16 februarie 2023
Care este mai bun, osmoza inversă + EDI sau schimbul de ioni tradițional?
Denumirea completă în limba engleză a EDI este ionizarea electrodului, cunoscută și sub numele de tehnologie de electrodeionizare sau electrodializă cu pat împachetat
Tehnologia de electrodeionizare combină cele două tehnologii de schimb de ioni și electrodializă. Este o tehnologie de desalinizare dezvoltată pe baza electrodializei și este o tehnologie de tratare a apei care a fost utilizată pe scară largă și a obținut rezultate mai bune după rășini schimbătoare de ioni.
Nu numai că profită de avantajele desalinizării continue prin tehnologia de electrodializă, dar folosește și tehnologia schimbului de ioni pentru a obține efectul desalinizării profunde;
Nu numai că îmbunătățește defectul pe care eficiența curentului scade atunci când procesul de electrodializă este utilizat pentru a trata soluții cu concentrație scăzută, îmbunătățește transferul de ioni, dar permite și regenerarea schimbătorului de ioni, evitând utilizarea regeneranților și reducând secundarul generat în timpul utilizării regeneranților acido-bazici. Poluarea secundară, realizați funcționarea continuă a deionizării.
TPrincipiul de bază al deionizării EDI include următoarele trei procese:
1. Procesul de electrodializă
Sub acțiunea unui câmp electric extern, electrolitul din apă va migra selectiv prin rășina schimbătoare de ioni din apă și va fi descărcat cu apa concentrată, eliminând astfel ionii din apă.
2. Procesul de schimb de ioni
Ionii de impuritate din apă sunt schimbați de rășina schimbătoare de ioni, iar ionii de impuritate din apă sunt combinați pentru a obține efectul de eliminare eficientă a ionilor din apă.
3. Procesul de regenerare electrochimică
Rășina este regenerată electrochimic prin utilizarea H+ și OH- generate de polarizarea apei interfaciale a rășinii schimbătoare de ioni pentru a realiza autoregenerarea rășinii.
02 Factorii de influență și mijloacele de control ale EDI?
1. Influența conductivității influentului
Sub același curent de funcționare, pe măsură ce conductivitatea apei brute crește, rata de eliminare a electroliților slabi de către EDI scade, iar conductivitatea efluentului crește și ea.
Dacă conductivitatea apei brute este scăzută, conținutul de ioni este, de asemenea, scăzut, iar concentrația scăzută de ioni face ca gradientul de forță electromotrică format pe suprafața rășinii și membranei din camera de apă dulce să fie de asemenea mare, rezultând o disociere sporită a apei, o creștere a curentului limită și H+ generat Și cantitatea de OH- este mai mare, astfel încât efectul de regenerare al rășinii schimbătoare de anioni și cationi umplute în camera de apă dulce este bun.
Prin urmare, este necesar să se controleze conductivitatea apei influente, astfel încât conductivitatea apei influente EDI să fie mai mică de 40us/cm, ceea ce poate asigura conductivitatea calificată a apei efluente și eliminarea electroliților slabi.
2. Influența tensiunii și curentului de lucru
Pe măsură ce curentul de lucru crește, calitatea apei produse continuă să se îmbunătățească.
Cu toate acestea, dacă curentul este crescut după atingerea punctului cel mai înalt, din cauza cantității excesive de ioni H+ și OH- generați de ionizarea apei, pe lângă faptul că sunt utilizați pentru regenerarea rășinii, un număr mare de ioni în surplus acționează ca ioni purtători pentru conducere și, în același timp, datorită cantității mari de proces de mișcare a ionilor purtători Acumularea și înfundarea apar în mediu, și chiar are loc difuzia înapoi, ceea ce duce la o scădere a calității apei produse.
Prin urmare, trebuie selectate tensiunea și curentul de lucru adecvat.
3. Influența indicelui de turbiditate și poluare (DSI)
Canalul de producere a apei al modulului EDI este umplut cu rășină schimbătoare de ioni. Turbiditatea excesivă și indicele de poluare vor bloca canalul, ceea ce va duce la o creștere a diferenței de presiune a sistemului și la o scădere a producției de apă.
