den 16 februari 2023
Vilket är bättre, omvänd osmos + EDI eller traditionellt jonbyte?
Det fullständiga engelska namnet på EDI är elektrodjonisering, även känd som elektroavjoniseringsteknik, eller elektrodialys med packad bädd
Elektroavjoniseringsteknik kombinerar de två teknikerna jonbyte och elektrodialys. Det är en avsaltningsteknik utvecklad på grundval av elektrodialys, och det är en vattenbehandlingsteknik som har använts i stor utsträckning och uppnått bättre resultat efter jonbytarhartser.
Den utnyttjar inte bara fördelarna med kontinuerlig avsaltning med elektrodialysteknik, utan använder också jonbytarteknik för att uppnå effekten av djup avsaltning;
Det förbättrar inte bara defekten att den nuvarande effektiviteten sjunker när elektrodialysprocessen används för att behandla lågkoncentrerade lösningar, förbättrar jonöverföringen, utan gör det också möjligt att regenerera jonbytaren, undvika användning av regeneranter och minska den sekundära som genereras under användningen av syra-basregeneranter. Sekundär förorening, realisera den kontinuerliga driften av avjonisering.
TDen grundläggande principen för EDI-avjonisering inkluderar följande tre processer:
1. Elektrodialysprocess
Under inverkan av ett externt elektriskt fält kommer elektrolyten i vattnet selektivt att migrera genom jonbytarhartset i vattnet och släppas ut med det koncentrerade vattnet, vilket avlägsnar jonerna i vattnet.
2. Process för jonbyte
Föroreningsjonerna i vattnet byts ut av jonbytarhartset, och föroreningsjonerna i vattnet kombineras för att uppnå effekten av att effektivt avlägsna jonerna i vattnet.
3. Elektrokemisk regenereringsprocess
Hartset regenereras elektrokemiskt genom att använda H+ och OH- som genereras av polarisationen av gränsytan vatten i jonbytarhartset för att realisera självregenereringen av hartset.
02 Påverkande faktorer och styrmedel för EDI?
1. Inverkan av inflödeskonduktivitet
Under samma driftström, när ledningsförmågan hos råvattnet ökar, minskar borttagningshastigheten för svaga elektrolyter med EDI, och konduktiviteten hos avloppsvattnet ökar också.
Om ledningsförmågan hos råvattnet är låg är innehållet av joner 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 förbättrad vattendissociation, en ökning av gränsströmmen och den genererade H+ Och mängden OH- är mer, Så att regenereringseffekten av anjon- och katjonbytarhartset som fylls i färskvattenkammaren är bra.
Därför är det nödvändigt att kontrollera konduktiviteten hos det inströmmande vattnet så att konduktiviteten hos EDI-inflödesvattnet är mindre än 40us/cm, vilket kan säkerställa den kvalificerade konduktiviteten hos utflödesvattnet och avlägsnandet av svaga elektrolyter.
2. Inverkan av arbetsspänning och ström
När arbetsströmmen ökar fortsätter kvaliteten 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 genereras av vattenjonisering, förutom att de används för att regenerera hartset, fungerar ett stort antal överskottsjoner som bärarjoner för ledning, och samtidigt på grund av den stora mängden bärarjonrörelseprocess Ackumulering och igensättning sker i mediet, Och till och med tillbakadiffusion sker, vilket resulterar i en minskning av kvaliteten på det producerade vattnet.
Därför måste lämplig arbetsspänning och ström väljas.
3. Inverkan av grumlighets- och föroreningsindex (SDI)
EDI-modulens vattenproduktionskanal är fylld med jonbytarharts. Överdriven grumlighet och föroreningsindex kommer att blockera kanalen, vilket resulterar i en ökning av systemets tryckskillnad och en minskning av vattenproduktionen.
Därför krävs korrekt förbehandling, och RO-avloppsvatten uppfyller i allmänhet kraven för EDI-inflöde.
4. Inverkan av hårdhet
Om resthårdheten hos matarvattnet i EDI är för hög kommer det att orsaka nedsmutsning på membranytan på den koncentrerade vattenkanalen, flödeshastigheten för det koncentrerade vattnet kommer att minska, resistiviteten hos det producerade vattnet kommer att minska och vattenkvaliteten kommer att påverkas. I svåra fall kommer modulens koncentrerade vatten- och polära vattenkanaler att blockeras. Vilket resulterar i att komponenter förstörs på grund av intern uppvärmning.
