Jämförelse av omvänd osmos + EDI och traditionell jonbytarprocessteknik

Välkommen att kontakta oss WhatsApp
09 augusti 2024

Jämförelse av omvänd osmos + EDI och traditionell jonbytarprocessteknik


1. Vad är EDI?

Det fullständiga namnet på EDI är elektrodjonisering, vilket översätts till elektrisk avsaltning, även känd som elektroavjoniseringsteknik, eller elektrodialys med packad bädd.
Elektroavjoniseringsteknik kombinerar jonbyte och elektrodialys. Det är en avsaltningsteknik som utvecklats på grundval av elektrodialys. Det är en vattenbehandlingsteknik som har använts i stor utsträckning och uppnått goda resultat efter jonbytarhartser.
Den utnyttjar inte bara fördelarna med kontinuerlig avsaltning av elektrodialysteknik, utan använder också jonbytarteknik för att uppnå djup avsaltning;
Det förbättrar inte bara defekten med minskad strömeffektivitet vid behandling av lågkoncentrationslösningar i elektrodialysprocessen, förbättrar jonöverföringen, utan gör det också möjligt att regenerera jonbytare, undviker användning av regenereringsmedel, minskar sekundär förorening som genereras vid användning av syra-basregenereringsmedel och realiserar kontinuerlig avjoniseringsoperation.


Den grundläggande principen för EDI-avjonisering inkluderar följande tre processer:
1. Elektrodialysprocess
Under inverkan av ett externt elektriskt fält migrerar elektrolyten i vattnet selektivt genom jonbytarhartset i vattnet och släpps ut med det koncentrerade vattnet, vilket avlägsnar jonerna i vattnet.

2. Process för jonbyte
Föroreningsjonerna i vattnet byts ut och kombineras med föroreningsjonerna i vattnet genom jonbytarhartset, vilket uppnår effekten av att effektivt avlägsna jonerna i vattnet.

3. Elektrokemisk regenereringsprocess
H+ och OH- som genereras av polarisationen av vatten vid jonbytarhartsgränssnittet används för att elektrokemiskt regenerera hartset för att uppnå självregenerering av hartset.

02 Vilka är de faktorer som påverkar EDI och vilka är kontrollåtgärderna?

1. Inverkan av inloppsvattnets konduktivitet
Under samma driftström, när råvattnets konduktivitet ökar, minskar EDI-borttagningshastigheten för svaga elektrolyter, och utflödesledningsförmågan ökar också.
Om råvattnets konduktivitet är låg är joninnehållet också lågt, och den låga koncentrationen av joner gör att den elektromotoriska kraftgradienten som bildas på ytan av hartset och membranet i färskvattenkammaren också är stor, vilket resulterar i en ökad grad av vattendissociation, en ökning av den begränsande strömmen och ett stort antal H+ och OH-, så att regenereringseffekten av anjon- och katjonbytarhartser fyllda i färskvattenkammaren är bra.
Därför det är nödvändigt att kontrollera inloppsvattnets konduktivitet så att EDI-inloppsvattnets konduktivitet är mindre än 40us/cm, vilket kan säkerställa den kvalificerade utflödesledningsförmågan och avlägsnandet av svaga elektrolyter.

2. Inverkan av arbetsspänning och ström
När arbetsströmmen ökar fortsätter vattenkvaliteten på det producerade vattnet att förbättras.
Men om strömmen ökas efter att ha nått den högsta punkten, på grund av den överdrivna mängden H+ och OH-joner som produceras av vattenjonisering, förutom att de används för regenerering av harts, fungerar ett stort antal överskottsjoner som bärarjoner för ledning. Samtidigt, på grund av ackumulering och blockering av ett stort antal bärarjoner under rörelse, sker även omvänd diffusion, vilket resulterar i en minskning av kvaliteten på producerat vatten.
Därför är det nödvändigt att välja lämplig arbetsspänning och ström.

