16. feb. 2023
Hvad er bedre, omvendt osmose + EDI eller traditionel ionbytning?
The full Engelsk name of EDI is electrode ionization, also known as electrodeionization technology, or packed bed electrodialysis
Elektrodeioniseringsteknologi kombinerer de to teknologier ionbytning og elektrodialyse. Det er en afsaltningsteknologi udviklet på basis af elektrodialyse, og det er en vandbehandlingsteknologi, der er blevet brugt i vid udstrækning og opnået bedre resultater efter ionbytterharpikser.
Det udnytter ikke kun fordelene ved kontinuerlig afsaltning ved elektrodialyseteknologi, men bruger også ionbytterteknologi til at opnå effekten af dyb afsaltning;
Det forbedrer ikke kun defekten, at strømeffektiviteten falder, når elektrodialyseprocessen bruges til at behandle lavkoncentrationsopløsninger, forbedrer ionoverførslen, men gør det også muligt at regenerere ionbytteren, undgå brugen af regeneranter og reducere det sekundære, der genereres under brugen af syre-base-regeneranter. Sekundær forurening, realiser den kontinuerlige drift af deionisering.
TDet grundlæggende princip for EDI-deionisering omfatter følgende tre processer:
1. Elektrodialyseproces
Under påvirkning af et eksternt elektrisk felt vil elektrolytten i vandet selektivt migrere gennem ionbytterharpiksen i vandet og blive udledt med det koncentrerede vand og derved fjerne ionerne i vandet.
2. Ionbytningsproces
Urenhederne i vandet udveksles af ionbytterharpiksen, og urenhederne i vandet kombineres for at opnå effekten af effektivt at fjerne ionerne i vandet.
3. Elektrokemisk regenereringsproces
Harpiksen regenereres elektrokemisk ved hjælp af H+ og OH- genereret ved polariseringen af grænsefladevandet i ionbytterharpiksen for at realisere selvregenereringen af harpiksen.
02 Påvirkningsfaktorer og kontrolmidler til EDI?
1. Indflydelse af indflydende ledningsevne
Under den samme driftsstrøm, når råvandets ledningsevne øges, falder fjernelseshastigheden for svage elektrolytter ved EDI, og spildevandets ledningsevne øges også.
Hvis råvandets ledningsevne er lav, er indholdet af ioner også lavt, og den lave koncentration af ioner gør den elektromotoriske kraftgradient, der dannes på overfladen af harpiksen og membranen i ferskvandskammeret, også stor, hvilket resulterer i forbedret vanddissociation, en stigning i grænsestrømmen og den genererede H+ Og mængden af OH- er mere, så regenereringseffekten af anion- og kationbytterharpiksen fyldt i ferskvandskammeret er god.
Derfor er det nødvendigt at kontrollere ledningsevnen af det indkommende vand, så ledningsevnen af EDI-indløbsvandet er mindre end 40us/cm, hvilket kan sikre den kvalificerede ledningsevne af spildevandsvandet og fjernelse af svage elektrolytter.
2. Indflydelsen af arbejdsspænding og strøm
Efterhånden som arbejdsstrømmen øges, forbedres kvaliteten af det producerede vand fortsat.
Men hvis strømmen øges efter at have nået det højeste punkt på grund af den overdrevne mængde H+ og OH-ioner, der genereres ved vandionisering, ud over at blive brugt til at regenerere harpiksen, fungerer et stort antal overskydende ioner som bæreioner til ledning, og på samme tid på grund af den store mængde bærerionbevægelsesproces Akkumulering og tilstopning forekommer i mediet, og endda tilbagediffusion forekommer, hvilket resulterer i et fald i kvaliteten af det producerede vand.
Derfor skal den passende arbejdsspænding og strøm vælges.
3. Indflydelsen af turbiditet og forureningsindeks (SDI)
EDI-modulets vandproduktionskanal er fyldt med ionbytterharpiks. For høj turbiditet og forureningsindeks vil blokere kanalen, hvilket resulterer i en stigning i systemtrykforskellen og et fald i vandproduktionen.
Derfor er der behov for korrekt forbehandling, og RO-spildevand opfylder generelt kravene til EDI-indstrømning.
4. Indflydelsen af hårdhed
Hvis den resterende hårdhed af fødevandet i EDI er for høj, vil det forårsage tilsmudsning på membranoverfladen af den koncentrerede vandkanal, strømningshastigheden af det koncentrerede vand vil falde, resistiviteten af det producerede vand vil falde, og vandkvaliteten vil blive påvirket. I alvorlige tilfælde vil modulets koncentrerede vand og polære vandkanaler blive blokeret. Resulterer i ødelæggelse af komponenter på grund af intern opvarmning.
Det kan kombineres med CO2-fjernelse for at blødgøre og tilføje alkali til RO-indtrængende vand; når saltindholdet i indtrængende vand er højt, kan det kombineres med afsaltning for at øge niveauet af RO eller nanofiltrering for at justere hårdhedens påvirkning.
