16 Feb 2023
Mana yang lebih baik, osmosis songsang + EDI atau pertukaran ion tradisional?
Nama penuh bahasa Inggeris EDI ialah pengionan elektrod, juga dikenali sebagai teknologi elektrodeionisasi, atau elektrodialisis katil yang dibungkus
Teknologi elektrodeionisasi menggabungkan dua teknologi pertukaran ion dan elektrodialisis. Ia adalah teknologi penyahgaraman yang dibangunkan berdasarkan elektrodialisis, dan ia merupakan teknologi rawatan air yang telah digunakan secara meluas dan mencapai hasil yang lebih baik selepas resin pertukaran ion.
Ia bukan sahaja mengambil kesempatan daripada kelebihan penyahgaraman berterusan oleh teknologi elektrodialisis, tetapi juga menggunakan teknologi pertukaran ion untuk mencapai kesan penyahgaraman mendalam;
Ia bukan sahaja meningkatkan kecacatan bahawa kecekapan semasa menurun apabila proses elektrodialisis digunakan untuk merawat larutan kepekatan rendah, meningkatkan pemindahan ion, tetapi juga membolehkan penukar ion dijana semula, mengelakkan penggunaan regeneran, dan mengurangkan sekunder yang dijana semasa penggunaan regeneran asid-bes. Pencemaran sekunder, menyedari operasi berterusan deionisasi.
Tprinsip asas deionisasi EDI merangkumi tiga proses berikut:
1. Proses elektrodialisis
Di bawah tindakan medan elektrik luaran, elektrolit dalam air akan berhijrah secara selektif melalui resin pertukaran ion di dalam air dan dilepaskan dengan air pekat, dengan itu mengeluarkan ion di dalam air.
2. Proses pertukaran ion
Ion kekotoran di dalam air ditukar oleh resin pertukaran ion, dan ion kekotoran dalam air digabungkan untuk mencapai kesan mengeluarkan ion di dalam air dengan berkesan.
3. Proses penjanaan semula elektrokimia
Resin dijana semula secara elektrokimia dengan menggunakan H+ dan OH- yang dijana oleh polarisasi air antara muka resin pertukaran ion untuk merealisasikan penjanaan semula diri resin.
02 Faktor yang mempengaruhi dan cara kawalan EDI?
1. Pengaruh kekonduksian influen
Di bawah arus operasi yang sama, apabila kekonduksian air mentah meningkat, kadar penyingkiran elektrolit lemah oleh EDI berkurangan, dan kekonduksian efluen juga meningkat.
Jika kekonduksian air mentah rendah, kandungan ion juga rendah, dan kepekatan ion yang rendah menjadikan kecerunan daya gerak elektrik terbentuk pada permukaan resin dan membran dalam ruang air tawar juga besar, mengakibatkan pemisahan air yang dipertingkatkan, peningkatan arus had, dan yang dijana H+ Dan kuantiti OH- adalah lebih banyak, supaya kesan penjanaan semula resin pertukaran anion dan kation yang diisi dalam ruang air tawar adalah baik.
Oleh itu, adalah perlu untuk mengawal kekonduksian air influen supaya kekonduksian air influen EDI adalah kurang daripada 40us/cm, yang boleh memastikan kekonduksian air efluen yang layak dan penyingkiran elektrolit yang lemah.
2. Pengaruh voltan dan arus kerja
Apabila arus kerja meningkat, kualiti air yang dihasilkan terus bertambah baik.
Walau bagaimanapun, jika arus meningkat selepas mencapai titik tertinggi, disebabkan oleh jumlah ion H+ dan OH- yang berlebihan yang dihasilkan oleh pengionan air, selain digunakan untuk menjana semula resin, sebilangan besar lebihan ion bertindak sebagai ion pembawa untuk pengaliran, dan pada masa yang sama disebabkan oleh sejumlah besar proses pergerakan ion pembawa Pengumpulan dan penyumbatan berlaku dalam medium, malah resapan belakang berlaku, mengakibatkan penurunan kualiti air yang dihasilkan.
Oleh itu, voltan dan arus kerja yang sesuai mesti dipilih.
