16 Şubat 2023
Hangisi daha iyi, ters ozmoz + EDI mi yoksa geleneksel iyon değişimi mi?
The full İngilizce name of EDI is electrode ionization, also known as electrodeionization technology, or packed bed electrodialysis
Elektrodeiyonizasyon teknolojisi, iyon değişimi ve elektrodiyaliz olmak üzere iki teknolojiyi birleştirir. Elektrodiyaliz esasına göre geliştirilmiş bir desalinasyon teknolojisi olup, iyon değiştirici reçinelerden sonra yaygın olarak kullanılan ve daha iyi sonuçlar elde edilen bir su arıtma teknolojisidir.
Sadece elektrodiyaliz teknolojisi ile sürekli tuzdan arındırmanın avantajlarından yararlanmakla kalmaz, aynı zamanda derin tuzdan arındırma etkisini elde etmek için iyon değiştirme teknolojisini de kullanır;
Elektrodiyaliz işlemi düşük konsantrasyonlu çözeltileri arıtmak için kullanıldığında akım verimliliğinin düşmesi sorununu iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda iyon değiştiricinin rejenere edilmesini sağlar, rejenerantların kullanımından kaçınır ve asit-baz rejenerantlarının kullanımı sırasında oluşan sekonder miktarı azaltır. İkincil kirlilik, deiyonizasyonun sürekli çalışmasını gerçekleştirir.
TEDI deiyonizasyonunun temel prensibi aşağıdaki üç işlemi içerir:
1. Elektrodiyaliz işlemi
Harici bir elektrik alanının etkisi altında, sudaki elektrolit, sudaki iyon değişim reçinesinden seçici olarak geçecek ve konsantre su ile deşarj edilecek, böylece sudaki iyonlar uzaklaştırılacaktır.
2. İyon değiştirme işlemi
Sudaki safsızlık iyonları, iyon değişim reçinesi ile değiştirilir ve sudaki safsızlık iyonları, sudaki iyonların etkili bir şekilde uzaklaştırılmasının etkisini elde etmek için birleştirilir.
3. Elektrokimyasal rejenerasyon süreci
Reçine, reçinenin kendi kendini yenilemesini gerçekleştirmek için iyon değişim reçinesinin arayüzey suyunun polarizasyonu ile üretilen H+ ve OH- kullanılarak elektrokimyasal olarak rejenere edilir.
02 EDI'yi etkileyen faktörler ve kontrol araçları?
1. Giriş iletkenliğinin etkisi
Aynı çalışma akımı altında, ham suyun iletkenliği arttıkça, zayıf elektrolitlerin EDI ile uzaklaştırılma oranı azalır ve atık suyun iletkenliği de artar.
Ham suyun iletkenliği düşükse, iyon içeriği de düşüktür ve düşük iyon konsantrasyonu, tatlı su haznesindeki reçine ve zarın yüzeyinde oluşan elektromotor kuvvet gradyanını da büyük hale getirir, bu da su ayrışmasının artmasına, limit akımda bir artışa ve üretilen H+ Ve OH- miktarı daha fazladır, Böylece tatlı su haznesine doldurulan anyon ve katyon değişim reçinesinin rejenerasyon etkisi iyidir.
Bu nedenle, EDI giriş suyunun iletkenliği 40us/cm'den az olacak şekilde giriş suyunun iletkenliğini kontrol etmek gerekir, bu da çıkış suyunun nitelikli iletkenliğini ve zayıf elektrolitlerin uzaklaştırılmasını sağlayabilir.
2. Çalışma voltajı ve akımının etkisi
Çalışma akımı arttıkça üretilen suyun kalitesi de iyileşmeye devam eder.
Bununla birlikte, su iyonizasyonu ile oluşan aşırı miktarda H+ ve OH- iyonları nedeniyle akım en yüksek noktaya ulaştıktan sonra artarsa, reçineyi rejenere etmek için kullanılmasının yanı sıra, çok sayıda fazla iyon iletim için taşıyıcı iyonlar olarak işlev görür ve aynı zamanda büyük miktarda taşıyıcı iyon hareket süreci nedeniyle ortamda birikme ve tıkanma meydana gelir, Ve hatta geri difüzyon meydana gelir, bu da üretilen suyun kalitesinde bir düşüşe neden olur.
Bu nedenle uygun çalışma voltajı ve akımı seçilmelidir.
