Pöördosmoosi + EDI ja traditsioonilise ioonivahetusprotsessi tehnoloogia võrdlus

Tere tulemast meiega ühendust võtma WhatsApp
09. august 2024

Pöördosmoosi + EDI ja traditsioonilise ioonivahetusprotsessi tehnoloogia võrdlus


1.Mis on EDI?

EDI täielik nimi on elektroodide ionisatsioon, mis tähendab elektrilist magestamist, tuntud ka kui elektrodeioniseerimistehnoloogiat, või pakitud voodi elektrodialüüsi.
Elektrodeionisatsioonitehnoloogia ühendab ioonivahetuse ja elektrodialüüsi. See on magestamise tehnoloogia, mis on välja töötatud elektrodialüüsi alusel. See on veepuhastustehnoloogia, mida on laialdaselt kasutatud ja saavutatud häid tulemusi pärast ioonivahetusvaiku.
See mitte ainult ei kasuta elektrodialüüsi tehnoloogia pideva magestamise eeliseid, vaid kasutab ka ioonivahetustehnoloogiat sügava magestamise saavutamiseks;
See mitte ainult ei paranda vähenenud voolu efektiivsuse defekti madala kontsentratsiooniga lahuste töötlemisel elektrodialüüsiprotsessis, suurendab ioonide ülekannet, vaid võimaldab ka ioonvaheteid regenereerida, väldib regenereerimisainete kasutamist, vähendab happe-aluse regenereerimisainete kasutamisel tekkivat sekundaarset reostust ja realiseerib pideva deioniseerimisoperatsiooni.


EDI deioniseerimise põhiprintsiip hõlmab järgmisi kolme protsessi:
1. Elektrodialüüsi protsess
Välise elektrivälja toimel migreerub vees olev elektrolüüt selektiivselt läbi ioonivahetusvaigu vees ja juhitakse kontsentreeritud veega, eemaldades seeläbi vees olevad ioonid.

2. Ioonide vahetamise protsess
Vees olevad lisandiioonid vahetatakse ja kombineeritakse vees olevate lisandite ioonidega ioonivahetusvaigu kaudu, saavutades seeläbi vees olevate ioonide tõhusa eemaldamise efekti.

3. Elektrokeemiline regenereerimisprotsess
H+ ja OH-d, mis tekivad vee polarisatsioonil ioonivahetusvaigu liideses, kasutatakse vaigu elektrokeemiliseks regenereerimiseks, et saavutada vaigu iseregenereerimine.

02 Millised on EDI-d mõjutavad tegurid ja millised on kontrollimeetmed?

1. Sisselaskevee juhtivuse mõju
Sama töövoolu all, kui toorvee juhtivus suureneb, väheneb nõrkade elektrolüütide EDI eemaldamise kiirus ja suureneb ka heitvee juhtivus.
Kui toorvee juhtivus on madal, on ka ioonide sisaldus madal ja ioonide madal kontsentratsioon muudab mageveekambris vaigu ja membraani pinnale moodustunud elektromotoorjõu gradiendi samuti suureks, mille tulemuseks on vee dissotsiatsiooni suurenemine, piirava voolu suurenemine ja suur hulk H + ja OH-, nii et mageveekambrisse täidetud aniooni- ja katioonivahetusvaikude regenereeriv toime on hea.
Seetõttu sisselaskevee juhtivust on vaja reguleerida nii, et EDI sisselaskevee juhtivus oleks väiksem kui 40us/cm, mis võib tagada kvalifitseeritud heitvee juhtivuse ja nõrkade elektrolüütide eemaldamise.

2. Tööpinge ja -voolu mõju
Töövoolu suurenedes paraneb toodetud vee veekvaliteet jätkuvalt.
Kui aga vool suureneb pärast kõrgeima punkti saavutamist, kuna vee ionisatsioonil tekib liiga palju H+ ja OH- ioone, lisaks sellele, et neid kasutatakse vaigu regenereerimiseks, toimib suur hulk ülejääkioone juhtivuse kandjaioonidena. Samal ajal toimub suure hulga kandjaioonide kogunemise ja ummistumise tõttu liikumise ajal isegi vastupidine difusioon, mille tulemuseks on toodetud vee kvaliteedi langus.
Seetõttu on vaja valida sobiv tööpinge ja vool.

