1. Что такое EDI?
Полное название EDI — ионизация электродов, что переводится как электрическое опреснение, также известное как технология электродеионизации, или электродиализ с насадочным слоем.
Технология электродеионизации сочетает в себе ионный обмен и электродиализ. Это технология опреснения, разработанная на основе электродиализа. Это технология очистки воды, которая получила широкое применение и показала хорошие результаты после применения ионообменных смол.
Он не только использует преимущества технологии непрерывного опреснения электродиализа, но и использует технологию ионного обмена для достижения глубокого опреснения;
Он не только устраняет дефект сниженной эффективности тока при обработке растворов с низкой концентрацией в процессе электродиализа, улучшает перенос ионов, но и позволяет регенерировать иониты, позволяет избежать использования регенерирующих агентов, снижает вторичное загрязнение, образующееся при использовании кислотно-щелочных регенерирующих агентов, и реализует непрерывную операцию деионизации.
Основной принцип ЭОД деионизации включает в себя следующие три процесса:
1. Процесс электродиализа
Под действием внешнего электрического поля электролит в воде избирательно мигрирует через ионообменную смолу в воде и разряжается вместе с концентрированной водой, тем самым удаляя ионы из воды.
2. Процесс ионного обмена
Ионы примесей в воде обмениваются и соединяются с ионами примесей в воде через ионообменную смолу, тем самым достигая эффекта эффективного удаления ионов из воды.
3. Процесс электрохимической регенерации
H+ и OH-, образующиеся в результате поляризации воды на границе раздела ионообменной смолы, используются для электрохимической регенерации смолы для достижения саморегенерации смолы.
02 Какие факторы влияют на ЭОД и какие меры по их устранению?
1. Влияние проводимости воды на входе
При одинаковом рабочем токе, по мере увеличения проводимости исходной воды скорость удаления ЭОД слабых электролитов уменьшается, а проводимость сточных вод также увеличивается.
Если проводимость сырой воды низкая, содержание ионов также низкое, а низкая концентрация ионов делает градиент электродвижущей силы, образующийся на поверхности смолы и мембраны в камере пресной воды, также большим, что приводит к усиленной степени диссоциации воды, увеличению предельного тока и большому количеству H+ и OH-, таким образом, эффект регенерации анионных и катионообменных смол, заполненных в камере пресной воды, хорош.
Следовательно необходимо контролировать проводимость воды на входе таким образом, чтобы проводимость воды на входе EDI составляла менее 40 мк/см, что может обеспечить квалифицированную проводимость сточных вод и удаление слабых электролитов.
2. Влияние рабочего напряжения и тока
По мере увеличения рабочего тока качество добываемой воды продолжает улучшаться.
Однако, если ток увеличивается после достижения наивысшей точки из-за чрезмерного количества ионов H+ и OH-, образующихся при ионизации воды, помимо использования для регенерации смолы, большое количество избыточных ионов действует как несущие ионы для проводимости. В то же время, из-за накопления и блокировки большого количества ионов-носителей во время движения, происходит даже обратная диффузия, в результате чего снижается качество добываемой воды.
Поэтому необходимо подобрать подходящее рабочее напряжение и ток.
3. Влияние мутности и индекса загрязнения (SDI)
Канал производства воды компонента EDI заполнен ионообменной смолой. Чрезмерное помутнение и индекс загрязнения заблокируют канал, что приведет к увеличению перепада давления в системе и снижению производства воды.
Поэтому требуется соответствующая предварительная обработка, а стоки обратного осмоса в целом соответствуют требованиям EDI на входе.
4. Влияние твердости
Если остаточная жесткость воды на входе в ЭОД слишком высокий, Это вызовет образование накипи на поверхности мембраны канала концентрированной воды, снизит скорость потока концентрированной воды, уменьшит удельное сопротивление добываемой воды, влияют на качество добываемой воды, а в тяжелых случаях блокируют каналы потока концентрированной воды и полярной воды компонента, вызывая разрушение компонента из-за внутреннего нагрева.
Входная вода обратного осмоса может быть смягчена и добавлена щелочь в сочетании с удалением CO2; когда входная вода имеет высокое содержание солей, можно добавить первый уровень обратного осмоса или нанофильтрацию в сочетании с опреснением для регулировки воздействия жесткости.
5. Влияние ООУ (общего органического углерода)
Если содержание органических веществ во входном слое слишком высокое, это вызовет органическое загрязнение смолы и селективной проницаемой мембраны, что приведет к повышению рабочего напряжения системы и снижению качества добываемой воды. В то же время в канале концентрированной воды также легко образуются органические коллоиды и блокируются канал.
Поэтому при обработке можно комбинировать другие требования к индексу, чтобы повысить уровень R0 для удовлетворения требований.