3. Bulanıklık ve kirlilik indeksinin (SDI) etkisi
EDI modülünün su üretim kanalı iyon değiştirici reçine ile doldurulur. Aşırı bulanıklık ve kirlilik indeksi kanalı tıkayarak sistem basınç farkının artmasına ve su üretiminin azalmasına neden olacaktır.
Bu nedenle, uygun ön arıtma gereklidir ve RO atık suyu genellikle EDI giriş suyunun gereksinimlerini karşılar.
4. Sertliğin etkisi
EDI'deki besleme suyunun kalıntı sertliği çok yüksekse, konsantre su kanalının membran yüzeyinde kirlenmeye neden olacak, konsantre suyun akış hızı düşecek, üretilen suyun direnci düşecek ve su kalitesi etkilenecektir. Ciddi durumlarda, modülün konsantre su ve polar su kanalları tıkanacaktır. İç ısınma nedeniyle bileşen tahribatına neden olur.
RO giriş suyunu yumuşatmak ve alkali eklemek için CO2 giderimi ile birleştirilebilir; Giriş suyunun tuz içeriği yüksek olduğunda, sertliğin etkisini ayarlamak için RO veya nanofiltrasyon seviyesini artırmak için tuzdan arındırma ile birleştirilebilir.
5. TOC'nin (toplam organik karbon) etkisi
Giriş suyundaki organik madde içeriği çok yüksekse, reçinenin ve seçici olarak geçirgen membranın organik kirlenmesine neden olacak, bu da sistemin çalışma voltajında bir artışa ve üretilen suyun kalitesinde bir düşüşe yol açacaktır. Aynı zamanda, konsantre su kanalında organik kolloid oluşturmak ve kanalı tıkamak da kolaydır.
Bu nedenle, bununla uğraşırken, gereksinimleri karşılamak için diğer indeks gereksinimleriyle birlikte bir R0 seviyesi eklenebilir.
6. Fe ve Mn gibi metal iyonlarının etkisi
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.
Ek olarak, değişken değerlikli metallerin iyon değiştirici reçineler üzerindeki oksidatif katalitik etkisi, reçinelerde kalıcı hasara neden olacaktır.
Genel olarak konuşursak, EDI girişindeki Fe, çalışma sırasında 0,01 mg/L'den düşük olacak şekilde kontrol edilir.
7. C02'nin giriş suyundaki etkisi
Giriş suyundaki CO2 tarafından üretilen HCO3-, iyon değiştirici reçine tabakasına kolayca nüfuz edebilen ve üretilen suyun kalitesinin düşmesine neden olabilen zayıf bir elektrolittir.
Suya girmeden önce gaz giderme kulesi ile çıkarılabilir.
8. Toplam anyon içeriğinin (TEA) etkisi
Yüksek bir TEA, EDI tarafından üretilen suyun direncini azaltacak veya EDI çalışma akımını artıracak, aşırı yüksek bir çalışma akımı ise sistem akımını artıracak, elektrot suyundaki artık klor konsantrasyonunu artıracak ve elektrot zarının ömrüne zarar verecektir.
Yukarıdaki sekiz etkileyen faktöre ek olarak, giriş suyu sıcaklığı, pH değeri, SiO2 ve oksitler de EDI sisteminin çalışması üzerinde bir etkiye sahiptir.
03 EDI'nin Özellikleri
Son yıllarda EDI teknolojisi, elektrik enerjisi, kimya endüstrisi ve tıp gibi yüksek su kalitesi gereksinimleri olan endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Su arıtma alanındaki uzun vadeli uygulama araştırmaları, EDI arıtma teknolojisinin aşağıdaki altı özelliğe sahip olduğunu göstermektedir:
1. Su kalitesi yüksektir ve su çıkışı sabittir
EDI teknolojisi, elektrodiyaliz ile sürekli tuzdan arındırma ve iyon değişimi ile derin tuzdan arındırma avantajlarını birleştirir. Sürekli bilimsel araştırma ve uygulama, tuzdan arındırma için EDI teknolojisinin tekrar kullanılmasının sudaki iyonları etkili bir şekilde giderebildiğini ve atık suyun saflığının yüksek olduğunu göstermiştir.
2. Düşük ekipman kurulum koşulları ve küçük ayak izi
İyon değişim yatağı ile karşılaştırıldığında, EDI cihazının boyutu küçük ve hafiftir ve etkili bir şekilde yerden tasarruf sağlayabilen asit ve alkali depolama tankları ile donatılmasına gerek yoktur.
