16 helmikuuta 2023
Kumpi on parempi, käänteisosmoosi + EDI vai perinteinen ioninvaihto?
EDI: n täydellinen englanninkielinen nimi on elektrodi-ionisaatio, joka tunnetaan myös nimellä elektrodeionisointitekniikka tai pakattujen sänkyjen elektrodialyysi
Elektrodeionisointitekniikka yhdistää kaksi tekniikkaa, ioninvaihdon ja elektrodialyysin. 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 syvän suolanpoiston vaikutuksen saavuttamiseksi;
Se ei ainoastaan paranna vikaa, että nykyinen hyötysuhde laskee, kun elektrodialyysiprosessia käytetään matalan pitoisuuden liuosten käsittelyyn, parantaa ioninsiirtoa, vaan mahdollistaa myös ioninvaihtimen regeneroinnin, välttäen regeneranttien käyttöä ja vähentämällä happo-emäsregeneranttien käytön aikana syntyvää sekundääristä. Toissijainen pilaantuminen, ymmärrä deionisaation jatkuva toiminta.
TEDI-deionisaation perusperiaate sisältää seuraavat kolme prosessia:
1. Elektrodialyysi
Ulkoisen sähkökentän vaikutuksesta vedessä oleva elektrolyytti siirtyy selektiivisesti vedessä olevan ioninvaihtohartsin läpi ja poistuu väkevällä vedellä, jolloin ionit poistuvat vedestä.
2. Ioninvaihtoprosessi
Veden epäpuhtausionit vaihdetaan ioninvaihtohartsilla, ja veden epäpuhtausionit yhdistetään, jotta saavutetaan vaikutus, joka poistaa tehokkaasti ionit vedestä.
3. Sähkökemiallinen regenerointiprosessi
Hartsi regeneroidaan sähkökemiallisesti käyttämällä H +: ta ja OH: ta, jotka syntyvät ioninvaihtohartsin rajapintaveden polarisaatiosta hartsin itseuudistumisen toteuttamiseksi.
02 EDI:n vaikuttavat tekijät ja valvontakeinot?
1. Vaikuttavan johtavuuden vaikutus
Samalla käyttövirralla, kun raakaveden johtavuus kasvaa, heikkojen elektrolyyttien poistonopeus EDI: llä pienenee ja myös jäteveden johtavuus kasvaa.
Jos raakaveden johtavuus on alhainen, ionien pitoisuus on myös alhainen, ja ionien alhainen pitoisuus tekee myös makean veden kammion hartsin ja kalvon pinnalle muodostuneen sähkömoottorivoimagradientin suureksi, mikä johtaa lisääntyneeseen veden dissosiaatioon, rajavirran kasvuun ja syntyvään H+: een Ja OH- määrä on enemmän, niin, että makean veden kammioon täytetyn anionin ja kationinvaihtohartsin regenerointivaikutus on hyvä.
Siksi on tarpeen säätää tulevan veden johtavuutta siten, että EDI-tuloveden johtavuus on alle 40us / cm, mikä voi varmistaa poistoveden pätevän johtavuuden ja heikkojen elektrolyyttien poistamisen.
2. Käyttöjännitteen ja virran vaikutus
Työvirran kasvaessa tuotetun veden laatu paranee edelleen.
Kuitenkin, jos virtaa lisätään korkeimman pisteen saavuttamisen jälkeen, veden ionisaation tuottaman liiallisen H+- ja OH-ionien määrän vuoksi, sen lisäksi, että sitä käytetään hartsin regeneroimiseen, suuri määrä ylimääräisiä ioneja toimii kantajaioneina johtumista varten ja samalla johtuen suuresta määrästä kantajaionien liikkumisprosessia Kertyminen ja tukkeutuminen tapahtuu väliaineessa, Ja jopa takaisin diffuusio 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 pilaantumisindeksi tukkivat kanavan, mikä johtaa järjestelmän paine-eron kasvuun ja vedentuotannon vähenemiseen.
Siksi tarvitaan asianmukaista esikäsittelyä, ja RO-jätevesi täyttää yleensä EDI-tulon vaatimukset.
4. Kovuuden vaikutus
Jos syöttöveden jäännöskovuus EDI: ssä on liian korkea, se aiheuttaa likaantumista väkevän vesikanavan kalvopinnalle, väkevän veden virtausnopeus pienenee, tuotetun veden resistiivisyys pienenee ja veden laatu vaikuttaa. Vaikeissa tapauksissa moduulin väkevä vesi ja polaariset vesikanavat tukkeutuvat. Johtaa komponenttien tuhoutumiseen sisäisen lämmityksen vuoksi.
Se voidaan yhdistää CO2-poistoon pehmentämään ja lisäämään alkalia RO: n vaikuttavaan veteen; Kun vaikuttavan veden suolapitoisuus on korkea, se voidaan yhdistää suolanpoistoon RO-tason nostamiseksi tai nanosuodatukseen kovuuden vaikutuksen säätämiseksi.