3. Hägususe ja saasteindeksi (SDI) mõju
EDI komponendi veetootmiskanal on täidetud ioonivahetusvaiguga. Liigne hägusus ja saasteindeks blokeerivad kanali, põhjustades süsteemi rõhuerinevuse tõusu ja veetootmise vähenemise.
Seetõttu on vajalik asjakohane eeltöötlus, ja RO heitvesi vastab üldiselt EDI sisselaskeava nõuetele.

4. Kõvaduse mõju
Kui EDI sisselaskevee jääkkaredus on liiga kõrge, See põhjustab kontsentreeritud veekanali membraanipinnal mastaapimist, vähendab kontsentreeritud veevoolukiirust, vähendab toodetud vee takistustmõjutavad toodetud vee veekvaliteeti ja rasketel juhtudel blokeerivad komponendi kontsentreeritud vee ja polaarse vee voolukanalid, põhjustades komponendi hävimise sisemise kuumutamise tõttu.
Ro sisselaskevett saab pehmendada ja leelist võib lisada koos CO2 eemaldamisega; kui sisselaskevesi on kõrge soolasisaldusega, võib kõvaduse mõju reguleerimiseks lisada esimese astme RO või nanofiltratsiooni koos magestamisega.

5. TOC (orgaanilise süsiniku kogusisalduse) mõju
Kui sissevoolu orgaaniline sisaldus on liiga kõrge, põhjustab see vaigu ja selektiivse läbilaskva membraani orgaanilist reostust, mille tulemuseks on süsteemi tööpinge suurenemine ja toodetud vee kvaliteedi langus. Samal ajal on kontsentreeritud veekanalis lihtne moodustada ka orgaanilisi kolloide ja blokeerida kanal.
Seetõttu saate ravimisel kombineerida teisi indeksinõudeid, et suurendada R0 taset nõuete täitmiseks.

6. Metalliioonide, nagu Fe ja Mn, mõju
Metalliioonid nagu Fe ja Mn põhjustavad vaigu "mürgitust" ja vaigu metalli "mürgistus" põhjustab EDI heitvee kvaliteedi kiiret halvenemist, eriti räni eemaldamise kiiruse kiiret vähenemist.
Lisaks põhjustab muutuvate valentsmetallide oksüdatiivne katalüütiline toime ioonivahetusvaikudele vaigu püsivat kahjustust. Üldiselt kontrollitakse, et EDI sissevoolu Fe on töötamise ajal alla 0,01 mg/l.

7. CO2 mõju sissevoolule
Sissevoolus CO2 tekitatud HCO3 on nõrk elektrolüüt, mis võib kergesti tungida läbi ioonivahetusvaigu kihi ja põhjustada toodetud vee kvaliteedi langust. Degaseerimistorni saab kasutada selle eemaldamiseks enne sissevoolu.

8. Aniooni üldsisalduse (TEA) mõju
Kõrge TEA vähendab EDI toodetud vee takistust või nõuab EDI töövoolu suurendamist. Liigne töövool suurendab süsteemi voolu ja suurendab kloori jääkkontsentratsiooni elektroodi vees, mis ei ole hea elektroodimembraani elueale.

Lisaks ülaltoodud 8 mõjutavale tegurile sisselaskevee temperatuur, pH väärtus, SiO2 ja oksiidid mõjutavad ka EDI süsteem.

03 EDI omadused
EDI-tehnoloogiat on laialdaselt kasutatud kõrgete veekvaliteedi nõuetega tööstusharudes, nagu elekter, keemiatööstus ja meditsiin.
Pikaajalised rakendusuuringud veepuhastuse valdkonnas näitavad, et EDI puhastustehnoloogial on järgmised 6 omadust:
1. Kõrge veekvaliteet ja stabiilne veevarustus
EDI-tehnoloogia ühendab pideva magestamise eelised elektrodialüüsi teel ja sügava magestamise ioonivahetuse teel. Pidevad teaduslikud uurimispraktikad näitavad, et EDI-tehnoloogia kasutamine magestamiseks võib tõhusalt eemaldada ioone vees ja tekitada kõrge puhtusastmega vett.

2. Madalad seadmete paigaldustingimused ja väike jalajälg
Võrreldes ioonivahetusvooditega on EDI-seadmed väikesed ja kerged ning ei vaja happe- või leelismahutit, mis võib tõhusalt ruumi säästa.
Vähe sellest, EDI-seade on kokkupandav konstruktsioon, millel on lühike ehitusperiood ja väike kohapealne paigalduskoormus.