3. Inverkan av grumlighet och föroreningsindex (SDI)
EDI-komponentens vattenproduktionskanal är fylld med jonbytarharts. Överdriven grumlighet och föroreningsindex kommer att blockera kanalen, vilket gör att systemets tryckskillnad stiger och vattenproduktionen minskar.
Därför krävs lämplig förbehandling, och RO-avloppsvatten uppfyller i allmänhet EDI-inloppskraven.

4. Inverkan av hårdhet
Om den kvarvarande hårdheten hos inloppsvattnet i EDI är för hög, Det kommer att orsaka avlagringar på membranytan på den koncentrerade vattenkanalen, minska den koncentrerade vattenflödeshastigheten, minska resistiviteten hos det producerade vattnet, påverka vattenkvaliteten hos det producerade vattnet och i allvarliga fall blockera komponentens koncentrerade vatten- och polära vattenflödeskanaler, vilket gör att komponenten förstörs på grund av intern uppvärmning.
RO-inloppsvattnet kan mjukas upp och alkali kan tillsättas i kombination med CO2-borttagning; när inloppsvattnet har en hög salthalt kan en första nivå RO eller nanofiltrering tillsättas i kombination med avsaltning för att justera effekten av hårdheten.

5. Inverkan av TOC (totalt organiskt kol)
Om det organiska innehållet i inflödet är för högt kommer det att orsaka organisk förorening av hartset och det selektiva permeabla membranet, vilket resulterar i en ökning av systemets driftspänning och en minskning av kvaliteten på det producerade vattnet. Samtidigt är det också lätt att bilda organiska kolloider i den koncentrerade vattenkanalen och blockera kanalen.
När du behandlar kan du därför kombinera andra indexkrav för att öka nivån av R0 för att uppfylla kraven.

6. Påverkan av metalljoner som Fe och Mn
Metalljoner som Fe och Mn kommer att orsaka "förgiftning" av hartset, och metallens "förgiftning" av hartset kommer att orsaka en snabb försämring av EDI-avloppskvaliteten, särskilt den snabba minskningen av avlägsnandehastigheten av kisel.
Dessutom kommer den oxidativa katalytiska effekten av metaller med variabel valens på jonbytarhartser att orsaka permanent skada på hartset. Generellt sett kontrolleras Fe för EDI-inflödet att vara mindre än 0,01 mg/L under drift.

7. Inverkan av CO2 i inflödet
HCO3- som genereras av CO2 i inflödet är en svag elektrolyt, som lätt kan tränga igenom jonbytarhartsskiktet och få kvaliteten på det producerade vattnet att minska. Ett avgasningstorn kan användas för att avlägsna det innan det rinner ut.

8. Inverkan av totalt anjoninnehåll (TEA)
Hög TEA kommer att minska resistiviteten hos EDI-producerat vatten, eller kräva en ökning av EDI-driftströmmen. För hög driftström kommer att öka systemströmmen och öka kvarvarande klorkoncentration i elektrodvattnet, vilket inte är bra för elektrodmembranets livslängd.

Utöver ovanstående 8 påverkande faktorer, inloppsvattnets temperatur, pH-värde, SiO2 och oxider har också en inverkan på EDI-system.

03 Egenskaper hos EDI
EDI-teknik har använts i stor utsträckning i industrier med höga krav på vattenkvalitet som el, kemisk industri och medicin.
Långsiktig applikationsforskning inom området vattenrening visar att EDI-behandlingsteknik har följande 6 egenskaper:
1. Hög vattenkvalitet och stabil vattenproduktion
EDI-tekniken kombinerar fördelarna med kontinuerlig avsaltning genom elektrodialys och djup avsaltning genom jonbyte. Kontinuerlig vetenskaplig forskningspraxis visar att användningen av EDI-teknik för avsaltning effektivt kan avlägsna joner i vatten och producera vatten med hög renhet.

