16 veebruar 2023
Kumb on parem, pöördosmoos + EDI või traditsiooniline ioonivahetus?
EDI täielik ingliskeelne nimi on elektroodionisatsioon, tuntud ka kui elektrodeionisatsioonitehnoloogia või pakendatud kihiga elektrodialüüs
Elektrodeionisatsioonitehnoloogia ühendab kaks ioonivahetuse ja elektrodialüüsi tehnoloogiat. See on elektrodialüüsi baasil välja töötatud magestamistehnoloogia ja see on veepuhastustehnoloogia, mida on laialdaselt kasutatud ja mis on saavutanud paremaid tulemusi pärast ioonivahetusvaiku.
See mitte ainult ei kasuta ära elektrodialüüsitehnoloogia abil pideva magestamise eeliseid, vaid kasutab ka ioonivahetustehnoloogiat, et saavutada sügava magestamise efekt;
See mitte ainult ei paranda defekti, et voolu efektiivsus langeb, kui elektrodialüüsiprotsessi kasutatakse madala kontsentratsiooniga lahuste töötlemiseks, suurendab ioonide ülekannet, vaid võimaldab ka ioonivahetit regenereerida, vältides regenerantide kasutamist ja vähendades happe-aluse regenerantide kasutamisel tekkivat sekundaarset. Sekundaarne reostus, realiseerida deioniseerimise pidev toimimine.
TEDI deioniseerimise aluspõhimõte hõlmab järgmist kolme protsessi:
1. Elektrodialüüsi protsess
Välise elektrivälja mõjul migreerub vees olev elektrolüüt selektiivselt läbi vees oleva ioonivahetusvaigu ja väljub koos kontsentreeritud veega, eemaldades seeläbi vees olevad ioonid.
2. Ioonivahetuse protsess
Vees olevad lisandiioonid vahetatakse ioonivahetusvaiguga ja vees olevad lisandiioonid ühendatakse, et saavutada vees olevate ioonide tõhus eemaldamine.
3. Elektrokeemiline regenereerimisprotsess
Vaik regenereeritakse elektrokeemiliselt, kasutades ioonivahetusvaigu liidesevee polarisatsioonil tekkivaid H+ ja OH-, et realiseerida vaigu isetaastumine.
02 EDI mõjutavad tegurid ja kontrollvahendid?
1. Sissevoolu juhtivuse mõju
Sama töövoolu korral väheneb toorvee juhtivuse suurenedes nõrkade elektrolüütide eemaldamise kiirus EDI abil ja suureneb ka heitvee juhtivus.
Kui toorvee juhtivus on madal, on ka ioonide sisaldus madal ning ioonide madal kontsentratsioon muudab mageveekambris vaigu ja membraani pinnale moodustunud elektromotoorjõu gradiendi ka suureks, mille tulemuseks on vee dissotsiatsioon suureneb, piirvoolu suurenemine ja tekkiv H+ Ja OH- kogus on suurem, et mageveekambris täidetud aniooni ja katioonivahetusvaigu regenereeriv toime oleks hea.
Seetõttu on vaja kontrollida sissevoolava vee juhtivust nii, et EDI sissevoolava vee juhtivus oleks alla 40us/cm, mis tagab heitvee kvalifitseeritud juhtivuse ja nõrkade elektrolüütide eemaldamise.
2. Tööpinge ja voolu mõju
Töövoolu suurenedes paraneb toodetud vee kvaliteet jätkuvalt.
Kui aga voolu suurendatakse pärast kõrgeima punkti jõudmist, siis vee ionisatsioonil tekkivate H+ ja OH- ioonide liigse koguse tõttu toimib lisaks vaigu regenereerimiseks ka suur hulk ioonide ülejääke juhtivuse kandjate ioonidena ja samal ajal kandjate ioonide liikumisprotsessi suure hulga tõttu Keskkonnas toimub kogunemine ja ummistumine, ja toimub isegi tagasidifusioon, mille tulemuseks on toodetud vee kvaliteedi langus.
Seetõttu tuleb valida sobiv tööpinge ja vool.
3. Hägususe ja saasteindeksi (SDI) mõju
EDI mooduli veetootmiskanal on täidetud ioonivahetusvaiguga. Liigne hägusus ja saasteindeks blokeerivad kanali, mille tulemuseks on süsteemi rõhuerinevuse suurenemine ja veetootmise vähenemine.