3. Lihtne disain, lihtne kasutada ja hooldada
EDI-töötlusseadmeid saab toota modulaarsel kujul, neid saab automaatselt ja pidevalt regenereerida, need ei vaja suuri ja keerulisi regenereerimisseadmeid ning neid on pärast kasutuselevõttu lihtne kasutada ja hooldada.

4. Vee puhastamise protsessi lihtne automaatne juhtimine
EDI-seade võib süsteemiga paralleelselt ühendada mitu moodulit. Moodulid on ohutud ja stabiilsed, usaldusväärse kvaliteediga, muutes süsteemi toimimise ja haldamise lihtsaks programmi juhtimiseks ja mugavaks kasutamiseks.

5. Ei teki happejäätmeid ega leelisvedeliku heitmeid, mis on kasulik keskkonnakaitsele
EDI-seade ei vaja happe ja leelise keemilist regenereerimist ning põhimõtteliselt ei vaja keemiliste jäätmete eraldumist
.
6. Kõrge vee taaskasutamise määr. EDI puhastustehnoloogia veekasutuse määr on üldiselt 90% või rohkem


Kokkuvõtteks võib öelda, et EDI-tehnoloogial on suured eelised vee kvaliteedi, töö stabiilsuse, kasutusmugavuse ja hoolduse, ohutuse ja keskkonnakaitse osas.
Siiski on sellel ka teatud puudusi. EDI-seadmetel on sissevoolu vee kvaliteedile kõrgemad nõuded ning nende ühekordsed investeeringud (taristu ja seadmete kulud) on suhteliselt kõrged.
Tuleb märkida, et kuigi EDI infrastruktuuri ja seadmete maksumus on veidi kõrgem kui segavoodi tehnoloogial, pärast seadme töökulude põhjalikku kaalumist on EDI-tehnoloogial endiselt teatud eelised.
Näiteks võrdles puhta vee jaam kahe protsessi investeerimis- ja tegevuskulusid. Pärast üheaastast normaalset toimimist, EDI-seade võib kompenseerida investeeringute erinevuse segavoodi protsessiga.



04 Pöördosmoos + EDI VS traditsiooniline ioonivahetus

1. Projekti alginvesteeringu võrdlus
Projekti alginvesteeringute osas kõrvaldab pöördosmoos + EDI protsess väikese veevoolukiirusega veepuhastussüsteemis traditsioonilise ioonivahetusprotsessi jaoks vajaliku tohutu regenereerimissüsteemi, eriti kahe happemahuti ja kahe leelisemahuti kõrvaldamise, mis mitte ainult ei vähenda oluliselt seadmete hankekulusid, kuid säästab ka umbes 10–20% põrandapinnast, vähendades seeläbi tehase ehitamise tsiviilehituskulusid ja maa omandamise kulusid.

Kuna traditsiooniliste ioonivahetusseadmete kõrgus on üldiselt üle 5 m, samas kui pöördosmoosi ja EDI seadmete kõrgus jääb 2,5 m piiresse, saab veepuhastustöökoja kõrgust vähendada 2–3 m võrra, säästes seeläbi veel 10–20% tehase tsiviilehitusinvesteeringutest.

Arvestades pöördosmoosi ja EDI taastumismäära, on sekundaarse pöördosmoosi ja EDI kontsentreeritud vesi täielikult taastatud, kuid primaarse pöördosmoosi kontsentreeritud vesi (umbes 25%) tuleb tühjendada ja eeltöötlussüsteemi väljundit tuleb vastavalt suurendada. Kui eeltöötlussüsteem võtab kasutusele traditsioonilise koagulatsiooni-, selitamis- ja filtreerimisprotsessi, tuleb esialgset investeeringut suurendada umbes 20% võrreldes ioonivahetusprotsessi eeltöötlussüsteemiga.
Kõiki tegureid arvesse võttes on pöördosmoosi + EDI protsessi esialgne investeering väikestesse veepuhastussüsteemidesse ligikaudu samaväärne traditsioonilise ioonivahetusprotsessiga.