5. TOC:n (orgaanisen hiilen kokonaismäärä) vaikutus
Jos orgaanisen aineen pitoisuus tulevassa vedessä on liian korkea, se aiheuttaa hartsin ja selektiivisesti läpäisevän kalvon orgaanista saastumista, mikä johtaa järjestelmän käyttöjännitteen kasvuun ja tuotetun veden laadun heikkenemiseen. Samalla on myös helppo muodostaa orgaaninen kolloidi väkevöityyn vesikanavaan ja estää kanava.
Siksi sitä käsiteltäessä yksi R0-taso voidaan lisätä yhdessä muiden indeksivaatimusten kanssa vaatimusten täyttämiseksi.
6. Metalli-ionien, kuten Fe: n ja Mn: n, 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 vaihtelevien valenssimetallien oksidatiivinen katalyyttinen vaikutus ioninvaihtohartseihin aiheuttaa pysyviä vaurioita hartseille.
Yleisesti ottaen EDI-tulon Fe on säädetty olevan alle 0,01 mg / l käytön aikana.
7. C02: n vaikutus vaikutusvaltaiseen
CO2: n tuottama HCO3 tulevassa vedessä on heikko elektrolyytti, joka voi helposti tunkeutua ioninvaihtohartsikerrokseen ja aiheuttaa tuotetun veden laadun heikkenemisen.
Se voidaan poistaa kaasunpoistotornilla ennen veteen menoa.
8. Anionin kokonaispitoisuuden (TEA) vaikutus
Korkea TEA vähentää EDI: n tuottaman veden resistiivisyyttä tai lisää EDI-käyttövirtaa, kun taas liian suuri käyttövirta lisää järjestelmän virtaa, lisää jäännöskloorin pitoisuutta elektrodivedessä ja on haitallista elektrodikalvon elämälle.
Edellä mainittujen kahdeksan vaikuttavan tekijän lisäksi tuloveden lämpötila, pH-arvo, SiO2 ja oksidit vaikuttavat myös EDI-järjestelmän toimintaan.
03 EDI: n ominaisuudet
Viime vuosina EDI-tekniikkaa on käytetty laajalti teollisuudenaloilla, joilla on korkeat vedenlaatuvaatimukset, kuten sähkö, kemianteollisuus ja lääketiede.
Pitkäaikainen sovellustutkimus vedenkäsittelyn alalla osoittaa, että EDI-käsittelytekniikalla on seuraavat kuusi ominaisuutta:
1. Veden laatu on korkea ja vedentuotto vakaa
EDI-tekniikka yhdistää jatkuvan suolanpoiston edut elektrodialyysillä ja syvän suolanpoiston ioninvaihdolla. Jatkuva tieteellinen tutkimus ja käytäntö ovat osoittaneet, että EDI-tekniikan käyttö suolanpoistoon voi tehokkaasti poistaa ioneja vedestä ja jätevesiveden puhtaus on korkea.
2. Alhaiset laitteiden asennusolosuhteet ja pieni jalanjälki
Ioninvaihtoalustaan verrattuna EDI-laite on kooltaan pieni ja kevyt, eikä sitä tarvitse varustaa happo- ja alkalisäiliöillä, mikä voi tehokkaasti säästää tilaa.
Paitsi, että EDI-laite on itsenäinen rakenne, rakennusaika on lyhyt ja paikan päällä tapahtuva asennustyömäärä 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, ohjelmanohjauksen ja helppokäyttöisen.
5. Ei päästöjä jätehappoa ja jätelipeää, mikä edistää ympäristönsuojelua
EDI-laite ei tarvitse happo- ja alkalikemiallista regenerointia, eikä kemiallisten jätteiden päästöjä periaatteessa ole.
6. Veden talteenottoaste on korkea, ja EDI-käsittelytekniikan veden käyttöaste on yleensä jopa 90% tai enemmän
Yhteenvetona voidaan todeta, että EDI-tekniikalla on suuria etuja veden laadun, toiminnan vakauden, helppokäyttöisyyden ja ylläpidon, turvallisuuden ja ympäristönsuojelun kannalta.
Mutta sillä on myös tiettyjä puutteita. EDI-laitteella on korkeammat vaatimukset vaikuttavan veden laadulle, ja sen kertaluonteinen investointi (infrastruktuuri- ja laitekustannukset) on suhteellisen korkea.
On huomattava, että vaikka EDI: n infrastruktuurin ja laitteiden kustannukset ovat hieman korkeammat kuin sekoitetun sängyn prosessin, EDI-tekniikalla on edelleen tiettyjä etuja laitteen käyttökustannusten huomioon ottamisen jälkeen.
Esimerkiksi puhdasvesiasema vertaili kahden prosessin investointi- ja käyttökustannuksia, ja EDI-laite voi kompensoida investointieron sekapetiprosessilla vuoden normaalin käytön jälkeen.