Sadece bu da değil, EDI cihazı bağımsız bir yapıdır, inşaat süresi kısadır ve yerinde kurulum iş yükü azdır.
3. Basit tasarım, rahat kullanım ve bakım
EDI işleme cihazı modüler bir şekilde üretilebilir ve büyük ve karmaşık rejenerasyon ekipmanı olmadan otomatik ve sürekli olarak rejenere edilebilir. İşletmeye alındıktan sonra kullanımı ve bakımı kolaydır.
4. Su arıtma işleminin otomatik kontrolü basit ve kullanışlıdır
EDI cihazı birden fazla modül ile paralel olarak sisteme bağlanabilir. Modüller kullanımda güvenli ve kararlıdır ve kalite açısından güvenilirdir, bu da sistemin işletimini ve yönetimini program kontrolünü gerçekleştirmeyi ve çalıştırmayı kolaylaştırır.
5. Çevrenin korunmasına elverişli olan atık asit ve atık kül suyu deşarjı yok
EDI cihazı asit ve alkali kimyasal rejenerasyona ihtiyaç duymaz ve temel olarak kimyasal atık deşarjı yoktur.
6. Su geri kazanım oranı yüksektir ve EDI arıtma teknolojisinin su kullanım oranı genellikle %90 veya daha fazladır
Özetlemek gerekirse, EDI teknolojisi su kalitesi, işletme kararlılığı, işletme ve bakım kolaylığı, güvenlik ve çevre koruma açısından büyük avantajlara sahiptir.
Ama aynı zamanda bazı eksiklikleri de var. EDI cihazı, giriş suyunun kalitesi konusunda daha yüksek gereksinimlere sahiptir ve tek seferlik yatırımı (altyapı ve ekipman maliyetleri) nispeten yüksektir.
EDI için altyapı ve ekipman maliyetinin karma yatak prosesinden biraz daha yüksek olmasına rağmen, cihaz işletme maliyeti göz önüne alındığında EDI teknolojisinin hala bazı avantajlara sahip olduğu unutulmamalıdır.
Örneğin, bir saf su istasyonu, iki prosesin yatırım ve işletme maliyetlerini karşılaştırdı ve EDI cihazı, bir yıllık normal çalışmadan sonra karma yatak prosesi ile yatırım farkını dengeleyebilir.
04 Ters Ozmoz + EDI VS Geleneksel İyon Değişimi
1. İlk proje yatırımının karşılaştırılması
Projenin ilk yatırımı açısından, küçük bir su akış hızına sahip su arıtma sisteminde, ters ozmoz + EDI işlemi, geleneksel iyon değiştirme işleminin gerektirdiği büyük rejenerasyon sistemini iptal ettiğinden, özellikle iki asit depolama tankını ve iki alkali depolama tankını iptal eder. Tayvan, yalnızca ekipman tedarik maliyetini büyük ölçüde azaltmakla kalmaz, aynı zamanda arazi alanının yaklaşık %10 ila %20'sini tasarruf sağlar, böylece fabrikaların inşası için inşaat mühendisliği ve arazi edinimi maliyetini düşürür.
Geleneksel iyon değişim ekipmanının yüksekliği genellikle 5 m'nin üzerinde olduğundan, ters ozmoz ve EDI ekipmanının yüksekliği 2,5 m iken, su arıtma atölyesinin yüksekliği 2-3 m azaltılabilir, böylece tesisin inşaat yatırımının% 10-20'si daha tasarruf edilebilir.
Ters ozmoz ve EDI'nin geri kazanım oranı göz önüne alındığında, ikincil ters ozmoz ve EDI'nin konsantre suyu tamamen geri kazanılır, ancak birincil ters ozmozun konsantre suyunun (yaklaşık% 25) boşaltılması ve ön arıtma sisteminin çıktısının buna göre artırılması gerekir. Sistem geleneksel pıhtılaşma, arıtma ve filtreleme işlemini benimsediğinde, ilk yatırımın iyon değiştirme işleminin ön arıtma sistemine kıyasla yaklaşık %20 oranında artması gerekir.
Kapsamlı bir değerlendirme olarak, ters ozmoz + EDI işlemi, küçük su arıtma sistemlerine yapılan ilk yatırım açısından geleneksel iyon değiştirme işlemine kabaca eşdeğerdir.
