Atvirkštinio osmoso + EDI ir tradicinės jonų mainų proceso technologijos palyginimas

Kviečiame susisiekti su mumis WhatsApp
09 Rgp 2024

Atvirkštinio osmoso + EDI ir tradicinės jonų mainų proceso technologijos palyginimas


1.Kas yra EDI?

Visas EDI pavadinimas yra elektrodų jonizacija, kuri reiškia elektrinį gėlinimą, dar vadinamą elektrodejonizacijos technologija, arba supakuoto sluoksnio elektrodializę.
Elektrodejonizacijos technologija apjungia jonų mainus ir elektrodializę. Tai gėlinimo technologija, sukurta elektrodializės pagrindu. Tai vandens valymo technologija, kuri buvo plačiai naudojama ir pasiekė gerų rezultatų po jonų mainų dervų.
Jis ne tik naudoja nuolatinio elektrodializės technologijos gėlinimo pranašumus, bet ir naudoja jonų mainų technologiją, kad pasiektų gilų gėlinimą;
Tai ne tik pagerina sumažėjusio srovės efektyvumo trūkumą apdorojant mažos koncentracijos tirpalus elektrodializės procese, padidina jonų perdavimą, bet ir leidžia regeneruoti jonų mainus, vengia regeneracijos agentų naudojimo, sumažina antrinę taršą, susidarančią naudojant rūgšties ir bazės regeneracijos agentus, ir realizuoja nuolatinę dejonizacijos operaciją.


Pagrindinis EDI dejonizacijos principas apima šiuos tris procesus:
1. Elektrodializės procesas
Veikiant išoriniam elektriniam laukui, vandenyje esantis elektrolitas selektyviai migruoja per jonų mainų dervą vandenyje ir išleidžiamas koncentruotu vandeniu, taip pašalinant jonus vandenyje.

2. Jonų mainų procesas
Vandenyje esantys priemaišų jonai yra keičiami ir sujungiami su vandenyje esančiais priemaišų jonais per jonų mainų dervą, taip pasiekiant efektyvų jonų pašalinimą vandenyje.

3. Elektrocheminis regeneravimo procesas
H+ ir OH- generuojami vandens poliarizacijos jonų mainų dervos sąsajoje naudojami elektrochemiškai regeneruoti dervą, kad derva būtų savaime regeneruojama.

02 Kokie yra veiksniai, turintys įtakos EDI, ir kokios yra kontrolės priemonės?

1. Įleidžiamo vandens laidumo įtaka
Esant tai pačiai darbinei srovei, didėjant žaliavinio vandens laidumui, silpnų elektrolitų EDI šalinimo greitis mažėja, taip pat didėja nuotekų laidumas.
Jei žaliavinio vandens laidumas yra mažas, jonų kiekis taip pat yra mažas, o maža jonų koncentracija daro elektromotorinės jėgos gradientą, susidariusį dervos ir membranos paviršiuje gėlo vandens kameroje, taip pat didelį, todėl padidėja vandens disociacijos laipsnis, padidėja ribinė srovė ir daug H+ ir OH-, taip, kad anijonų ir katijonitinių dervų, užpildytų gėlo vandens kameroje, regeneravimo efektas būtų geras.
Taip būtina kontroliuoti įleidžiamojo vandens laidumą taip, kad EDI vandens laidumas įleidimo angoje būtų mažesnis nei 40us/cm, o tai gali užtikrinti kvalifikuotą nuotekų laidumą ir silpnų elektrolitų pašalinimą.

2. Darbinės įtampos ir srovės įtaka
Didėjant darbinei srovei, pagaminto vandens kokybė ir toliau gerėja.
Tačiau, jei srovė padidėja pasiekus aukščiausią tašką, dėl per didelio H+ ir OH- jonų kiekio, kurį gamina vandens jonizacija, be to, kad jie naudojami dervos regeneracijai, daugelis perteklinių jonų veikia kaip nešiklio jonai laidumui. Tuo pačiu metu dėl daugelio nešiklių jonų kaupimosi ir užsikimšimo judėjimo metu atsiranda net atvirkštinė difuzija, dėl kurios sumažėja pagaminto vandens kokybė.
Todėl būtina pasirinkti tinkamą darbinę įtampą ir srovę.

3. Drumstumo ir taršos indekso (SDI) įtaka
EDI komponento vandens gamybos kanalas užpildytas jonitine derva. Per didelis drumstumo ir taršos indeksas užblokuos kanalą, todėl sistemos slėgio skirtumas padidės, o vandens gamyba sumažės.
Todėl reikalingas tinkamas išankstinis apdorojimas, o RO nuotekos paprastai atitinka EDI įleidimo reikalavimus.