3. Pengaruh indeks kekeruhan dan pencemaran (SDI)
Saluran pengeluaran air modul EDI diisi dengan resin pertukaran ion. Indeks kekeruhan dan pencemaran yang berlebihan akan menyekat saluran, mengakibatkan peningkatan perbezaan tekanan sistem dan penurunan pengeluaran air.
Oleh itu, prarawatan yang betul diperlukan, dan efluen RO secara amnya memenuhi keperluan influen EDI.
4. Pengaruh kekerasan
Jika kekerasan sisa air suapan dalam EDI terlalu tinggi, ia akan menyebabkan kotoran pada permukaan membran saluran air pekat, kadar aliran air pekat akan berkurangan, kerintangan air yang dihasilkan akan berkurangan, dan kualiti air akan terjejas. Dalam kes yang teruk, saluran air pekat dan air kutub modul akan disekat. Mengakibatkan kemusnahan komponen akibat pemanasan dalaman.
Ia boleh digabungkan dengan penyingkiran CO2 untuk melembutkan dan menambah alkali kepada air influen RO; apabila kandungan garam air influen tinggi, ia boleh digabungkan dengan penyahgaraman untuk meningkatkan tahap RO atau penapisan nano untuk melaraskan kesan kekerasan.
5. Kesan TOC (jumlah karbon organik)
Jika kandungan bahan organik dalam air influen terlalu tinggi, ia akan menyebabkan pencemaran organik resin dan membran telap selektif, yang akan membawa kepada peningkatan voltan operasi sistem dan penurunan kualiti air yang dihasilkan. Pada masa yang sama, ia juga mudah untuk membentuk koloid organik dalam saluran air pekat dan menyekat saluran.
Oleh itu, apabila berurusan dengannya, satu tahap R0 boleh ditambah dalam kombinasi dengan keperluan indeks lain untuk memenuhi keperluan.
6. Pengaruh ion logam seperti Fe dan Mn
Ion logam seperti Fe dan Mn akan menyebabkan "keracunan" resin, dan "keracunan" logam resin akan menyebabkan kemerosotan pesat kualiti efluen EDI, terutamanya penurunan pesat dalam kadar penyingkiran silikon.
Di samping itu, kesan pemangkin oksidatif logam valens berubah-ubah pada resin pertukaran ion akan menyebabkan kerosakan kekal pada resin.
Secara umumnya, Fe dalam influen EDI dikawal lebih rendah daripada 0.01mg/L semasa operasi.
7. Pengaruh C02 dalam influen
HCO3- yang dijana oleh CO2 dalam air influen ialah elektrolit yang lemah, yang boleh menembusi lapisan resin pertukaran ion dengan mudah dan menyebabkan kualiti air yang dihasilkan merosot.
Ia boleh dikeluarkan dengan menara penyahgasan sebelum memasuki air.
8. Kesan jumlah kandungan anion (TEA)
TEA yang tinggi akan mengurangkan kerintangan air yang dihasilkan EDI, atau meningkatkan arus operasi EDI, manakala arus operasi yang terlalu tinggi akan meningkatkan arus sistem, meningkatkan kepekatan sisa klorin dalam air elektrod, dan memudaratkan hayat membran elektrod.
Sebagai tambahan kepada lapan faktor yang mempengaruhi di atas, suhu air masuk, nilai pH, SiO2 dan oksida juga mempunyai kesan ke atas operasi sistem EDI.
03 Ciri-ciri EDI
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, teknologi EDI telah digunakan secara meluas dalam industri yang mempunyai keperluan kualiti air yang tinggi seperti kuasa elektrik, industri kimia dan perubatan.
Penyelidikan aplikasi jangka panjang dalam bidang rawatan air menunjukkan bahawa teknologi rawatan EDI mempunyai enam ciri berikut:
1. Kualiti air tinggi dan keluaran air stabil
Teknologi EDI menggabungkan kelebihan penyahgaraman berterusan melalui elektrodialisis dan penyahgaraman dalam melalui pertukaran ion. Penyelidikan dan amalan saintifik yang berterusan telah menunjukkan bahawa menggunakan teknologi EDI untuk penyahgaraman sekali lagi boleh mengeluarkan ion dalam air dengan berkesan, dan ketulenan air efluen adalah tinggi.
2. Keadaan pemasangan peralatan yang rendah dan jejak kecil
Berbanding dengan katil pertukaran ion, peranti EDI bersaiz kecil dan ringan, dan tidak perlu dilengkapi dengan tangki simpanan asid dan alkali, yang boleh menjimatkan ruang dengan berkesan.