5. Virkningen af TOC (totalt organisk kulstof)
Hvis indholdet af organisk stof i det indtrængende vand er for højt, vil det forårsage organisk forurening af harpiksen og den selektivt permeable membran, hvilket vil føre til en stigning i systemets driftsspænding og et fald i kvaliteten af det producerede vand. Samtidig er det også nemt at danne organisk kolloid i den koncentrerede vandkanal og blokere kanalen.
Derfor, når man beskæftiger sig med det, kan et niveau af R0 tilføjes i kombination med andre indekskrav for at opfylde kravene.
6. Indflydelsen af metalioner som Fe og Mn
Metal ions such as Fe and Mn will cause "poisoning" of the resin, and the metal "poisoning" of the resin will cause the rapid deterioration of the EDI effluent quality, especially the rapid decline in the removal rate of silicon.
Derudover vil den oxidative katalytiske virkning af variable valensmetaller på ionbytterharpikser forårsage permanent skade på harpikserne.
Generelt kontrolleres Fe i EDI-indstrømningen til at være lavere end 0,01 mg/L under drift.
7. Indflydelse af C02 i den indflydelsesrige
HCO3-genereret af CO2 i det indkommende vand er en svag elektrolyt, som let kan trænge ind i ionbytterharpikslaget og få kvaliteten af det producerede vand til at falde.
Det kan fjernes ved afgasningstårn, før det går i vand.
8. Virkning af det samlede anionindhold (TEA)
En høj TEA vil reducere resistiviteten af det EDI-producerede vand eller øge EDI-driftsstrømmen, mens en for høj driftsstrøm vil øge systemstrømmen, øge koncentrationen af resterende klor i elektrodevandet og være skadelig for elektrodemembranens levetid.
Ud over de ovennævnte otte påvirkningsfaktorer har indløbsvandstemperatur, pH-værdi, SiO2 og oxider også indflydelse på driften af EDI-systemet.
03 Funktioner af EDI
I de senere år er EDI-teknologi blevet brugt i vid udstrækning i industrier med høje krav til vandkvalitet såsom elkraft, kemisk industri og medicin.
Langsigtet forskning i anvendelse inden for vandbehandling viser, at EDI-behandlingsteknologi har følgende seks karakteristika:
1. Vandkvaliteten er høj, og vandydelsen er stabil
EDI-teknologi kombinerer fordelene ved kontinuerlig afsaltning ved elektrodialyse og dyb afsaltning ved ionbytning. Kontinuerlig videnskabelig forskning og praksis har vist, at brug af EDI-teknologi til afsaltning igen effektivt kan fjerne ioner i vand, og renheden af spildevand er høj.
2. Lave installationsforhold for udstyr og lille fodaftryk
Sammenlignet med ionbyttersengen er EDI-enheden lille i størrelse og let i vægt og behøver ikke at være udstyret med syre- og alkalilagertanke, hvilket effektivt kan spare plads.
Ikke nok med det, EDI-enheden er en selvstændig struktur, byggeperioden er kort, og installationsbyrden på stedet er lille.
3. Enkelt design, praktisk betjening og vedligeholdelse
EDI-behandlingsenheden kan produceres modulært og kan automatisk og kontinuerligt regenereres uden stort og kompliceret regenereringsudstyr. Efter at være taget i brug er den nem at betjene og vedligeholde.
4. Den automatiske styring af vandrensningsprocessen er enkel og praktisk
EDI-enheden kan tilsluttes systemet parallelt med flere moduler. Modulerne er sikre og stabile i drift og pålidelige i kvalitet, hvilket gør driften og styringen af systemet let at realisere programstyring og nem at betjene.
5. Ingen udledning af affaldssyre og affaldslud, hvilket er befordrende for miljøbeskyttelsen
EDI-enheden har ikke brug for syre- og alkalikemisk regenerering, og der er stort set ingen udledning af kemisk affald.
6. Vandgenvindingsgraden er høj, og vandudnyttelsesgraden for EDI-behandlingsteknologi er generelt så høj som 90% eller mere
Sammenfattende har EDI-teknologien store fordele med hensyn til vandkvalitet, driftsstabilitet, nem betjening og vedligeholdelse, sikkerhed og miljøbeskyttelse.
Men det har også visse mangler. EDI-enheden har højere krav til kvaliteten af det indløbne vand, og dens engangsinvestering (infrastruktur- og udstyrsomkostninger) er relativt høj.
Det skal bemærkes, at selvom omkostningerne til infrastruktur og udstyr til EDI er lidt højere end ved mixed bed-processen, har EDI-teknologi stadig visse fordele efter at have overvejet omkostningerne ved enhedens drift.
For eksempel sammenlignede en rentvandsstation investerings- og driftsomkostningerne for de to processer, og EDI-enheden kan udligne investeringsforskellen med mixed bed-processen efter et års normal drift.
04 Omvendt osmose + EDI VS traditionel ionbytning
1. Sammenligning af oprindelige projektinvesteringer
Med hensyn til den indledende investering af projektet, i vandbehandlingssystemet med en lille vandstrømningshastighed, fordi omvendt osmose + EDI-processen annullerer det enorme regenereringssystem, der kræves af den traditionelle ionbytningsproces, især annullerer to syrelagertanke og to alkalilagertanke. Taiwan reducerer ikke kun omkostningerne ved indkøb af udstyr betydeligt, men sparer også omkring 10% til 20% af landarealet og reducerer derved omkostningerne til anlægsarbejde og jorderhvervelse til opførelse af fabrikker.
