Порівняння зворотного осмосу + EDI і традиційної технології іонообмінного процесу

Ласкаво просимо до нас у WhatsApp
09 Серпень 2024

Порівняння зворотного осмосу + EDI і традиційної технології іонообмінного процесу


1. Що таке EDI?

Повна назва EDI - електродна іонізація, що перекладається як електричне опріснення, також відоме як технологія електродеіонізації, або електродіаліз в упакованому ліжку.
Технологія електродеіонізації поєднує в собі іонний обмін і електродіаліз. Це технологія опріснення, розроблена на основі електродіалізу. Це технологія очищення води, яка отримала широке застосування і досягла хороших результатів після іонообмінних смол.
Він не тільки використовує переваги технології безперервного опріснення електродіалізу, але й використовує технологію іонного обміну для досягнення глибокого опріснення;
Він не тільки усуває дефект зниження ефективності струму при обробці розчинів низької концентрації в процесі електродіалізу, підсилює перенесення іонів, але і дозволяє регенерувати іонообмінники, дозволяє уникнути використання регенераційних агентів, зменшує вторинне забруднення, що утворюється при використанні кислотно-основних регенераційних агентів, і реалізує безперервну операцію деіонізації.


Основний принцип деіонізації ЕДІ включає в себе наступні три процеси:
1. Процес електродіалізу
Під дією зовнішнього електричного поля електроліт у воді вибірково мігрує через іонообмінну смолу у воді і виводиться разом з концентрованою водою, тим самим видаляючи іони у воді.

2. Процес іонного обміну
Іони домішок у воді обмінюються та об'єднуються з іонами домішок у воді через іонообмінну смолу, тим самим досягаючи ефекту ефективного видалення іонів у воді.

3. Процес електрохімічної регенерації
H+ і OH-, що утворюються в результаті поляризації води на межі розділу іонообмінної смоли, використовуються для електрохімічної регенерації смоли для досягнення саморегенерації смоли.

02 Які фактори впливають на EDI та які заходи контролю?

1. Вплив провідності води на вході
При однаковому робочому струмі, зі збільшенням провідності сирої води зменшується швидкість видалення ЕДІ слабких електролітів, а також збільшується провідність стоків.
Якщо провідність сирої води низька, вміст іонів також низький, а низька концентрація іонів робить градієнт електрорушійної сили, що утворюється на поверхні смоли та мембрани в камері прісної води, також великим, що призводить до посиленого ступеня дисоціації води, збільшення обмежувального струму та великої кількості H+ та OH-, Таким чином, ефект регенерації аніонних і катіонообмінних смол, заповнених в камері прісної води, є хорошим.
Тому необхідно контролювати провідність води на вході, щоб провідність води на вході EDI становила менше 40 мс/см, що може забезпечити кваліфіковану провідність стоків і видалення слабких електролітів.

2. Вплив робочої напруги і струму
Зі збільшенням робочого струму якість води, що видобувається, продовжує поліпшуватися.
Однак, якщо сила струму збільшується після досягнення найвищої точки, через надмірну кількість іонів Н+ і ОН-, що утворюються в результаті іонізації води, крім використання для регенерації смоли, велика кількість надлишкових іонів виступає в якості іонів-переносників для провідності. У той же час через накопичення і блокування великої кількості іонів-носіїв під час руху відбувається навіть зворотна дифузія, в результаті чого знижується якість виробленої води.
Тому необхідно підбирати відповідну робочу напругу і струм.

3. Вплив індексу каламутності та забруднення (SDI)
Канал виробництва води компонента EDI заповнений іонообмінною смолою. Надмірна каламутність та індекс забруднення заблокують канал, що призведе до підвищення різниці тиску в системі та зниження виробництва води.
Тому потрібна відповідна попередня обробка, і стоки зворотного осмосу в цілому відповідають вимогам EDI на вході.

4. Вплив твердості
Якщо залишкова жорсткість води на вході в ЕДІ є занадто високим, Це спричинить утворення накипу на поверхні мембрани концентрованого водяного каналу, зменшить швидкість потоку концентрованої води, зменшить питомий опір виробленої води, впливають на якість води виробленої води, а у важких випадках блокують канали концентрованої води та полярного потоку води компонента, спричиняючи руйнування компонента через внутрішнє нагрівання.
Вода на вході RO може бути пом'якшена і додана луг в поєднанні з видаленням CO2; коли вода на вході має високий вміст солі, можна додати RO або нанофільтрацію першого рівня в поєднанні з опрісненням для регулювання впливу жорсткості.

5. Вплив ТОС (загального органічного вуглецю)
Якщо вміст органічних речовин у флюенті занадто високий, це спричинить органічне забруднення смоли та селективно проникної мембрани, що призведе до збільшення робочої напруги системи та зниження якості виробленої води. У той же час в концентрованому водному каналі також легко утворюються органічні колоїди і перекривають канал.
Тому при лікуванні можна комбінувати інші вимоги до індексу для підвищення рівня R0 для задоволення вимог.

