16 helmikuu 2023
Kumpi on parempi, käänteisosmoosi + EDI vai perinteinen ioninvaihto?
EDI:n täydellinen englanninkielinen nimi on elektrodiionisaatio, joka tunnetaan myös nimellä elektrodeionisaatiotekniikka tai pakattu petielektrodialyysi
Elektrodeionisaatiotekniikassa yhdistyvät ioninvaihdon ja elektrodialyysin kaksi tekniikkaa. Se on elektrodialyysin pohjalta kehitetty suolanpoistotekniikka, ja se on vedenkäsittelytekniikka, jota on käytetty laajalti ja jolla on saavutettu parempia tuloksia ioninvaihtohartsien jälkeen.
Se ei ainoastaan hyödynnä jatkuvan suolanpoiston etuja elektrodialyysitekniikalla, vaan käyttää myös ioninvaihtotekniikkaa syväsuolanpoiston vaikutuksen saavuttamiseksi;
Se ei ainoastaan paranna vikaa, että virran hyötysuhde laskee, kun elektrodialyysiprosessia käytetään matalan pitoisuuden liuosten käsittelyyn, tehostaa ioninsiirtoa, vaan mahdollistaa myös ioninvaihtimen regeneroinnin, jolloin vältetään regeneranttien käyttö ja vähennetään happo-emäsregeneranttien käytön aikana syntyvää sekundaarista määrää. Toissijainen pilaantuminen, toteuttaa jatkuva deionisaatio.
TEDI-deionisoinnin perusperiaate sisältää seuraavat kolme prosessia:
1. Elektrodialyysiprosessi
Ulkoisen sähkökentän vaikutuksesta vedessä oleva elektrolyytti kulkeutuu selektiivisesti vedessä olevan ioninvaihtohartsin läpi ja poistuu väkevän veden mukana, jolloin vedessä olevat ionit poistuvat.
2. Ioninvaihtoprosessi
Vedessä olevat epäpuhtaudet -ionit vaihdetaan ioninvaihtohartsilla, ja vedessä olevat epäpuhtaus-ionit yhdistetään ionien tehokkaan poistamisen aikaansaamiseksi vedestä.
3. Sähkökemiallinen regenerointiprosessi
Hartsi regeneroidaan sähkökemiallisesti käyttämällä H+- ja OH-, jotka syntyvät ioninvaihtohartsin rajapintaveden polarisaatiosta hartsin itseregeneroitumisen toteuttamiseksi.
02 EDI:n vaikuttavat tekijät ja ohjauskeinot?
1. Virtauksen johtavuuden vaikutus
Samalla käyttövirralla, kun raakaveden johtavuus kasvaa, heikkojen elektrolyyttien poistonopeus EDI:llä pienenee ja myös jäteveden johtavuus kasvaa.
Jos raakaveden johtavuus on alhainen, myös ionipitoisuus on alhainen, ja ionien alhainen pitoisuus tekee makean veden kammiossa hartsin ja kalvon pinnalle muodostuneesta sähkömotorisesta voimagradientista myös suuren, mikä johtaa lisääntyneeseen veden dissosiaatioon, rajavirran kasvuun ja syntyvään H+ Ja OH- määrä on enemmän, jotta makean veden kammioon täytetyn anioni- ja kationinvaihtohartsin regenerointivaikutus on hyvä.
Siksi on tarpeen säätää tulevan veden johtavuutta siten, että EDI-virtausveden johtavuus on alle 40 us/cm, mikä voi varmistaa jäteveden pätevän johtavuuden ja heikkojen elektrolyyttien poistamisen.
2. Käyttöjännitteen ja virran vaikutus
Käyttövirran kasvaessa tuotetun veden laatu paranee edelleen.
Jos virtaa kuitenkin lisätään korkeimman pisteen saavuttamisen jälkeen, veden ionisaation synnyttämien H+- ja OH-ionien liiallisen määrän vuoksi, sen lisäksi, että niitä käytetään hartsin regenerointiin, suuri määrä ylimääräisiä ioneja toimii kantaja-ioneina johtumiseen ja samalla suuren määrän kanto-ionien liikeprosessin vuoksi Väliaineessa tapahtuu kertymistä ja tukkeutumista, ja jopa takaisindiffuusiota tapahtuu, mikä johtaa tuotetun veden laadun heikkenemiseen.
Siksi on valittava sopiva käyttöjännite ja virta.
3. Sameus- ja pilaantumisindeksin (SDI) vaikutus
EDI-moduulin vedentuotantokanava on täytetty ioninvaihtohartsilla. Liiallinen sameus ja saasteindeksi tukkivat kanavan, mikä johtaa järjestelmän paine-eron kasvuun ja vedentuotannon vähenemiseen.