Det kan kombineras med CO2-avlägsnande för att mjuka upp och tillsätta alkali till RO-inflödesvatten; när salthalten i inströmmande vatten är hög kan den kombineras med avsaltning för att öka nivån av RO eller nanofiltrering för att justera effekten av hårdhet.
5. Effekten av TOC (totalt organiskt kol)
Om innehållet av organiskt material i det inströmmande vattnet är för högt kommer det att orsaka organisk förorening av hartset och det selektivt permeabla membranet, vilket kommer att leda till en ökning av systemets driftspänning och en minskning av kvaliteten på det producerade vattnet. Samtidigt är det också lätt att bilda organisk kolloid i den koncentrerade vattenkanalen och blockera kanalen.
Därför, när man hanterar det, kan en nivå av R0 läggas till i kombination med andra indexkrav 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 hartserna.
Generellt sett kontrolleras Fe i EDI-inflödet så att det är lägre än 0,01 mg/L under drift.
7. Påverkan av C02 i den influenta
HCO3- som genereras av CO2 i det inströmmande vattnet är en svag elektrolyt, som lätt kan tränga igenom jonbytarhartsskiktet och få kvaliteten på det producerade vattnet att sjunka.
Det kan avlägsnas med avgasningstornet innan det kommer in i vattnet.
8. Effekt av totalt anjoninnehåll (TEA)
En hög TEA kommer att minska resistiviteten hos det EDI-producerade vattnet, eller öka EDI-driftströmmen, medan en för hög driftström kommer att öka systemströmmen, öka koncentrationen av kvarvarande klor i elektrodvattnet och vara skadligt för elektrodmembranets livslängd.
Förutom ovanstående åtta påverkande faktorer har även inloppsvattentemperatur, pH-värde, SiO2 och oxider en inverkan på driften av EDI-systemet.
03 Funktioner i EDI
Under de senaste åren har EDI-teknik använts i stor utsträckning i industrier med höga krav på vattenkvalitet som elkraft, kemisk industri och medicin.
Långsiktig tillämpningsforskning inom vattenrening visar att EDI-behandlingsteknik har följande sex egenskaper:
1. Vattenkvaliteten är hög och vattenproduktionen är stabil
EDI-tekniken kombinerar fördelarna med kontinuerlig avsaltning genom elektrodialys och djup avsaltning genom jonbyte. Kontinuerlig vetenskaplig forskning och praxis har visat att användning av EDI-teknik för avsaltning igen effektivt kan avlägsna joner i vatten, och renheten hos avloppsvatten är hög.
2. Låga installationsförhållanden för utrustning och litet fotavtryck
Jämfört med jonbytarbädden är EDI-enheten liten i storlek och lätt i vikt och behöver inte utrustas med syra- och alkalilagringstankar, vilket effektivt kan spara utrymme.
Inte bara det, EDI-enheten är en fristående struktur, byggperioden är kort och installationsarbetet på plats är litet.
3. Enkel design, bekväm drift och underhåll
EDI-bearbetningsenheten kan tillverkas på ett modulärt sätt och kan regenereras automatiskt och kontinuerligt utan stor och komplicerad regenereringsutrustning. Efter att ha tagits i drift är den lätt att använda och underhålla.
4. Den automatiska styrningen av vattenreningsprocessen är enkel och bekväm
EDI-enheten kan anslutas till systemet parallellt med flera moduler. Modulerna är säkra och stabila i drift och pålitliga i kvalitet, vilket gör drift och hantering av systemet lätt att realisera programkontroll och lätt att använda.
5. Inget utsläpp av avfallssyra och lutavfall, vilket bidrar till miljöskyddet
EDI-enheten behöver inte kemisk regenerering av syra och alkali, och det finns i princip inget utsläpp av kemiskt avfall.
6. Vattenåtervinningsgraden är hög och 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-enheten har högre krav på kvaliteten på det inkommande vattnet, och dess engångsinvestering (infrastruktur- och utrustningskostnader) är relativt hög.
Det bör noteras att även om kostnaden för infrastruktur och utrustning för EDI är något högre än för den blandade bäddprocessen, har EDI-tekniken fortfarande vissa fördelar efter att ha tagit hänsyn till kostnaden för enhetens drift.