2. Tegevuskulude võrdlus
Nagu me kõik teame, on reaktiivide tarbimise osas pöördosmoosi protsessi (sealhulgas pöördosmoosi doseerimine, keemiline puhastamine, reoveepuhastus jne) tegevuskulud madalamad kui traditsioonilise ioonivahetusprotsessi (sealhulgas ioonivahetusvaigu regenereerimine, reoveepuhastus jne) kulud.
Kuid energiatarbimise, varuosade asendamise jms osas on pöördosmoos pluss EDI protsess palju suurem kui traditsiooniline ioonivahetusprotsess.
Statistika kohaselt on pöördosmoosi ja EDI protsessi tegevuskulud veidi kõrgemad kui traditsioonilise ioonivahetusprotsessi puhul.
Kõiki tegureid arvesse võttes on pöördosmoosi ja EDI-protsessi üldised töö- ja hoolduskulud 50–70% kõrgemad kui traditsioonilise ioonivahetusprotsessi puhul.

3. Pöördosmoos + EDI-l on tugev kohanemisvõime, kõrge automatiseerituse tase ja madal keskkonnareostus
Pöördosmoos + EDI protsessil on tugev kohanemisvõime toorvee soolasisaldusega. Pöördosmoosi protsessi võib kasutada merevee, riimvee, kaevanduste drenaaživee, põhjavee ja jõevee puhul, samas kui ioonivahetusprotsess ei ole ökonoomne, kui sissevoolava vee lahustunud tahke aine sisaldus on suurem kui 500 mg/l.
Pöördosmoos ja EDI ei vaja happe ja leelise regenereerimist, ei tarbi suurt hulka hapet ja leelist ning ei tekita suurt hulka happe ja leelise reovett. Vaja on ainult väikest kogust hapet, leelist, katlakivi inhibiitorit ja redutseerijat.
Toimimise ja hoolduse osas on pöördosmoosil ja EDI-l ka kõrge automatiseerimisastme ja lihtsa programmi juhtimise eelised.


4. Pöördosmoos + EDI seadmed on kallid, raskesti parandatavad ja raskesti töödeldavad soolvees
Kuigi pöördosmoosil ja EDI-protsessil on palju eeliseid, saab seadme rikke korral, eriti kui pöördosmoosi membraan ja EDI-membraani virn on kahjustatud, seda saab sulgeda ainult asendamiseks. Enamikul juhtudel peavad selle asendama professionaalsed tehnikud ja seiskamisaeg võib olla pikk.
Kuigi pöördosmoos ei tekita suurt hulka happelist ja leeliselist reovett, on esimese astme pöördosmoosi taaskasutamise määr tavaliselt vaid 75%, mis tekitab suure hulga kontsentreeritud vett. Kontsentreeritud vee soolasisaldus on palju suurem kui toorvee soolasisaldus. Praegu ei ole selle kontsentreeritud vee osa jaoks välja töötatud küpseid puhastusmeetmeid ja kui see on välja lastud, saastab see keskkonda.
Praegu kasutatakse pöördosmoosi soolvee taaskasutamist ja kasutamist kodumaistes elektrijaamades peamiselt söe pesemiseks ja tuha niisutamiseks; Mõned ülikoolid viivad läbi uuringuid soolvee aurustamise ja kristalliseerumise puhastamise protsesside kohta, kuid kulud on kõrged ja raskus on suur ning seda ei ole tööstuses veel laialdaselt kasutatud.
Pöördosmoosi ja EDI-seadmete maksumus on suhteliselt kõrge, kuid mõnel juhul on see isegi madalam kui traditsioonilise ioonivahetusprotsessi alginvesteering.
Suuremahulistes veepuhastussüsteemides (kui süsteem toodab palju vett) on pöördosmoosi ja EDI-süsteemide alginvesteering palju suurem kui traditsiooniliste ioonivahetusprotsesside puhul.
Väikestes veepuhastussüsteemides on pöördosmoos pluss EDI protsess alginvesteeringute osas ligikaudu samaväärne traditsioonilise ioonivahetusprotsessiga.
Kokkuvõtteks võib öelda, et kui veepuhastussüsteemi väljund on väike, võib eelistada pöördosmoosi ja EDI töötlusprotsessi. Sellel protsessil on madalad alginvesteeringud, kõrge automatiseerituse tase ja madal keskkonnareostus.

Konkreetsete hindade saamiseks võtke meiega ühendust

Esitage oma küsimused