Siksi asianmukainen esikäsittely on tarpeen, ja RO-jätevedet täyttävät yleensä EDI-virtausaineen vaatimukset.
4. Kovuuden vaikutus
Jos EDI:n syöttöveden jäännöskovuus on liian korkea, se aiheuttaa likaantumista tiivistetyn vesikanavan kalvon pinnalle, väkevän veden virtausnopeus pienenee, tuotetun veden resistiivisyys heikkenee ja veden laatu heikkenee. Vaikeissa tapauksissa moduulin tiivistetty vesi ja napavesikanavat tukkeutuvat. Seurauksena komponenttien tuhoutumiseen sisäisen kuumennuksen vuoksi.
Se voidaan yhdistää CO2:n poistoon pehmentämään ja lisäämään alkalia RO-virtaavaan veteen; kun virtaavan veden suolapitoisuus on korkea, se voidaan yhdistää suolanpoistoon RO-tason nostamiseksi tai nanosuodatuksen kanssa kovuuden vaikutuksen säätämiseksi.
5. TOC:n (orgaanisen hiilen kokonaismäärän) vaikutus
Jos orgaanisen aineen pitoisuus virtaavassa vedessä on liian korkea, se aiheuttaa hartsin ja selektiivisesti läpäisevän kalvon orgaanista pilaantumista, mikä johtaa järjestelmän käyttöjännitteen nousuun ja tuotetun veden laadun heikkenemiseen. Samalla on myös helppo muodostaa orgaanista kolloidia tiivistettyyn vesikanavaan ja tukkia kanava.
Siksi sitä käsiteltäessä voidaan lisätä yksi R0-taso yhdessä muiden indeksivaatimusten kanssa vaatimusten täyttämiseksi.
6. Metalli-ionien, kuten Fe ja Mn, vaikutus
Metalli-ionit, kuten Fe ja Mn, aiheuttavat hartsin "myrkytyksen", ja hartsin metallimyrkytys aiheuttaa EDI-jäteveden laadun nopean heikkenemisen, erityisesti piin poistonopeuden nopean laskun.
Lisäksi muuttuvavalenssimetallien oksidatiivinen katalyyttinen vaikutus ioninvaihtohartseihin aiheuttaa pysyviä vaurioita hartseille.
Yleisesti ottaen EDI-virtausaineen Fe on säädetty alle 0.01 mg/l käytön aikana.
7. C02:n vaikutus vaikutusvaltaan
Virtaavassa vedessä CO2:n tuottama HCO3- on heikko elektrolyytti, joka voi helposti tunkeutua ioninvaihtohartsikerrokseen ja heikentää tuotetun veden laatua.
Se voidaan poistaa kaasunpoistotornilla ennen veteen menoa.
8. Kokonaisanionipitoisuuden vaikutus (TEA)
Korkea TEA vähentää EDI-tuotetun veden resistiivisyyttä tai lisää EDI-käyttövirtaa, kun taas liian suuri käyttövirta lisää järjestelmän virtaa, lisää jäännöskloorin pitoisuutta elektrodivedessä ja on haitallinen elektrodikalvon käyttöikään.
Edellä mainittujen kahdeksan vaikuttavan tekijän lisäksi EDI-järjestelmän toimintaan vaikuttavat myös tuloveden lämpötila, pH-arvo, SiO2 ja oksidit.
03 EDI:n ominaisuudet
Viime vuosina EDI-tekniikkaa on käytetty laajalti teollisuudenaloilla, joilla on korkeat vedenlaatuvaatimukset, kuten sähkövoimassa, kemianteollisuudessa ja lääketieteessä.
Pitkäaikainen sovellustutkimus vedenkäsittelyn alalla osoittaa, että EDI-käsittelytekniikalla on seuraavat kuusi ominaisuutta:
1. Veden laatu on korkea ja vedentuotto vakaa
EDI-teknologiassa yhdistyvät jatkuvan suolanpoiston edut elektrodialyysillä ja syväsuolanpoisto ioninvaihdolla. Jatkuva tieteellinen tutkimus ja käytäntö ovat osoittaneet, että EDI-tekniikan käyttö suolanpoistoon voi poistaa tehokkaasti ioneja vedestä, ja jäteveden puhtaus on korkea.
2. Alhaiset asennusolosuhteet ja pieni jalanjälki
Ioninvaihtosänkyyn verrattuna EDI-laite on kooltaan pieni ja kevyt, eikä sitä tarvitse varustaa happo- ja alkalisäiliöillä, jotka voivat säästää tilaa tehokkaasti.
