehandelingssystemen.
Kortom, wanneer de output van het waterbehandelingssysteem klein is, kan het proces van omgekeerde osmose plus EDI-behandeling prioriteit krijgen. Dit proces heeft een lage initiële investering, een hoge mate van automatisering en een lage milieuvervuiling.
KLIK OP BEKIJKEN