Da højden på traditionelt ionbytterudstyr generelt er over 5 m, mens højden på omvendt osmose og EDI-udstyr er inden for 2,5 m, kan højden på vandbehandlingsværkstedet reduceres med 2-3 m, hvilket sparer yderligere 10-20 % af anlægsinvesteringen i anlægget.
I betragtning af genvindingsgraden for omvendt osmose og EDI er det koncentrerede vand fra den sekundære omvendte osmose og EDI fuldt ud genvundet, men det koncentrerede vand fra den primære omvendte osmose (ca. 25 %) skal udledes, og produktionen fra forbehandlingssystemet skal øges tilsvarende. Når systemet anvender den traditionelle koagulerings-, klarings- og filtreringsproces, skal den indledende investering øges med ca. 20 % sammenlignet med forbehandlingssystemet i ionbytterprocessen.
Samlet overvejelse svarer omvendt osmose + EDI-processen nogenlunde til den traditionelle ionbytningsproces med hensyn til indledende investering i små vandbehandlingssystemer.
2. Sammenligning af driftsomkostninger
Som vi alle ved, er driftsomkostningerne for den omvendte osmoseproces (inklusive omvendt osmosedosering, kemisk rensning, spildevandsrensning osv.) lavere end for den traditionelle ionbytningsproces (herunder ionbytterharpiksregenerering, spildevandsrensning osv.).
Men med hensyn til strømforbrug, udskiftning af reservedele osv. vil den omvendte osmose plus EDI-proces være meget højere end den traditionelle ionbytningsproces.
Ifølge statistikker er driftsomkostningerne ved omvendt osmose plus EDI-processen lidt højere end for den traditionelle ionbytningsproces.
Samlet set er de samlede drifts- og vedligeholdelsesomkostninger for omvendt osmose plus EDI-processen 50 % til 70 % højere end for den traditionelle ionbytningsproces.
3. Omvendt osmose + EDI har stærk tilpasningsevne, høj grad af automatisering og lidt miljøforurening
Den omvendte osmose + EDI-proces er meget tilpasningsdygtig til råvandets saltholdighed. Den omvendte osmoseproces kan bruges fra havvand, brakvand, minedrænvand, grundvand til flodvand, mens ionbytningsprocessen har et indhold af opløst fast stof på mere end 500 mg i det indkommende vand /L er uøkonomisk.
Omvendt osmose og EDI kræver ikke syre-base regenerering, forbruger en stor mængde syre-base og genererer ikke en stor mængde syre-base spildevand. De behøver kun at tilsætte en lille mængde syre, alkali, antiscalant og reduktionsmiddel.
Med hensyn til drift og vedligeholdelse har omvendt osmose og EDI også fordelene ved høj automatisering og nem programstyring.
4. Omvendt osmose + EDI-udstyr er dyrt og vanskeligt at reparere, og det er vanskeligt at behandle koncentreret saltlage
Selvom omvendt osmose plus EDI-processen har mange fordele, når udstyret svigter, især når omvendt osmosemembranen og EDI-membranstakken er beskadiget, kan den kun erstattes ved nedlukning. I de fleste tilfælde kræves professionelt og teknisk personale for at udskifte det, og nedlukningstiden kan forlænges.
Selvom omvendt osmose ikke producerer en stor mængde syre-base spildevand, er genvindingsgraden for primær omvendt osmose generelt kun 75 %, og der vil blive produceret en stor mængde koncentreret vand. Saltindholdet i det koncentrerede vand vil være meget højere end i råvandet. Behandlingsforanstaltninger, når de er udledt, vil forurene miljøet.
På nuværende tidspunkt genbruges det meste af den koncentrerede saltlage fra omvendt osmose i indenlandske kraftværker og bruges til kulvask og askebefugtning; Nogle universiteter forsker i fordampning og krystallisering af koncentreret saltlage, men omkostningerne er høje og vanskelige, og der er endnu ikke noget større problem. En række industrielle anvendelser.
Omkostningerne ved omvendt osmose og EDI-udstyr er relativt høje, men i nogle tilfælde er de endda lavere end den oprindelige investering i den traditionelle ionbytningsproces.
I store vandbehandlingssystemer (når systemet producerer en stor mængde vand) er den indledende investering af omvendt osmose og EDI-systemer meget højere end for traditionelle ionbytningsprocesser.
I små vandbehandlingssystemer svarer omvendt osmose plus EDI-processen nogenlunde til den traditionelle ionbytningsproces med hensyn til initialinvestering i små vandbehandlingssystemer.
For at opsummere, når outputtet fra vandbehandlingssystemet er lille, kan omvendt osmose plus EDI-behandlingsprocessen prioriteres. Denne proces har lav startinvestering, høj grad af automatisering og lav miljøforurening.
KLIK PÅ VIS