Prin urmare, este necesară o pretratare adecvată, iar efluentul RO îndeplinește în general cerințele influentului EDI.
4. Influența durității
Dacă duritatea reziduală a apei de alimentare în EDI este prea mare, va provoca murdărire pe suprafața membranei canalului de apă concentrată, debitul apei concentrate va scădea, rezistivitatea apei produse va scădea, iar calitatea apei va fi afectată. În cazuri severe, canalele de apă concentrată și de apă polară ale modulului vor fi blocate. Rezultând distrugerea componentelor din cauza încălzirii interne.
Poate fi combinat cu eliminarea CO2 pentru a înmuia și adăuga alcali la apa cu influență RO; atunci când conținutul de sare al apei influente este ridicat, acesta poate fi combinat cu desalinizarea pentru a crește nivelul de RO sau nanofiltrare pentru a regla impactul durității.
5. Impactul COT (carbonul organic total)
Dacă conținutul de materie organică din apa influentă este prea mare, va provoca poluarea organică a rășinii și a membranei selectiv permeabile, ceea ce va duce la o creștere a tensiunii de funcționare a sistemului și la o scădere a calității apei produse. În același timp, este, de asemenea, ușor să formați coloid organic în canalul de apă concentrat și să blocați canalul.
Prin urmare, atunci când aveți de-a face cu el, un nivel de R0 poate fi adăugat în combinație cu alte cerințe de indice pentru a îndeplini cerințele.
6. Influența ionilor metalici precum Fe și Mn
Ionii metalici, cum ar fi Fe și Mn, vor provoca "otrăvirea" rășinii, iar "otrăvirea" metalică a rășinii va provoca deteriorarea rapidă a calității efluentului EDI, în special scăderea rapidă a ratei de îndepărtare a siliciului.
În plus, efectul catalitic oxidativ al metalelor de valență variabilă asupra rășinilor schimbătoare de ioni va provoca daune permanente rășinilor.
În general, Fe din influentul EDI este controlat ca fiind mai mic de 0,01 mg/L în timpul funcționării.
7. Influența C02 asupra influentului
HCO3- generat de CO2 în apa influentă este un electrolit slab, care poate pătrunde cu ușurință în stratul de rășină schimbătoare de ioni și poate provoca scăderea calității apei produse.
Poate fi îndepărtat prin turn de degazare înainte de a intra în apă.
8. Efectul conținutului total de anioni (TEA)
Un TEA ridicat va reduce rezistivitatea apei produse EDI sau va crește curentul de funcționare EDI, în timp ce un curent de funcționare excesiv de mare va crește curentul sistemului, va crește concentrația de clor rezidual în apa electrodului și va fi în detrimentul duratei de viață a membranei electrodului.
Pe lângă cei opt factori de influență de mai sus, temperatura apei de intrare, valoarea pH-ului, SiO2 și oxizii au, de asemenea, un impact asupra funcționării sistemului EDI.
03 Caracteristicile EDI
În ultimii ani, tehnologia EDI a fost utilizată pe scară largă în industriile cu cerințe ridicate de calitate a apei, cum ar fi energia electrică, industria chimică și medicina.
Cercetările pe termen lung în domeniul tratării apei arată că tehnologia de tratare EDI are următoarele șase caracteristici:
1. Calitatea apei este ridicată și ieșirea de apă este stabilă
Tehnologia EDI combină avantajele desalinizării continue prin electrodializă și desalinizării profunde prin schimb ionic. Cercetările și practicile științifice continue au arătat că utilizarea tehnologiei EDI pentru desalinizare poate elimina eficient ionii din apă, iar puritatea apei efluente este ridicată.
2. Condiții reduse de instalare a echipamentelor și amprentă redusă
În comparație cu patul de schimb de ioni, dispozitivul EDI este de dimensiuni mici și ușor și nu trebuie să fie echipat cu rezervoare de stocare a acidului și alcalinilor, ceea ce poate economisi spațiu în mod eficient.