2. İşletme maliyetlerinin karşılaştırılması
Hepimizin bildiği gibi, reaktif tüketimi açısından, ters ozmoz işleminin işletme maliyeti (ters ozmoz dozajlama, kimyasal temizleme, atık su arıtma vb. dahil) geleneksel iyon değiştirme işleminden (iyon değiştirici reçine rejenerasyonu, atık su arıtma vb. dahil) daha düşüktür.
Bununla birlikte, güç tüketimi, yedek parçaların değiştirilmesi vb. açısından, ters ozmoz artı EDI işlemi, geleneksel iyon değiştirme işleminden çok daha yüksek olacaktır.
İstatistiklere göre, ters ozmoz artı EDI işleminin işletme maliyeti, geleneksel iyon değiştirme işleminden biraz daha yüksektir.
Kapsamlı bir değerlendirme, ters ozmoz artı EDI prosesinin genel işletme ve bakım maliyeti, geleneksel iyon değiştirme prosesine göre %50 ila %70 daha yüksektir.
3. Ters ozmoz + EDI, güçlü adaptasyon yeteneğine, yüksek derecede otomasyona ve az çevre kirliliğine sahiptir.
Ters ozmoz + EDI işlemi, ham suyun tuzluluğuna son derece uyarlanabilir. Ters ozmoz işlemi deniz suyundan, acı sudan, maden drenaj suyundan, yeraltı suyundan nehir suyuna kadar kullanılabilirken, iyon değiştirme işlemi gelen suda 500 mg'dan fazla çözünmüş katı içeriğe sahiptir / L ekonomik değildir.
Ters ozmoz ve EDI, asit-baz rejenerasyonu gerektirmez, büyük miktarda asit-baz tüketir ve büyük miktarda asit-baz atık su oluşturmaz. Sadece az miktarda asit, alkali, kireç önleyici ve indirgeyici madde eklemeleri gerekir.
İşletme ve bakım açısından, ters ozmoz ve EDI ayrıca yüksek otomasyon ve kolay program kontrolü avantajlarına sahiptir.
4. Ters ozmoz + EDI ekipmanı pahalıdır ve onarımı zordur ve konsantre tuzlu suyu işlemek zordur
Ters ozmoz artı EDI işleminin birçok avantajı olmasına rağmen, ekipman arızalandığında, özellikle ters ozmoz membranı ve EDI membran yığını hasar gördüğünde, yalnızca kapatma ile değiştirilebilir. Çoğu durumda, profesyonel ve teknik personelin değiştirmesi gerekir ve kapanma süresi daha uzun olabilir.
Ters ozmoz büyük miktarda asit-baz atık su üretmese de, birincil ters ozmozun geri kazanım oranı genellikle sadece %75'tir ve büyük miktarda konsantre su üretilecektir. Konsantre suyun tuz içeriği, ham suyunkinden çok daha yüksek olacaktır. Arıtma önlemleri, taburcu edildikten sonra çevreyi kirletecektir.
Şu anda, evsel enerji santrallerinde, ters ozmozdan elde edilen konsantre tuzlu suyun çoğu geri dönüştürülmekte ve kömür yıkama ve kül nemlendirme için kullanılmaktadır; Bazı üniversiteler konsantre tuzlu suyun buharlaşması ve kristalleşmesi üzerine araştırmalar yürütüyor, ancak maliyeti yüksek ve zor ve henüz önemli bir sorun yok. endüstriyel uygulama yelpazesi.
Ters ozmoz ve EDI ekipmanının maliyeti nispeten yüksektir, ancak bazı durumlarda geleneksel iyon değiştirme işleminin ilk yatırımından bile daha düşüktür.
Büyük ölçekli su arıtma sistemlerinde (sistem büyük miktarda su ürettiğinde), ters ozmoz ve EDI sistemlerinin ilk yatırımı, geleneksel iyon değiştirme işlemlerinden çok daha yüksektir.
Küçük su arıtma sistemlerinde, ters ozmoz artı EDI prosesi, küçük su arıtma sistemlerine yapılan ilk yatırım açısından geleneksel iyon değiştirme prosesine kabaca eşdeğerdir.
Özetlemek gerekirse, su arıtma sisteminin çıktısı küçük olduğunda, ters ozmoz artı EDI arıtma prosesine öncelik verilebilir. Bu süreç düşük ilk yatırıma, yüksek derecede otomasyona ve düşük çevre kirliliğine sahiptir.
GÖRÜNTÜLE'YE TIKLAYIN