Seetõttu on vajalik nõuetekohane eeltöötlus ja RO heitvesi vastab üldjuhul EDI influenti nõuetele.
4. Kõvaduse mõju
Kui toitevee jääkkaredus EDI-s on liiga kõrge, põhjustab see kontsentreeritud veekanali membraanipinnal saastumist, kontsentreeritud vee voolukiirus väheneb, toodetud vee takistus väheneb ja vee kvaliteet halveneb. Rasketel juhtudel blokeeritakse mooduli kontsentreeritud vee- ja polaarveekanalid. Tulemuseks on komponentide hävimine sisemise kuumutamise tõttu.
Seda saab kombineerida CO2 eemaldamisega, et pehmendada ja lisada RO sissevoolavale veele leelist; kui sissevoolava vee soolasisaldus on kõrge, võib seda kombineerida magestamisega, et tõsta RO taset, või nanofiltreerimisega, et reguleerida kareduse mõju.
5. Orgaanilise süsiniku kogusisalduse mõju
Kui orgaanilise aine sisaldus sissevoolavas vees on liiga kõrge, põhjustab see vaigu ja selektiivselt läbilaskva membraani orgaanilist reostust, mis toob kaasa süsteemi tööpinge suurenemise ja toodetud vee kvaliteedi languse. Samal ajal on kontsentreeritud veekanalis lihtne moodustada orgaanilist kolloidi ja kanalit blokeerida.
Seetõttu võib sellega tegelemisel lisada ühe R0 taseme koos teiste indeksinõuetega, et nõudeid täita.
6. Metalliioonide, nagu Fe ja Mn, mõju
Metalliioonid nagu Fe ja Mn põhjustavad vaigu "mürgistust" ja vaigu metallimürgitus põhjustab EDI heitvee kvaliteedi kiiret halvenemist, eriti räni eemaldamise kiiruse kiiret langust.
Lisaks põhjustab muutuva valentsiga metallide oksüdatiivne katalüütiline toime ioonivahetusvaikudele vaikudele püsivaid kahjustusi.
Üldiselt on EDI-sissevoolu Fe töö ajal madalam kui 0.01 mg/l.
7. C02 mõju mõjutajale
Sissevoolavas vees CO2 poolt tekkiv HCO3 on nõrk elektrolüüt, mis võib kergesti tungida ioonivahetusvaigu kihti ja põhjustada toodetud vee kvaliteedi halvenemist.
Selle saab eemaldada torni degaseerimisega enne vette sisenemist.
8. Anioonide üldsisalduse mõju (TEA)
Kõrge TEA vähendab EDI toodetud vee takistust või suurendab EDI töövoolu, samas kui liiga suur töövool suurendab süsteemi voolu, suurendab jääkkloori kontsentratsiooni elektroodivees ja kahjustab elektroodi membraani eluiga.
Lisaks ülaltoodud kaheksale mõjutavale tegurile mõjutavad EDI-süsteemi tööd ka sisselaskevee temperatuur, pH väärtus, SiO2 ja oksiidid.
03 EDI omadused
Viimastel aastatel on EDI-tehnoloogiat laialdaselt kasutatud kõrgete veekvaliteedi nõuetega tööstusharudes, nagu elektrienergia, keemiatööstus ja meditsiin.
Pikaajalised rakendusuuringud veepuhastuse valdkonnas näitavad, et EDI puhastustehnoloogial on järgmised kuus omadust:
1. Vee kvaliteet on kõrge ja vee väljund stabiilne
EDI-tehnoloogia ühendab endas pideva magestamise eelised elektrodialüüsi teel ja sügava magestamise ioonivahetuse teel. Pidevad teaduslikud uuringud ja praktika on näidanud, et EDI-tehnoloogia uuesti kasutamine magestamiseks võib tõhusalt eemaldada vees ioone ja heitvee puhtus on kõrge.
2. Madalad seadmete paigaldustingimused ja väike jalajälg
Võrreldes ioonivahetusvoodiga on EDI-seade väikese suurusega ja kerge ning seda ei pea varustama happe- ja leelisemahutitega, mis võivad tõhusalt ruumi säästa.