Nu numai atât, dispozitivul EDI este o structură autonomă, perioada de construcție este scurtă, iar volumul de lucru de instalare la fața locului este mic.
3. Design simplu, operare și întreținere convenabile
Dispozitivul de procesare EDI poate fi produs într-o manieră modulară și poate fi regenerat automat și continuu fără echipamente de regenerare mari și complicate. După ce a fost pus în funcțiune, este ușor de operat și întreținut.
4. Controlul automat al procesului de purificare a apei este simplu și convenabil
Dispozitivul EDI poate fi conectat la sistem în paralel cu mai multe module. Modulele sunt sigure și stabile în funcționare și fiabile în calitate, făcând funcționarea și gestionarea sistemului ușor de realizat controlul programului și ușor de operat.
5. Fără deversare de deșeuri de acid și de leșie reziduală, care favorizează protecția mediului
Dispozitivul EDI nu are nevoie de regenerare chimică acidă și alcalină și practic nu există deversări chimice de deșeuri.
6. Rata de recuperare a apei este ridicată, iar rata de utilizare a apei a tehnologiei de tratare EDI este, în general, de până la 90% sau mai mult
În concluzie, tehnologia EDI are mari avantaje în ceea ce privește calitatea apei, stabilitatea funcționării, ușurința de operare și întreținere, siguranța și protecția mediului.
Dar are și anumite neajunsuri. Dispozitivul EDI are cerințe mai mari privind calitatea apei influente, iar investiția sa unică (costuri de infrastructură și echipamente) este relativ mare.
Trebuie remarcat faptul că, deși costul infrastructurii și echipamentelor pentru EDI este puțin mai mare decât cel al procesului cu pat mixt, tehnologia EDI are totuși anumite avantaje după luarea în considerare a costului de funcționare a dispozitivului.
De exemplu, o stație de apă pură a comparat costurile de investiție și de operare ale celor două procese, iar dispozitivul EDI poate compensa diferența de investiție cu procesul cu pat mixt după un an de funcționare normală.
04 Osmoză inversă + EDI VS schimb de ioni tradițional
1. Compararea investițiilor inițiale în proiecte
În ceea ce privește investiția inițială a proiectului, în sistemul de tratare a apei cu un debit mic de apă, deoarece procesul de osmoză inversă + EDI anulează sistemul uriaș de regenerare cerut de procesul tradițional de schimb de ioni, anulează în special două rezervoare de stocare a acidului și două rezervoare de stocare a alcalinilor. Taiwanul nu numai că reduce foarte mult costul de achiziție a echipamentelor, dar economisește și aproximativ 10% până la 20% din suprafața terenului, reducând astfel costul ingineriei civile și al achiziției de terenuri pentru construcția fabricilor.
Deoarece înălțimea echipamentelor tradiționale de schimb de ioni este în general peste 5 m, în timp ce înălțimea echipamentelor de osmoză inversă și EDI este de 2,5 m, înălțimea atelierului de tratare a apei poate fi redusă cu 2-3 m, economisind astfel încă 10%-20% din investiția în construcții civile a fabricii.
Având în vedere rata de recuperare a osmozei inverse și a EDI, apa concentrată a osmozei inverse secundare și EDI este complet recuperată, dar apa concentrată a osmozei inverse primare (aproximativ 25%) trebuie evacuată, iar producția sistemului de pretratare trebuie crescută în consecință. Atunci când sistemul adoptă procesul tradițional de coagulare, clarificare și filtrare, investiția inițială trebuie să crească cu aproximativ 20% în comparație cu sistemul de pretratare al procesului de schimb de ioni.
Din punct de vedere cuprinzător, procesul de osmoză inversă + EDI este aproximativ echivalent cu procesul tradițional de schimb de ioni în ceea ce privește investiția inițială în sisteme mici de tratare a apei.