2. Låga installationsförhållanden för utrustning och litet fotavtryck
Jämfört med jonbytarbäddar är EDI-enheter små i storlek och lätta i vikt och kräver inga syra- eller alkalilagringstankar, vilket effektivt kan spara utrymme.
Inte bara det, EDI-enheten är en prefabricerad struktur med en kort byggperiod och liten arbetsbelastning för installation på plats.

3. Enkel design, enkel drift och underhåll
EDI-behandlingsenheter kan tillverkas i modulär form, kan regenereras automatiskt och kontinuerligt, kräver inte stor och komplex regenereringsutrustning och är lätta att använda och underhålla efter att ha tagits i drift.

4. Enkel automatisk styrning av vattenreningsprocessen
EDI-enheten kan ansluta flera moduler till systemet parallellt. Modulerna är säkra och stabila, med pålitlig kvalitet, vilket gör drift och hantering av systemet enkelt att implementera programstyrning och bekväm drift.

5. Inget utsläpp av avfallssyra och alkalivätska, vilket är fördelaktigt för miljöskyddet
EDI-enheten kräver ingen kemisk regenerering av syra och alkali, och i princip inget utsläpp av kemiskt avfall
.
6. Hög vattenåtervinningshastighet. Vattenutnyttjandegraden för EDI-behandlingsteknik är i allmänhet så hög som 90 % eller mer


Sammanfattningsvis har EDI-tekniken stora fördelar när det gäller vattenkvalitet, driftstabilitet, enkel drift och underhåll, säkerhet och miljöskydd.
Men den har också vissa brister. EDI-enheter har högre krav på inflödesvattenkvalitet, och deras engångsinvestering (infrastruktur- och utrustningskostnader) är relativt hög.
Det bör noteras att även om kostnaden för EDI-infrastruktur och utrustning är något högre än för blandad bäddteknik, efter att ha övervägt kostnaden för enhetsdrift har EDI-tekniken fortfarande vissa fördelar.
Till exempel jämförde en renvattenstation investerings- och driftskostnaderna för de två processerna. Efter ett års normal drift, EDI-enheten kan kompensera för investeringsdifferensen med den blandade bäddprocessen.



04 Omvänd osmos + EDI VS traditionellt jonbyte

1. Jämförelse av den ursprungliga investeringen i projektet
När det gäller den initiala investeringen av projektet, i vattenbehandlingssystemet med en liten vattenflödeshastighet, eliminerar omvänd osmos + EDI-processen det enorma regenereringssystem som krävs av den traditionella jonbytesprocessen, särskilt elimineringen av två syralagringstankar och två alkalilagringstankar, vilket inte bara kraftigt minskar anskaffningskostnaden för utrustning, men sparar också cirka 10 % till 20 % av golvytan, vilket minskar anläggningskostnaderna och markförvärvskostnaderna för att bygga anläggningen.

Eftersom höjden på traditionell jonbytarutrustning i allmänhet är över 5 m, medan höjden på omvänd osmos och EDI-utrustning ligger inom 2,5 m, kan höjden på vattenreningsverkstaden minskas med 2 till 3 m, vilket sparar ytterligare 10 % till 20 % av anläggningens anläggningsinvestering.

Med tanke på återvinningshastigheten för omvänd osmos och EDI återvinns det koncentrerade vattnet i den sekundära omvända osmosen och EDI helt, men det koncentrerade vattnet i den primära omvända osmosen (cirka 25%) måste släppas ut, och produktionen från förbehandlingssystemet måste ökas i enlighet med detta. När förbehandlingssystemet övergår till den traditionella koagulerings-, klarnings- och filtreringsprocessen måste den initiala investeringen ökas med cirka 20 % jämfört med förbehandlingssystemet i jonbytesprocessen.
Med alla faktorer i åtanke är den initiala investeringen av omvänd osmos + EDI-process i ett litet vattenbehandlingssystem ungefär likvärdig med den för traditionell jonbytesprocess.