6. Вплив іонів металів, таких як Fe і Mn
Іони металів, такі як Fe і Mn, викличуть «отруєння» смоли, а металеве «отруєння» смоли викличе швидке погіршення якості стоків EDI, особливо швидке зниження швидкості видалення кремнію.
Крім того, окислювальний каталітичний вплив металів зі змінною валентністю на іонообмінні смоли призведе до незворотного пошкодження смоли. Взагалі кажучи, рівень Fe у флюенті EDI під час роботи становить менше 0,01 мг/л.

7. Вплив СО2 на стічні
HCO3- утворюється СО2 у водопроводі, є слабким електролітом, який може легко проникати в шар іонообмінної смоли та спричиняти зниження якості виробленої води. Для його видалення перед потоком води можна використовувати дегазаційну вежу.

8. Вплив загального вмісту аніонів (TEA)
Високий TEA зменшить питомий опір води, що виробляється EDI, або вимагатиме збільшення робочого струму EDI. Надмірний робочий струм збільшить струм системи та збільшить залишкову концентрацію хлору у воді електрода, що не добре для терміну служби мембрани електрода.

Крім перерахованих вище 8 факторів впливу, Температура вхідної води, значення рН, SiO2 і оксиди також впливають на роботу Система EDI.

03 Характеристики EDI
Технологія EDI широко використовується в галузях з високими вимогами до якості води, таких як електроенергетика, хімічна промисловість та медицина.
Багаторічні прикладні дослідження в області водопідготовки показують, що технологія очищення EDI має наступні 6 характеристик:
1. Висока якість води та стабільний вихід води
Технологія EDI поєднує в собі переваги безперервного опріснення шляхом електродіалізу та глибокого опріснення шляхом іонного обміну. Безперервна науково-дослідна практика показує, що використання технології EDI для опріснення дозволяє ефективно видаляти іони у воді та отримувати воду високої чистоти.

2. Низькі умови монтажу обладнання та мала площа
У порівнянні з іонообмінними станами, пристрої EDI мають невеликі розміри та невелику вагу, а також не вимагають резервуарів для зберігання кислоти або лугу, що може ефективно заощадити простір.
Мало того, пристрій EDI є збірною конструкцією з коротким терміном будівництва та невеликим навантаженням на монтаж на місці.

3. Простий дизайн, легка експлуатація та обслуговування
Пристрої для обробки EDI можуть бути виготовлені в модульній формі, можуть автоматично та безперервно регенеруватися, не вимагають великого та складного обладнання для регенерації, а також прості в експлуатації та обслуговуванні після введення в експлуатацію.

4. Просте автоматичне управління процесом очищення води
Пристрій EDI може підключати до системи кілька модулів паралельно. Модулі безпечні та стабільні, з надійною якістю, що робить експлуатацію та управління системою простою для реалізації програмного контролю та зручною експлуатацією.

5. Відсутність скидання відпрацьованої кислоти та відпрацьованої лужної рідини, що корисно для захисту навколишнього середовища
Пристрій EDI не вимагає кислотної та лужної хімічної регенерації, і в основному не вимагає скидання хімічних відходів
.
6. Висока швидкість відновлення води. Коефіцієнт використання води технологією очищення EDI зазвичай досягає 90% або більше


Таким чином, технологія EDI має великі переваги з точки зору якості води, стабільності роботи, простоти експлуатації та обслуговування, безпеки та захисту навколишнього середовища.
Однак і у нього є певні недоліки. Пристрої EDI мають вищі вимоги до якості водопровідної води, а їх одноразові інвестиції (витрати на інфраструктуру та обладнання) є відносно високими.
Слід зазначити, що хоча вартість інфраструктури та обладнання EDI дещо вища, ніж у технології змішаного ліжка, після всебічного розгляду вартості експлуатації пристрою, технологія EDI все ж має певні переваги.
Наприклад, станція чистої води порівнювала інвестиційні та експлуатаційні витрати двох процесів. Після одного року нормальної експлуатації, пристрій EDI може компенсувати різницю в інвестиціях за допомогою процесу змішаного ліжка.



04 Зворотний осмос + EDI проти традиційного іонного обміну

1. Порівняння початкових інвестицій проекту
З точки зору початкових інвестицій проекту, в систему очищення води з невеликою швидкістю потоку води процес зворотного осмосу + EDI усуває величезну систему регенерації, необхідну для традиційного процесу іонного обміну, особливо ліквідацію двох резервуарів для зберігання кислоти та двох резервуарів для зберігання лугу, що не тільки значно знижує вартість закупівлі обладнання, але також економить від 10% до 20% площі підлоги, тим самим знижуючи витрати на цивільне будівництво та вартість придбання землі при будівництві заводу.