2. Compararea costurilor de exploatare
După cum știm cu toții, în ceea ce privește consumul de reactivi, costul de operare al procesului de osmoză inversă (inclusiv dozarea osmozei inverse, curățarea chimică, tratarea apelor uzate etc.) este mai mic decât cel al procesului tradițional de schimb de ioni (inclusiv regenerarea rășinii schimbătoare de ioni, tratarea apelor uzate etc.).
Cu toate acestea, în ceea ce privește consumul de energie, înlocuirea pieselor de schimb etc., procesul de osmoză inversă plus EDI va fi mult mai mare decât procesul tradițional de schimb de ioni.
Conform statisticilor, costul de operare al procesului de osmoză inversă plus EDI este puțin mai mare decât cel al procesului tradițional de schimb de ioni.
Costul total de operare și întreținere al procesului de osmoză inversă plus EDI este cu 50% până la 70% mai mare decât cel al procesului tradițional de schimb de ioni.
3. Osmoza inversă + EDI are o adaptabilitate puternică, un grad ridicat de automatizare și puțină poluare a mediului
Procesul de osmoză inversă + EDI este foarte adaptabil la salinitatea apei brute. Procesul de osmoză inversă poate fi utilizat din apă de mare, apă salmastră, apă de drenaj de mină, apă subterană în apă de râu, în timp ce procesul de schimb de ioni are un conținut solid dizolvat de peste 500 mg în apa de intrare / L este neeconomic.
Osmoza inversă și EDI nu necesită regenerare acido-bazică, consumă o cantitate mare de acido-bază și nu generează o cantitate mare de ape uzate acido-bazice. Trebuie doar să adauge o cantitate mică de acid, alcalin, antitartraj și agent reducător.
În ceea ce privește funcționarea și întreținerea, osmoza inversă și EDI au, de asemenea, avantajele automatizării ridicate și controlului ușor al programului.
4. Echipamentele de osmoză inversă + EDI sunt scumpe și dificil de reparat și este dificil de tratat saramura concentrată
Deși procesul de osmoză inversă plus EDI are multe avantaje, atunci când echipamentul se defectează, mai ales atunci când membrana de osmoză inversă și stiva membranei EDI sunt deteriorate, acesta poate fi înlocuit doar prin oprire. În cele mai multe cazuri, personalul profesionist și tehnic este necesar pentru a-l înlocui, iar timpul de oprire poate fi mai lung.
Deși osmoza inversă nu produce o cantitate mare de ape uzate acido-bazice, rata de recuperare a osmozei inverse primare este în general de numai 75% și se va produce o cantitate mare de apă concentrată. Conținutul de sare al apei concentrate va fi mult mai mare decât cel al apei brute. Măsurile de tratare, odată evacuate, vor polua mediul.
În prezent, în centralele electrice casnice, cea mai mare parte a saramurii concentrate din osmoza inversă este reciclată și utilizată pentru spălarea cărbunelui și umidificarea cenușii; Unele universități efectuează cercetări privind evaporarea și cristalizarea saramurii concentrate, dar costul este ridicat și dificil și nu există încă o problemă majoră. gama de aplicații industriale.
Costul echipamentelor de osmoză inversă și EDI este relativ ridicat, dar în unele cazuri este chiar mai mic decât investiția inițială a procesului tradițional de schimb de ioni.
În sistemele de tratare a apei la scară largă (când sistemul produce o cantitate mare de apă), investiția inițială a sistemelor de osmoză inversă și EDI este mult mai mare decât cea a proceselor tradiționale de schimb de ioni.
În sistemele mici de tratare a apei, procesul de osmoză inversă plus EDI este aproximativ echivalent cu procesul tradițional de schimb de ioni în ceea ce privește investiția inițială în sisteme mici de tratare a apei.
În concluzie, atunci când puterea sistemului de tratare a apei este mică, se poate acorda prioritate procesului de tratare prin osmoză inversă plus EDI. Acest proces are o investiție inițială scăzută, un grad ridicat de automatizare și o poluare scăzută a mediului.
FACEȚI CLIC PE VIZUALIZARE