2. Jämförelse av driftskostnader
Som vi alla vet, när det gäller reagensförbrukning, är driftskostnaderna för omvänd osmosprocess (inklusive dosering av omvänd osmos, kemisk rengöring, avloppsrening, etc.) lägre än för traditionell jonbytesprocess (inklusive jonbytarhartsregenerering, avloppsrening, etc.).
Men när det gäller strömförbrukning, byte av reservdelar etc. är omvänd osmos plus EDI-processen mycket högre än traditionell jonbytesprocess.
Enligt statistiken är driftskostnaderna för omvänd osmos plus EDI-process något högre än för traditionell jonbytesprocess.
Med alla faktorer i åtanke är den totala drift- och underhållskostnaden för omvänd osmos plus EDI-process 50 % till 70 % högre än för traditionell jonbytesprocess.

3. Omvänd osmos + EDI har stark anpassningsförmåga, hög grad av automatisering och låg miljöförorening
Omvänd osmos + EDI-processen har stark anpassningsförmåga till salthalten i råvatten. Omvänd osmosprocess kan användas för havsvatten, bräckt vatten, gruvdräneringsvatten, grundvatten och flodvatten, medan jonbytesprocessen inte är ekonomisk när det upplösta fasta innehållet i det inströmmande vattnet är större än 500 mg/L.
Omvänd osmos och EDI kräver inte regenerering av syra och alkali, förbrukar inte en stor mängd syra och alkali och producerar inte en stor mängd surt och alkaliskt avloppsvatten. Endast en liten mängd syra, alkali, kalkavlagringshämmare och reduktionsmedel krävs.
När det gäller drift och underhåll har omvänd osmos och EDI också fördelarna med hög grad av automatisering och enkel programkontroll.


4. Omvänd osmos + EDI-utrustning är dyr, svår att reparera och svår att behandla saltlösning
Även om omvänd osmos plus EDI-processen har många fördelar, när utrustningen misslyckas, särskilt när membranet för omvänd osmos och EDI-membranstacken är skadade, kan den bara stängas av för utbyte. I de flesta fall krävs professionella tekniker för att byta ut den, och avstängningstiden kan vara lång.
Även om omvänd osmos inte producerar en stor mängd surt och alkaliskt avloppsvatten, är återvinningsgraden för den första nivåns omvänd osmos i allmänhet endast 75%, vilket kommer att producera en stor mängd koncentrerat vatten. Salthalten i det koncentrerade vattnet kommer att vara mycket högre än i råvattnet. Det finns för närvarande ingen mogen reningsåtgärd för denna del av koncentrerat vatten, och när det väl har släppts ut kommer det att förorena miljön.
För närvarande används återvinning och användning av omvänd osmossaltlösning i inhemska kraftverk mest för koltvätt och befuktning av aska; Vissa universitet bedriver forskning om indunstning av saltlösning och kristallisationsreningsprocesser, men kostnaden är hög och svårigheten är stor, och det har ännu inte använts i stor utsträckning inom industrin.
Kostnaden för omvänd osmos och EDI-utrustning är relativt hög, men i vissa fall är den till och med lägre än den initiala investeringen för den traditionella jonbytesprocessen.
I storskaliga vattenbehandlingssystem (när systemet producerar en stor mängd vatten) är den initiala investeringen för omvänd osmos och EDI-system mycket högre än för traditionella jonbytesprocesser.
I små vattenreningssystem motsvarar processen för omvänd osmos plus EDI ungefär den traditionella jonbytesprocessen när det gäller initial investering.
Sammanfattningsvis, när produktionen från vattenbehandlingssystemet är liten, kan behandlingsprocessen för omvänd osmos plus EDI prioriteras. Denna process har låg initial investering, hög grad av automatisering och låg miljöförorening.

För specifika priser, vänligen kontakta oss

Ställ dina frågor