Оскільки висота традиційного іонообмінного обладнання, як правило, перевищує 5 м, тоді як висота обладнання зворотного осмосу та EDI становить 2,5 м, висота цеху водопідготовки може бути зменшена на 2 до 3 м, тим самим заощаджуючи ще від 10% до 20% інвестицій у цивільне будівництво заводу.

З огляду на швидкість відновлення зворотного осмосу і EDI, концентрована вода вторинного зворотного осмосу і EDI повністю відновлюється, але концентрована вода первинного зворотного осмосу (близько 25%) повинна бути відведена, і відповідно збільшується вихід системи попереднього очищення. Коли система попереднього очищення використовує традиційний процес коагуляції, освітлення та фільтрації, початкові інвестиції повинні бути збільшені приблизно на 20% порівняно з системою попереднього очищення процесу іонного обміну.
Беручи до уваги всі фактори, початкові інвестиції в процес зворотного осмосу + EDI в малу систему водопідготовки приблизно еквівалентні інвестиціям традиційного процесу іонного обміну.

2. Порівняння експлуатаційних витрат
Як ми всі знаємо, з точки зору споживання реагентів, експлуатаційні витрати процесу зворотного осмосу (включаючи дозування зворотного осмосу, хімічне очищення, очищення стічних вод тощо) нижчі, ніж традиційний іонообмінний процес (включаючи регенерацію іонообмінної смоли, очищення стічних вод тощо).
Однак з точки зору енергоспоживання, заміни запасних частин і т.д. процес зворотного осмосу плюс EDI набагато вище, ніж традиційний процес іонного обміну.
Згідно зі статистикою, експлуатаційні витрати зворотного осмосу плюс процесу EDI дещо вищі, ніж при традиційному іонообмінному процесі.
Беручи до уваги всі фактори, загальні витрати на експлуатацію та обслуговування зворотного осмосу та процесу EDI на 50-70% вищі, ніж у традиційного процесу іонообміну.

3. Зворотний осмос + EDI має сильну адаптивність, високий ступінь автоматизації та низьке забруднення навколишнього середовища
Процес зворотного осмосу + EDI має сильну адаптивність до вмісту солей у сирій воді. Процес зворотного осмосу може бути використаний для морської води, солонуватої води, шахтної дренажної води, підземних вод і річкової води, тоді як процес іонного обміну не є економічним, коли вміст розчиненої твердої речовини у вхідній воді перевищує 500 мг/л.
Зворотний осмос і EDI не вимагають регенерації кислот і лугів, не споживають велику кількість кислоти і лугу, а також не виробляють велику кількість кислотних і лужних стічних вод. Потрібно лише невелика кількість кислоти, лугу, інгібітора накипу і відновника.
З точки зору експлуатації та обслуговування, зворотний осмос та EDI також мають переваги високого ступеня автоматизації та простого програмного керування.


4. Обладнання зворотного осмосу + EDI дороге, складне в ремонті та важко піддається обробці розсолом
Незважаючи на те, що процес зворотного осмосу плюс EDI має багато переваг, коли обладнання виходить з ладу, особливо коли мембрана зворотного осмосу та стек мембран EDI пошкоджені, його можна вимкнути лише для заміни. У більшості випадків для його заміни потрібні професійні фахівці, а час відключення може бути тривалим.
Хоча зворотний осмос не виробляє великої кількості кислотних і лужних стічних вод, швидкість відновлення зворотного осмосу першого рівня, як правило, становить лише 75%, що дозволить виробляти велику кількість концентрованої води. Вміст солі в концентрованій воді буде набагато вище, ніж в сирій воді. В даний час не існує зрілих заходів очищення цієї частини концентрованої води, і після скидання вона буде забруднювати навколишнє середовище.
В даний час відновлення і утилізація розсолу зворотного осмосу на вітчизняних електростанціях в основному використовується для промивки вугілля і зволоження золи; Деякі університети проводять дослідження з процесів випаровування розсолу і кристалізаційного очищення, але вартість висока, а складність велика, і він ще не отримав широкого застосування в промисловості.
Вартість обладнання зворотного осмосу та EDI відносно висока, але в деяких випадках вона навіть нижча, ніж початкові інвестиції в традиційний процес іонного обміну.
У великомасштабних системах водопідготовки (коли система виробляє велику кількість води) початкові інвестиції в системи зворотного осмосу і EDI набагато вище, ніж у традиційних процесів іонного обміну.
У невеликих системах водопідготовки процес зворотного осмосу плюс EDI приблизно еквівалентний традиційному процесу іонного обміну з точки зору початкових інвестицій.
Таким чином, коли потужність системи очищення води невелика, процес очищення зворотним осмосом і EDI може мати пріоритет. Цей процес має низькі початкові інвестиції, високий ступінь автоматизації та низьке забруднення навколишнього середовища.

Для уточнення цін, будь ласка, зв'яжіться з нами

Задайте свої запитання