Sen lisäksi, että EDI-laite on itsenäinen rakenne, rakennusaika on lyhyt ja asennustyömäärä paikan päällä on pieni.
3. Yksinkertainen muotoilu, kätevä käyttö ja huolto
EDI-prosessointilaite voidaan valmistaa modulaarisesti, ja se voidaan regeneroida automaattisesti ja jatkuvasti ilman suuria ja monimutkaisia regenerointilaitteita. Käyttöönoton jälkeen sitä on helppo käyttää ja huoltaa.
4. Vedenpuhdistusprosessin automaattinen ohjaus on yksinkertaista ja kätevää
EDI-laite voidaan liittää järjestelmään rinnakkain useiden moduulien kanssa. Moduulit ovat turvallisia ja vakaita toiminnassa ja luotettavia laadultaan, mikä tekee järjestelmän käytöstä ja hallinnasta helposti toteutettavan ohjelman ohjauksen ja helppokäyttöisen.
5. Jätehappoa ja jätelipeää ei saa päästää ympäristöön, mikä edistää ympäristönsuojelua
EDI-laite ei tarvitse hapon ja emäksen kemiallista regenerointia, eikä kemiallisen jätteen päästöjä periaatteessa tapahdu.
6. Veden talteenottoaste on korkea, ja EDI-käsittelytekniikan vedenkäyttöaste on yleensä jopa 90 % tai enemmän
Yhteenvetona voidaan todeta, että EDI-tekniikalla on suuria etuja veden laadun, toiminnan vakauden, helppokäyttöisyyden ja huollon, turvallisuuden ja ympäristönsuojelun kannalta.
Mutta siinä on myös tiettyjä puutteita. EDI-laitteella on korkeammat vaatimukset virtaveden laadulle, ja sen kertainvestointi (infrastruktuuri- ja laitekustannukset) on suhteellisen korkea.
On huomattava, että vaikka EDI:n infrastruktuurin ja laitteiden kustannukset ovat hieman korkeammat kuin sekapetiprosessin, EDI-tekniikalla on silti tiettyjä etuja, kun otetaan huomioon laitteen käyttökustannukset.
Esimerkiksi puhdasvesiasema vertasi näiden kahden prosessin investointi- ja käyttökustannuksia, ja EDI-laite voi kompensoida investointieron sekapetiprosessiin vuoden normaalin käytön jälkeen.
04 Käänteisosmoosi + EDI VS perinteinen ioninvaihto
1. Hankkeen alkuinvestointien vertailu
Projektin alkuinvestoinnin kannalta vedenkäsittelyjärjestelmässä, jolla on pieni veden virtausnopeus, koska käänteisosmoosi + EDI-prosessi peruuttaa perinteisen ioninvaihtoprosessin vaatiman valtavan regenerointijärjestelmän, peruuttaa erityisesti kaksi happosäiliötä ja kaksi alkalivarastosäiliötä. Taiwan ei ainoastaan vähennä huomattavasti laitteiden hankintakustannuksia, vaan myös säästää noin 10–20 % maapinta-alasta, mikä vähentää maa- ja vesirakentamisen kustannuksia ja maanhankintakustannuksia tehtaiden rakentamista varten.
Koska perinteisten ioninvaihtolaitteiden korkeus on yleensä yli 5 metriä, kun taas käänteisosmoosi- ja EDI-laitteiden korkeus on 2,5 metrin sisällä, vedenkäsittelypajan korkeutta voidaan pienentää 2-3 metrillä, mikä säästää vielä 10–20 prosenttia laitoksen maa- ja vesirakennusinvestoinneista.
Kun otetaan huomioon käänteisosmoosin ja EDI:n talteenottoaste, sekundaarisen käänteisosmoosin ja EDI:n väkevä vesi otetaan täysin talteen, mutta primaarisen käänteisosmoosin väkevä vesi (noin 25 %) on poistettava ja esikäsittelyjärjestelmän tehoa on lisättävä vastaavasti. Kun järjestelmässä otetaan käyttöön perinteinen hyytymis-, kirkastus- ja suodatusprosessi, alkuinvestoinnin on kasvattava noin 20 % verrattuna ioninvaihtoprosessin esikäsittelyjärjestelmään.
Käänteisosmoosi + EDI-prosessi vastaa suunnilleen perinteistä ioninvaihtoprosessia pieniin vedenkäsittelyjärjestelmiin tehtävien alkuinvestointien osalta.