Vähe sellest, EDI-seade on iseseisev konstruktsioon, ehitusperiood on lühike ja kohapealne paigalduskoormus väike.
3. Lihtne disain, mugav kasutamine ja hooldus
EDI töötlemisseadet saab toota modulaarselt ning seda saab automaatselt ja pidevalt regenereerida ilma suurte ja keeruliste regenereerimisseadmeteta. Pärast kasutuselevõttu on seda lihtne kasutada ja hooldada.
4. Veepuhastusprotsessi automaatne juhtimine on lihtne ja mugav
EDI-seadet saab süsteemiga ühendada paralleelselt mitme mooduliga. Moodulid on töös ohutud ja stabiilsed ning usaldusväärse kvaliteediga, muutes süsteemi toimimise ja haldamise hõlpsasti teostatavaks programmi juhtimiseks ja lihtsaks kasutamiseks.
5. Jäätmehapete ja leeliseliste jäätmete heide keeld, mis soodustab keskkonnakaitset
EDI seade ei vaja happe ja leeliselise keemilist regenereerimist ning põhimõtteliselt puudub keemiliste jäätmete ärajuhtimine.
6. Vee taaskasutamise määr on kõrge ja EDI puhastustehnoloogia veekasutuse määr on üldiselt kuni 90% või rohkem
Kokkuvõtteks võib öelda, et EDI-tehnoloogial on suured eelised veekvaliteedi, töö stabiilsuse, kasutus- ja hoolduslihtsuse, ohutuse ja keskkonnakaitse osas.
Kuid sellel on ka teatud puudused. EDI seadmel on kõrgemad nõuded sissevooluvee kvaliteedile ning selle ühekordne investeering (infrastruktuuri ja seadmete kulud) on suhteliselt kõrge.
Tuleb märkida, et kuigi EDI infrastruktuuri ja seadmete maksumus on veidi kõrgem kui segakihi protsessil, on EDI-tehnoloogial pärast seadme töökulude arvestamist siiski teatud eeliseid.
Näiteks puhta vee jaam võrdles kahe protsessi investeerimis- ja tegevuskulusid ning EDI-seade suudab kompenseerida investeeringute erinevuse segakihi protsessiga pärast üheaastast tavapärast tööd.
04 Pöördosmoos + EDI VS traditsiooniline ioonivahetus
1. Projekti alginvesteeringu võrdlus
Projekti esialgse investeeringu osas väikese veevoolukiirusega veepuhastussüsteemi, kuna pöördosmoos + EDI protsess tühistab traditsioonilise ioonivahetusprotsessi jaoks vajaliku tohutu regenereerimissüsteemi, tühistab eriti kaks happemahutit ja kaks leeliselist mahutit. Taiwan mitte ainult ei vähenda oluliselt seadmete hankimise kulusid, vaid säästab ka umbes 10–20% maa-alast, vähendades seeläbi tehaste ehitamiseks vajaliku tsiviilehituse ja maa omandamise kulusid.
Kuna traditsiooniliste ioonivahetusseadmete kõrgus on üldjuhul üle 5 m, pöördosmoosi ja EDI-seadmete kõrgus aga 2,5 m piires, saab veepuhastustöökoja kõrgust vähendada 2-3 m võrra, säästes seeläbi veel 10-20% jaama tsiviilehituse investeeringutest.
Arvestades pöördosmoosi ja EDI taastumismäära, on sekundaarse pöördosmoosi ja EDI kontsentreeritud vesi täielikult taastatud, kuid primaarse pöördosmoosi kontsentreeritud vesi (umbes 25%) tuleb välja lasta ja eeltöötlussüsteemi väljundit vastavalt suurendada. Kui süsteem võtab kasutusele traditsioonilise hüübimis-, selitamis- ja filtreerimisprotsessi, peab alginvesteering suurenema umbes 20% võrreldes ioonivahetusprotsessi eeltöötlussüsteemiga.
Kõikehõlmav vaatlus, pöördosmoos + EDI protsess on väikestesse veepuhastussüsteemidesse tehtavate alginvesteeringute osas ligikaudu samaväärne traditsioonilise ioonivahetusprotsessiga.