6. Воздействие ионов металлов, таких как Fe и Mn
Ионы металлов, такие как Fe и Mn, вызывают «отравление» смолы, а «отравление» смолы металлами приводит к быстрому ухудшению качества сточных вод EDI, особенно к быстрому снижению скорости удаления кремния.
Кроме того, окислительное каталитическое действие металлов переменной валентности на ионообменные смолы приведет к необратимому повреждению смолы. Вообще говоря, Fe поступающего ЭОД контролируется на уровне менее 0,01 мг/л во время работы.
7. Влияние СО2 на поступающий
HCO3-, образующийся при поступлении CO2, представляет собой слабый электролит, который может легко проникать через слой ионообменной смолы и вызывать снижение качества производимой воды. Для его удаления перед поступлением можно использовать дегазационную башню.
8. Влияние общего содержания анионов (TEA)
Высокое содержание чая снизит удельное сопротивление добываемой воды EDI или потребует увеличения рабочего тока EDI. Чрезмерный рабочий ток приведет к увеличению тока системы и увеличению остаточной концентрации хлора в электродной воде, что не очень хорошо для срока службы электродной мембраны.
Помимо вышеперечисленных 8 влияющих факторов, Температура воды на входе, значение pH, SiO2 и оксиды также влияют на работу Система EDI.
03 Характеристики ЭДО
Технология EDI широко используется в отраслях с высокими требованиями к качеству воды, таких как электроэнергетика, химическая промышленность и медицина.
Многолетние прикладные исследования в области водоподготовки показывают, что технология очистки ЭДО имеет следующие 6 характеристик:
1. Высокое качество воды и стабильная производительность
Технология EDI сочетает в себе преимущества непрерывного опреснения с помощью электродиализа и глубокого опреснения с помощью ионного обмена. Непрерывная научноисследовательская практика показывает, что использование технологии EDI для опреснения позволяет эффективно удалять ионы в воде и получать выход воды высокой чистоты.
2. Низкие условия установки оборудования и малая занимаемая площадь
По сравнению с ионообменными слоями, устройства EDI имеют небольшие размеры и легкий вес, а также не требуют резервуаров для хранения кислоты или щелочи, что может эффективно сэкономить место.
Мало того, устройство EDI представляет собой сборную конструкцию с коротким периодом строительства и небольшой рабочей нагрузкой на установку на месте.
3. Простая конструкция, простота в эксплуатации и обслуживании
Устройства для обработки EDI могут быть изготовлены в модульной форме, могут автоматически и непрерывно регенерироваться, не требуют большого и сложного оборудования для регенерации, а также просты в эксплуатации и обслуживании после ввода в эксплуатацию.
4. Простое автоматическое управление процессом очистки воды
Устройство EDI может подключать несколько модулей к системе параллельно. Модули безопасны и стабильны, с надежным качеством, что делает эксплуатацию и управление системой простым в реализации программного контроля и удобной эксплуатацией.
5. Отсутствие сброса отработанной кислоты и щелочной жидкости, что полезно для защиты окружающей среды.
Устройство EDI не требует регенерации кислот и щелочей, а также практически не выбрасывает химические отходы
.
6. Высокая скорость восстановления воды. Коэффициент использования воды в технологии очистки EDI обычно достигает 90% и более
Подводя итог, можно сказать, что технология EDI имеет большие преимущества с точки зрения качества воды, эксплуатационной стабильности, простоты эксплуатации и обслуживания, безопасности и защиты окружающей среды.
Однако у него есть и определенные недостатки. Устройства ЭОД предъявляют более высокие требования к качеству входящей воды, а их единовременные инвестиции (затраты на инфраструктуру и оборудование) относительно высоки.
Следует отметить, что хотя стоимость инфраструктуры и оборудования EDI немного выше, чем у технологии смешанного слоя, после комплексного рассмотрения стоимости эксплуатации устройства, технология EDI все же имеет определенные преимущества.
Например, станция чистой воды сравнила инвестиционные и эксплуатационные затраты двух процессов. После одного года нормальной эксплуатации, Устройство EDI может компенсировать разницу в инвестициях при работе со смешанным слоем.
04 Обратный осмос + EDI VS традиционный ионный обмен
1. Сравнение первоначальных инвестиций проекта
С точки зрения первоначальных инвестиций проекта, в систему очистки воды с небольшим расходом воды, процесс обратного осмоса + EDI устраняет огромную систему регенерации, необходимую для традиционного процесса ионного обмена, особенно устранение двух резервуаров для хранения кислоты и двух резервуаров для хранения щелочи, что не только значительно снижает затраты на закупку оборудования. Но также экономит от 10% до 20% площади, тем самым снижая затраты на гражданское строительство и стоимость приобретения земли для строительства завода.