Till exempel jämförde en renvattenstation investerings- och driftskostnaderna för de två processerna, och EDI-enheten kan kompensera investeringsskillnaden med den blandade bäddprocessen efter ett års normal drift.
04 Omvänd osmos + EDI VS traditionellt jonbyte
1. Jämförelse av den ursprungliga projektinvesteringen
När det gäller den initiala investeringen i projektet, i vattenbehandlingssystemet med en liten vattenflödeshastighet, eftersom omvänd osmos + EDI-processen avbryter det enorma regenereringssystemet som krävs av den traditionella jonbytesprocessen, avbryter särskilt två syralagringstankar och två alkalilagringstankar. Taiwan minskar inte bara kraftigt kostnaderna för inköp av utrustning, utan sparar också cirka 10 % till 20 % av markytan, vilket minskar kostnaderna för anläggningsarbeten och markförvärv för byggande av fabriker.
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 2-3 m, vilket sparar ytterligare 10%-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 utflödet från förbehandlingssystemet måste ökas i enlighet med detta. När systemet övergår till den traditionella koagulerings-, klarnings- och filtreringsprocessen måste den initiala investeringen öka med cirka 20 % jämfört med förbehandlingssystemet i jonbytesprocessen.
Omfattande övervägande är omvänd osmos + EDI-processen ungefär likvärdig med den traditionella jonbytesprocessen när det gäller initial investering i små vattenbehandlingssystem.
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 den traditionella jonbytesprocessen (inklusive jonbytarhartsregenerering, avloppsrening, etc.).
Men när det gäller strömförbrukning, byte av reservdelar etc. kommer omvänd osmos plus EDI-processen att vara mycket högre än den traditionella jonbytesprocessen.
Enligt statistiken är driftskostnaderna för omvänd osmos plus EDI-processen något högre än för den traditionella jonbytesprocessen.
Omfattande övervägande är den totala drift- och underhållskostnaden för omvänd osmos plus EDI-processen 50 % till 70 % högre än för den traditionella jonbytesprocessen.
3. Omvänd osmos + EDI har stark anpassningsförmåga, hög grad av automatisering och liten miljöförorening
Processen för omvänd osmos + EDI är mycket anpassningsbar till salthalten i råvattnet. Den omvända osmosprocessen kan användas från havsvatten, bräckt vatten, gruvdräneringsvatten, grundvatten till flodvatten, medan jonbytesprocessen har ett upplöst fast innehåll på mer än 500 mg i det inkommande vattnet /L är oekonomiskt.
Omvänd osmos och EDI kräver inte syra-basregenerering, förbrukar en stor mängd syra-bas och genererar inte en stor mängd syra-bas avloppsvatten. De behöver bara tillsätta en liten mängd syra, alkali, antiavlagringsmedel och reduktionsmedel.
När det gäller drift och underhåll har omvänd osmos och EDI också fördelarna med hög automatisering och enkel programkontroll.
4. Omvänd osmos + EDI-utrustning är dyr och svår att reparera, och det är svårt att behandla koncentrerad 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 ersättas genom avstängning. I de flesta fall krävs professionell och teknisk personal för att byta ut den, och avstängningstiden kan bli längre.
Även om omvänd osmos inte producerar en stor mängd syra-bas avloppsvatten, är återvinningsgraden för primär omvänd osmos i allmänhet endast 75%, och en stor mängd koncentrerat vatten kommer att produceras. Salthalten i det koncentrerade vattnet kommer att vara mycket högre än i råvattnet. Reningsåtgärder kommer att förorena miljön när de väl har släppts ut.
För närvarande, i inhemska kraftverk, återvinns det mesta av den koncentrerade saltlösningen från omvänd osmos och används för koltvätt och befuktning av aska; Vissa universitet bedriver forskning om avdunstning och kristallisering av koncentrerad saltlösning, men kostnaden är hög och svår, och det finns inget större problem ännu. utbud av industriella applikationer.
Kostnaden för omvänd osmos och EDI-utrustning är relativt hög, men i vissa fall är den till och med lägre än den initiala investeringen i 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 vattenbehandlingssystem motsvarar omvänd osmos plus EDI-processen ungefär den traditionella jonbytesprocessen när det gäller initial investering i små vattenbehandlingssystem.
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.
KLICKA PÅ VISA