2. Tegevuskulude võrdlus
Nagu me kõik teame, on pöördosmoosi protsessi (sealhulgas pöördosmoosi doseerimise, keemilise puhastamise, reovee puhastamise jne) tegevuskulud reaktiivide tarbimise osas madalamad kui traditsioonilise ioonivahetusprotsessi (sealhulgas ioonivahetusvaigu regenereerimine, reovee puhastamine jne) puhul.
Energiatarbimise, varuosade vahetamise jms osas on pöördosmoos pluss EDI protsess aga palju kõrgem kui traditsiooniline ioonivahetusprotsess.
Statistika kohaselt on pöördosmoosi pluss EDI protsessi tegevuskulud veidi kõrgemad kui traditsioonilise ioonivahetusprotsessi omad.
Põhjalikult arvesse võttes on pöördosmoosi pluss EDI protsessi üldised töö- ja hoolduskulud 50–70% kõrgemad kui traditsioonilisel ioonivahetusprotsessil.
3. Pöördosmoosil + EDI-l on tugev kohanemisvõime, kõrge automatiseerituse tase ja väike keskkonnareostus
Pöördosmoos + EDI protsess on väga kohanemisvõimeline toorvee soolsusega. Pöördosmoosi protsessi saab kasutada mereveest, riimveest, kaevanduse drenaaživeest, põhjaveest jõevette, samas kui ioonivahetusprotsessi lahustunud tahke aine sisaldus sissetulevas vees on üle 500 mg /l on ebaökonoomne.
Pöördosmoos ja EDI ei vaja happe-aluse regenereerimist, tarbivad suures koguses happe-alust ega tekita suures koguses happe-aluse reovett. Nad peavad lisama ainult väikese koguse hapet, leelist, katlakivivastast ainet ja redutseerivat ainet.
Töö ja hoolduse osas on pöördosmoosil ja EDI-l ka kõrge automatiseerituse ja lihtsa programmi juhtimise eelised.
4. Pöördosmoos + EDI seadmed on kallid ja raskesti parandatavad ning kontsentreeritud soolvett on raske töödelda
Kuigi pöördosmoosi ja EDI protsessil on palju eeliseid, saab seadme rikke korral, eriti kui pöördosmoosi membraan ja EDI membraani virn on kahjustatud, asendada ainult väljalülitamisega. Enamikul juhtudel on selle väljavahetamiseks vaja professionaalseid ja tehnilisi töötajaid ning seiskamisaeg võib pikeneda.
Kuigi pöördosmoos ei tekita suures koguses happe-aluse reovett, on primaarse pöördosmoosi taaskasutusmäär üldjuhul vaid 75% ja tekib suur kogus kontsentreeritud vett. Kontsentreeritud vee soolasisaldus on palju suurem kui toorvees. Puhastusmeetmed, kui need on välja lastud, saastavad keskkonda.
Praegu võetakse kodumaistes elektrijaamades suurem osa pöördosmoosil tekkivast kontsentreeritud soolveest ringlusse ja kasutatakse kivisöe pesemiseks ja tuha niisutamiseks; Mõned ülikoolid viivad läbi uuringuid kontsentreeritud soolvee aurustumise ja kristalliseerumise kohta, kuid kulud on kõrged ja rasked ning suuri probleeme veel pole. tööstuslike rakenduste valik.
Pöördosmoosi ja EDI seadmete maksumus on suhteliselt kõrge, kuid mõnel juhul on see isegi madalam kui traditsioonilise ioonivahetusprotsessi alginvesteering.
Suuremahulistes veepuhastussüsteemides (kui süsteem toodab suures koguses vett) on pöördosmoosi- ja EDI-süsteemide alginvesteering palju suurem kui traditsiooniliste ioonivahetusprotsesside puhul.
Väikestes veepuhastussüsteemides on pöördosmoos pluss EDI protsess väikestesse veepuhastussüsteemidesse tehtava alginvesteeringu poolest ligikaudu samaväärne traditsioonilise ioonivahetusprotsessiga.
Kokkuvõtteks võib öelda, et kui veepuhastussüsteemi väljund on väike, võib eelistada pöördosmoosi ja EDI puhastusprotsessi. Sellel protsessil on madal alginvesteering, kõrge automatiseerituse tase ja madal keskkonnareostus.
KLÕPSAKE NUPPU VAADE