04 Käänteisosmoosi + EDI VS perinteinen ioninvaihto
1. Hankkeen alkuinvestointien vertailu
Hankkeen alkuinvestoinnin kannalta vedenkäsittelyjärjestelmään, jolla on pieni veden virtausnopeus, koska käänteisosmoosi + EDI-prosessi peruuttaa perinteisen ioninvaihtoprosessin vaatiman valtavan regenerointijärjestelmän, erityisesti peruuttaa kaksi happosäiliötä ja kaksi alkalivarastosäiliötä. Taiwan ei ainoastaan vähennä huomattavasti laitteiden hankintakustannuksia, vaan säästää myös noin 10–20% maa-alueesta, mikä vähentää maa- ja vesirakentamisen ja maanhankinnan kustannuksia tehtaiden rakentamiseen.
Koska perinteisten ioninvaihtolaitteiden korkeus on yleensä yli 5 metriä, kun taas käänteisosmoosi- ja EDI-laitteiden korkeus on 2,5 metrin sisällä, vedenkäsittelylaitoksen korkeutta voidaan pienentää 2-3 metriä, mikä säästää vielä 10-20% laitoksen siviilirakennusinvestoinneista.
Kun otetaan huomioon käänteisosmoosin ja EDI: n talteenottonopeus, sekundaarisen käänteisosmoosin ja EDI: n väkevöity vesi otetaan täysin talteen, mutta primaarisen käänteisosmoosin väkevöity vesi (noin 25%) on poistettava ja esikäsittelyjärjestelmän tehoa on lisättävä vastaavasti. Kun järjestelmä ottaa käyttöön perinteisen hyytymis-, kirkastus- ja suodatusprosessin, alkuinvestoinnin on kasvettava noin 20% ioninvaihtoprosessin esikäsittelyjärjestelmään verrattuna.
Kattava tarkastelu, käänteisosmoosi + EDI -prosessi vastaa suunnilleen perinteistä ioninvaihtoprosessia alkuinvestointien suhteen pieniin vedenkäsittelyjärjestelmiin.
2. Käyttökustannusten vertailu
Kuten me kaikki tiedämme, reagenssin kulutuksen osalta käänteisosmoosiprosessin käyttökustannukset (mukaan lukien käänteisosmoosin annostelu, kemiallinen puhdistus, jäteveden käsittely jne.) ovat alhaisemmat kuin perinteisen ioninvaihtoprosessin (mukaan lukien ioninvaihtohartsin regenerointi, jäteveden käsittely jne.).
Virrankulutuksen, varaosien vaihdon jne. Suhteen käänteisosmoosi ja EDI-prosessi ovat kuitenkin paljon korkeammat kuin perinteinen ioninvaihtoprosessi.
Tilastojen mukaan käänteisosmoosin ja EDI-prosessin käyttökustannukset ovat hieman korkeammat kuin perinteisen ioninvaihtoprosessin.
Kattava tarkastelu, käänteisosmoosin 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 soveltuu hyvin raakaveden suolapitoisuuteen. Käänteisosmoosiprosessia voidaan käyttää merivedestä, murtovedestä, kaivoksen kuivatusvedestä, pohjavedestä jokiveteen, kun taas ioninvaihtoprosessin liuennut kiintoainepitoisuus on yli 500 mg tulevassa vedessä /l on epätaloudellinen.
Käänteisosmoosi ja EDI eivät vaadi happo-emäksen regenerointia, kuluttavat suuren määrän happoemästä eivätkä tuota suurta määrää happo-emäsjätevettä. Niiden tarvitsee vain lisätä pieni määrä happoa, alkalia, antiscalantia ja pelkistintä.
Käytön ja ylläpidon kannalta käänteisosmoosilla ja EDI: llä on myös korkean automaation ja helpon ohjelman hallinnan edut.
4. Käänteisosmoosi + EDI-laitteet ovat kalliita ja vaikeita korjata, ja väkevää suolaliuosta on vaikea käsitellä
Vaikka käänteisosmoosilla ja EDI-prosessilla on monia etuja, kun laite epäonnistuu, varsinkin kun käänteisosmoosikalvo ja EDI-kalvopino ovat vaurioituneet, se voidaan korvata vain sammutuksella. Useimmissa tapauksissa ammattitaitoisen ja teknisen henkilöstön on vaihdettava se, ja sammutusaika voi pidentyä.
Vaikka käänteisosmoosi ei tuota suurta määrää happo-emäsjätevettä, primaarisen käänteisosmoosin talteenottoaste on yleensä vain 75% ja tuotetaan suuri määrä väkevää vettä. Konsentroidun veden suolapitoisuus on paljon suurempi kuin raakaveden. Kun käsittelytoimenpiteet päästetään mereen, ne saastuttavat ympäristöä.
Tällä hetkellä kotimaisissa voimalaitoksissa suurin osa käänteisosmoosin väkevästä suolavedestä kierrätetään ja käytetään hiilen pesuun ja tuhkan kostuttamiseen; Jotkut yliopistot tekevät tutkimusta väkevän suolaveden haihduttamisesta ja kiteytymisestä, mutta kustannukset ovat korkeat ja vaikeat, eikä vielä ole suurta ongelmaa. valikoima 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 suurin piirtein perinteistä ioninvaihtoprosessia alkuinvestointien osalta pieniin vedenkäsittelyjärjestelmiin.
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