Поскольку высота традиционного ионообменного оборудования обычно превышает 5 м, в то время как высота оборудования обратного осмоса и EDI находится в пределах 2,5 м, высота цеха очистки воды может быть уменьшена на 2-3 м, тем самым сэкономив еще от 10% до 20% инвестиций в гражданское строительство завода.
Учитывая скорость восстановления обратного осмоса и ЭОД, концентрированная вода вторичного обратного осмоса и ЭОД полностью восстанавливается, но концентрированная вода первичного обратного осмоса (около 25%) должна быть сброшена, и производительность системы предварительной очистки должна быть соответственно увеличена. Когда в системе предварительной обработки используется традиционный процесс коагуляции, осветления и фильтрации, первоначальные инвестиции должны быть увеличены примерно на 20% по сравнению с системой предварительной обработки процесса ионного обмена.
Принимая во внимание все факторы, первоначальные инвестиции в процесс обратного осмоса + EDI в небольшую систему очистки воды примерно эквивалентны традиционному процессу ионного обмена.
2. Сравнение эксплуатационных расходов
Как известно, с точки зрения расхода реагентов эксплуатационные затраты на процесс обратного осмоса (включая дозирование обратного осмоса, химическую очистку, очистку сточных вод и т.д.) ниже, чем у традиционного процесса ионного обмена (включая регенерацию ионообменной смолы, очистку сточных вод и т.д.).
Однако с точки зрения энергопотребления, замены запасных частей и т.д., обратный осмос плюс процесс EDI намного выше, чем традиционный процесс ионного обмена.
По статистике, эксплуатационные расходы при обратном осмосе плюс ЭДО несколько выше, чем при традиционном ионном обмене.
Принимая во внимание все факторы, общая стоимость эксплуатации и технического обслуживания процесса обратного осмоса и EDI на 50–70% выше, чем при традиционном процессе ионного обмена.
3. Обратный осмос + EDI обладает высокой адаптивностью, высокой степенью автоматизации и низким уровнем загрязнения окружающей среды.
Процесс обратного осмоса + EDI обладает сильной приспособляемостью к содержанию солей в сырой воде. Процесс обратного осмоса может быть использован для морской воды, солоноватой воды, шахтных дренажных вод, грунтовых вод и речных вод, в то время как процесс ионного обмена не является экономичным, когда содержание растворенных твердых частиц в входящей воде превышает 500 мг/л.
Обратный осмос и ЭДО не требуют кислотной и щелочной регенерации, не потребляют большое количество кислоты и щелочи, а также не производят большое количество кислотных и щелочных сточных вод. Требуется лишь небольшое количество кислоты, щелочи, ингибитора солеотложений и восстановителя.
С точки зрения эксплуатации и технического обслуживания, обратный осмос и EDI также имеют преимущества высокой степени автоматизации и простого программного управления.
4. Оборудование для обратного осмоса + EDI дорогое, сложно ремонтируется и трудно поддается обработке рассолаНесмотря на то, что процесс обратного осмоса в сочетании с EDI имеет много преимуществ, при выходе оборудования из строя, особенно при повреждении обратноосмотической мембраны и стека мембран EDI, его можно остановить только для замены. В большинстве случаев для его замены требуются профессиональные технические специалисты, а время простоя может быть долгим.
Несмотря на то, что обратный осмос не приводит к образованию большого количества кислотных и щелочных сточных вод, коэффициент восстановления первого уровня обратного осмоса обычно составляет всего 75%, что позволяет получить большое количество концентрированной воды. Содержание соли в концентрированной воде будет намного выше, чем в сырой воде. В настоящее время не существует зрелых мер по очистке этой части концентрированной воды, и после сброса она будет загрязнять окружающую среду.
В настоящее время восстановление и утилизация обратноосмотического рассола на отечественных электростанциях в основном используется для обогащения угля и увлажнения золы; Некоторые университеты проводят исследования процессов испарения рассола и кристаллизационной очистки, но стоимость высока, а сложность велика, и он еще не получил широкого применения в промышленности.
Стоимость оборудования обратного осмоса и ЭОД относительно высока, но в некоторых случаях она даже ниже, чем первоначальные инвестиции в традиционный процесс ионного обмена.
В крупномасштабных системах очистки воды (когда система производит большое количество воды) первоначальные инвестиции в системы обратного осмоса и EDI намного выше, чем в традиционных процессах ионного обмена.
В небольших системах очистки воды процесс обратного осмоса плюс EDI примерно эквивалентен традиционному процессу ионного обмена с точки зрения первоначальных инвестиций.
Таким образом, когда производительность системы очистки воды невелика, процесс обратного осмоса и обработки ЭДО может быть приоритетным. Этот процесс имеет низкие первоначальные инвестиции, высокую степень автоматизации и низкое загрязнение окружающей среды.
Для получения конкретных цен, пожалуйста, свяжитесь с нами!