2. Käyttökustannusten vertailu
Kuten me kaikki tiedämme, käänteisosmoosiprosessin (mukaan lukien käänteisosmoosiannostelu, kemiallinen puhdistus, jäteveden käsittely jne.) käyttökustannukset ovat reagenssin kulutuksen kannalta alhaisemmat kuin perinteisen ioninvaihtoprosessin (mukaan lukien ioninvaihtohartsin regenerointi, jäteveden käsittely jne.).
Kuitenkin virrankulutuksen, varaosien vaihdon jne. suhteen käänteisosmoosi plus EDI-prosessi on paljon korkeampi kuin perinteinen ioninvaihtoprosessi.
Tilastojen mukaan käänteisosmoosi- ja EDI-prosessin käyttökustannukset ovat hieman korkeammat kuin perinteisen ioninvaihtoprosessin.
Käänteisosmoosi- ja EDI-prosessin kokonaiskäyttö- ja ylläpitokustannukset ovat 50–70 % korkeammat kuin perinteisen ioninvaihtoprosessin.
3. Käänteisosmoosi + EDI: llä on vahva sopeutumiskyky, korkea automaatioaste ja vähän ympäristön saastumista
Käänteisosmoosi + EDI-prosessi mukautuu hyvin raakaveden suolapitoisuuteen. Käänteisosmoosiprosessia voidaan käyttää merivedestä, murtovedestä, kaivoksen viemäröintivedestä, pohjavedestä jokiveteen, kun taas ioninvaihtoprosessin liuenneen kiinteän aineen pitoisuus on yli 500 mg tulevassa vedessä /l on epätaloudellista.
Käänteisosmoosi ja EDI eivät vaadi happo-emäsregenerointia, kuluttavat suuren määrän happo-emästä eivätkä tuota suurta määrää happo-emäsjätevettä. Heidän tarvitsee vain lisätä pieni määrä happoa, alkalia, kalkinpoistoainetta ja pelkistysainetta.
Käänteisosmoosin ja EDI:n käytön ja huollon kannalta etuna on myös korkea automaatio ja helppo ohjelmaohjaus.
4. Käänteisosmoosi + EDI-laitteet ovat kalliita ja vaikeita korjata, ja väkevää suolavettä on vaikea hoitaa
Vaikka käänteisosmoosi- ja EDI-prosessilla on monia etuja, kun laite epäonnistuu, varsinkin kun käänteisosmoosikalvo ja EDI-kalvopino ovat vaurioituneet, se voidaan korvata vain sammuttamalla. Useimmissa tapauksissa sen vaihtamiseen tarvitaan ammattitaitoista ja teknistä henkilöstöä, ja sammutusaika voi pidentyä.
Vaikka käänteisosmoosi ei tuota suurta määrää happo-emäsjätevettä, primaarisen käänteisosmoosin talteenottoaste on yleensä vain 75 % ja väkevää vettä syntyy paljon. Tiivistetyn veden suolapitoisuus on paljon korkeampi kuin raakaveden. Käsittelytoimenpiteet, kun ne on päästetty pois, saastuttavat ympäristöä.
Tällä hetkellä kotimaisissa voimalaitoksissa suurin osa käänteisosmoosin väkevästä suolavedestä kierrätetään ja käytetään hiilen pesuun ja tuhkan kostutukseen; Jotkut yliopistot tekevät tutkimusta väkevän suolaveden haihtumisesta ja kiteytymisestä, mutta kustannukset ovat korkeat ja vaikeat, eikä vielä ole suurta ongelmaa. erilaisia teollisia sovelluksia.
Käänteisosmoosi- ja EDI-laitteiden kustannukset ovat suhteellisen korkeat, mutta joissakin tapauksissa ne ovat jopa alhaisemmat kuin perinteisen ioninvaihtoprosessin alkuinvestointi.
Suurissa vedenkäsittelyjärjestelmissä (kun järjestelmä tuottaa suuren määrän vettä) käänteisosmoosi- ja EDI-järjestelmien alkuinvestointi on paljon suurempi kuin perinteisten ioninvaihtoprosessien.
Pienissä vedenkäsittelyjärjestelmissä käänteisosmoosi plus EDI -prosessi vastaa suunnilleen perinteistä ioninvaihtoprosessia pieniin vedenkäsittelyjärjestelmiin tehtävien alkuinvestointien osalta.
Yhteenvetona voidaan todeta, että kun vedenkäsittelyjärjestelmän teho on pieni, käänteisosmoosi ja EDI-käsittelyprosessi voidaan asettaa etusijalle. Tällä prosessilla on alhaiset alkuinvestoinnit, korkea automaatioaste ja alhainen ympäristön saastuminen.
KLIKKAA NÄYTÄ