Bukan itu sahaja, peranti EDI adalah struktur serba lengkap, tempoh pembinaan adalah pendek, dan beban kerja pemasangan di tapak adalah kecil.
3. Reka bentuk mudah, operasi dan penyelenggaraan yang mudah
Peranti pemprosesan EDI boleh dihasilkan secara modular, dan boleh dijana semula secara automatik dan berterusan tanpa peralatan penjanaan semula yang besar dan rumit. Selepas mula beroperasi, ia mudah dikendalikan dan diselenggara.
4. Kawalan automatik proses pembersihan air adalah mudah dan mudah
Peranti EDI boleh disambungkan ke sistem selari dengan berbilang modul. Modul ini selamat dan stabil dalam operasi dan boleh dipercayai dalam kualiti, menjadikan operasi dan pengurusan sistem mudah untuk merealisasikan kawalan program dan mudah dikendalikan.
5. Tiada pelepasan asid sisa dan alkali sisa, yang kondusif untuk perlindungan alam sekitar
Peranti EDI tidak memerlukan penjanaan semula kimia asid dan alkali, dan pada asasnya tiada pelepasan sisa kimia.
6. Kadar pemulihan air adalah tinggi, dan kadar penggunaan air teknologi rawatan EDI biasanya setinggi 90% atau lebih
Ringkasnya, teknologi EDI mempunyai kelebihan besar dari segi kualiti air, kestabilan operasi, kemudahan operasi dan penyelenggaraan, keselamatan dan perlindungan alam sekitar.
Tetapi ia juga mempunyai kelemahan tertentu. Peranti EDI mempunyai keperluan yang lebih tinggi terhadap kualiti air yang masuk, dan pelaburan sekali sahaja (kos infrastruktur dan peralatan) agak tinggi.
Perlu diingatkan bahawa walaupun kos infrastruktur dan peralatan untuk EDI sedikit lebih tinggi daripada proses katil campuran, teknologi EDI masih mempunyai kelebihan tertentu selepas mempertimbangkan kos operasi peranti.
Sebagai contoh, stesen air tulen membandingkan kos pelaburan dan operasi kedua-dua proses, dan peranti EDI boleh mengimbangi perbezaan pelaburan dengan proses katil campuran selepas satu tahun operasi biasa.
04 Osmosis Songsang + EDI VS Pertukaran Ion Tradisional
1. Perbandingan pelaburan projek awal
Dari segi pelaburan awal projek, dalam sistem rawatan air dengan kadar aliran air yang kecil, kerana proses osmosis songsang + EDI membatalkan sistem penjanaan semula besar yang diperlukan oleh proses pertukaran ion tradisional, terutamanya membatalkan dua tangki simpanan asid dan dua tangki simpanan alkali. Taiwan, bukan sahaja mengurangkan kos perolehan peralatan, tetapi juga menjimatkan kira-kira 10% hingga 20% daripada keluasan tanah, dengan itu mengurangkan kos kejuruteraan awam dan pengambilan tanah untuk pembinaan kilang.
Oleh kerana ketinggian peralatan pertukaran ion tradisional biasanya melebihi 5m, manakala ketinggian osmosis songsang dan peralatan EDI berada dalam lingkungan 2.5m, ketinggian bengkel rawatan air boleh dikurangkan sebanyak 2-3m, dengan itu menjimatkan 10%-20% lagi daripada pelaburan pembinaan awam loji.
Memandangkan kadar pemulihan osmosis songsang dan EDI, air pekat osmosis songsang sekunder dan EDI dipulihkan sepenuhnya, tetapi air pekat osmosis songsang primer (kira-kira 25%) perlu dilepaskan, dan output sistem prarawatan perlu ditingkatkan dengan sewajarnya. Apabila sistem ini mengamalkan proses pembekuan, penjelasan dan penapisan tradisional, pelaburan awal perlu meningkat kira-kira 20% berbanding dengan sistem prarawatan proses pertukaran ion.
Pertimbangan menyeluruh, proses osmosis songsang + EDI adalah kira-kira bersamaan dengan proses pertukaran ion tradisional dari segi pelaburan awal dalam sistem rawatan air kecil.
2. Perbandingan kos operasi
Seperti yang kita sedia maklum, dari segi penggunaan reagen, kos operasi proses osmosis songsang (termasuk dos osmosis songsang, pembersihan kimia, rawatan air sisa, dll.) adalah lebih rendah daripada proses pertukaran ion tradisional (termasuk penjanaan semula resin pertukaran ion, rawatan air sisa, dsb.).
Walau bagaimanapun, dari segi penggunaan kuasa, penggantian alat ganti, dsb., proses osmosis songsang ditambah EDI akan jauh lebih tinggi daripada proses pertukaran ion tradisional.
Menurut statistik, kos operasi osmosis songsang ditambah proses EDI adalah lebih tinggi sedikit daripada proses pertukaran ion tradisional.
Pertimbangan menyeluruh, kos operasi dan penyelenggaraan keseluruhan proses osmosis songsang ditambah EDI adalah 50% hingga 70% lebih tinggi daripada proses pertukaran ion tradisional.
3. Reverse osmosis + EDI mempunyai kebolehsuaian yang kuat, tahap automasi yang tinggi, dan sedikit pencemaran alam sekitar
Proses osmosis songsang + EDI sangat boleh disesuaikan dengan kemasinan air mentah. Proses osmosis songsang boleh digunakan daripada air laut, air payau, air saliran lombong, air bawah tanah ke air sungai, manakala proses pertukaran ion mempunyai kandungan pepejal terlarut lebih daripada 500 mg dalam air masuk /L tidak menjimatkan.
Osmosis songsang dan EDI tidak memerlukan penjanaan semula asid-bes, mengambil sejumlah besar asid-bes, dan tidak menghasilkan sejumlah besar air sisa asid-bes. Mereka hanya perlu menambah sedikit asid, alkali, antiscalant dan agen pengurangan.
Dari segi operasi dan penyelenggaraan, osmosis songsang dan EDI juga mempunyai kelebihan automasi yang tinggi dan kawalan program yang mudah.
4. Peralatan osmosis songsang + EDI mahal dan sukar untuk dibaiki, dan sukar untuk merawat air garam pekat
Walaupun proses osmosis songsang ditambah EDI mempunyai banyak kelebihan, apabila peralatan gagal, terutamanya apabila membran osmosis songsang dan timbunan membran EDI rosak, ia hanya boleh digantikan dengan penutupan. Dalam kebanyakan kes, kakitangan profesional dan teknikal diperlukan untuk menggantikannya, dan masa penutupan mungkin lebih lama.
Walaupun osmosis songsang tidak menghasilkan sejumlah besar air sisa asid-bes, kadar pemulihan osmosis songsang primer biasanya hanya 75%, dan sejumlah besar air pekat akan dihasilkan. Kandungan garam air pekat akan jauh lebih tinggi daripada air mentah. Langkah-langkah rawatan, setelah dilepaskan akan mencemarkan alam sekitar.
Pada masa ini, di loji janakuasa domestik, kebanyakan air garam pekat daripada osmosis songsang dikitar semula dan digunakan untuk mencuci arang batu dan pelembapan abu; Sesetengah universiti sedang menjalankan penyelidikan mengenai penyejatan dan penghabluran air garam pekat, tetapi kosnya tinggi dan sukar, dan belum ada isu besar lagi. pelbagai aplikasi industri.
Kos osmosis songsang dan peralatan EDI agak tinggi, tetapi dalam beberapa kes ia lebih rendah daripada pelaburan awal proses pertukaran ion tradisional.
Dalam sistem rawatan air berskala besar (apabila sistem menghasilkan sejumlah besar air), pelaburan awal osmosis songsang dan sistem EDI jauh lebih tinggi daripada proses pertukaran ion tradisional.
Dalam sistem rawatan air kecil, proses osmosis songsang ditambah EDI adalah kira-kira bersamaan dengan proses pertukaran ion tradisional dari segi pelaburan awal dalam sistem rawatan air kecil.
Ringkasnya, apabila output sistem rawatan air kecil, proses rawatan osmosis songsang ditambah EDI boleh diberi keutamaan. Proses ini mempunyai pelaburan awal yang rendah, tahap automasi yang tinggi, dan pencemaran alam sekitar yang rendah.
KLIK LIHAT