4. Kietumo įtaka
Jei EDI įleidžiamosios angos vandens liekamasis kietumas yra per didelis, Tai sukels koncentruoto vandens kanalo membranos paviršiaus skalę, sumažins koncentruotą vandens srautą, sumažins pagaminto vandens atsparumą, paveikti pagaminto vandens vandens kokybę, o sunkiais atvejais blokuoti komponento koncentruoto vandens ir poliarinio vandens srauto kanalus, todėl komponentas sunaikinamas dėl vidinio šildymo.
RO įleidimo vanduo gali būti suminkštintas ir šarmas gali būti pridėtas kartu su CO2 šalinimu; kai įleidimo vandenyje yra didelis druskos kiekis, kartu su gėlinimu galima pridėti pirmojo lygio RO arba nanofiltraciją, kad būtų galima reguliuoti kietumo poveikį.

5. BOA (bendrosios organinės anglies) poveikis
Jei organinis kiekis intake yra per didelis, tai sukels organinę dervos ir selektyvios pralaidžios membranos taršą, dėl kurios padidės sistemos darbinė įtampa ir sumažės pagaminto vandens kokybė. Tuo pačiu metu koncentruotame vandens kanale taip pat lengva formuoti organinius koloidus ir blokuoti kanalą.
Todėl gydydami galite derinti kitus indekso reikalavimus, kad padidintumėte R0 lygį, kad atitiktų reikalavimus.

6. Metalo jonų, tokių kaip Fe ir Mn, poveikis
Metalo jonai, tokie kaip Fe ir Mn, sukels dervos "apsinuodijimą", o dervos "apsinuodijimas" metalu sukels greitą EDI nuotekų kokybės pablogėjimą, ypač greitą silicio pašalinimo greičio sumažėjimą.
Be to, kintamų valentinių metalų oksidacinis katalizinis poveikis jonitinėms dervoms sukels nuolatinį dervos pažeidimą. Paprastai kalbant, kontroliuojama, kad EDI intako Fe veikimo metu būtų mažesnis nei 0,01 mg/l.

7. CO2 poveikis intakui
HCO3- susidaręs CO2 intake yra silpnas elektrolitas, kuris gali lengvai prasiskverbti į jonų mainų dervos sluoksnį ir sukelti pagaminto vandens kokybės sumažėjimą. Degazavimo bokštas gali būti naudojamas jam pašalinti prieš įtakojimą.

8. Bendrojo anijonų kiekio (TEA) įtaka
Didelė TEA sumažins EDI gaminamo vandens atsparumą arba pareikalaus padidinti EDI darbinę srovę. Per didelė darbinė srovė padidins sistemos srovę ir padidins likutinę chloro koncentraciją elektrodo vandenyje, o tai nėra naudinga elektrodo membranos tarnavimo laikui.

Be pirmiau minėtų 8 įtakojančių veiksnių, įleidimo vandens temperatūra, pH vertė, SiO2 ir oksidai taip pat turi įtakos EDI sistema.

03 EDI charakteristikos
EDI technologija buvo plačiai naudojama pramonės šakose, kuriose keliami aukšti vandens kokybės reikalavimai, pavyzdžiui, elektros, chemijos pramonėje ir medicinoje.
Ilgalaikiai taikymo tyrimai vandens valymo srityje rodo, kad EDI valymo technologija turi šias 6 charakteristikas:
1. Aukšta vandens kokybė ir stabili vandens išeiga
EDI technologija apjungia nuolatinio gėlinimo elektrodializės būdu ir gilaus gėlinimo jonų mainų būdu pranašumus. Nuolatinė mokslinių tyrimų praktika rodo, kad EDI technologijos naudojimas gėlinimui gali efektyviai pašalinti jonus vandenyje ir sukurti didelio grynumo vandenį.

2. Mažos įrangos montavimo sąlygos ir mažas pėdsakas
Palyginti su jonų mainų lovomis, EDI įrenginiai yra mažo dydžio ir lengvi, jiems nereikia rūgščių ar šarmų talpyklų, kurios gali efektyviai sutaupyti vietos.
Negana to, EDI įrenginys yra surenkama konstrukcija, turinti trumpą statybos laikotarpį ir nedidelį montavimo darbų krūvį vietoje.

3. Paprastas dizainas, lengvas valdymas ir priežiūra
EDI apdorojimo įrenginiai gali būti gaminami modulinės formos, gali būti automatiškai ir nuolat regeneruojami, jiems nereikia didelės ir sudėtingos regeneravimo įrangos, juos lengva valdyti ir prižiūrėti pradėjus eksploatuoti.

4. Paprastas automatinis vandens valymo proceso valdymas
EDI įrenginys gali lygiagrečiai prijungti kelis modulius prie sistemos. Moduliai yra saugūs ir stabilūs, patikimos kokybės, todėl sistemos valdymas ir valdymas yra lengvai įgyvendinamas programos valdymas ir patogus valdymas.

5. Nėra rūgščių ir šarminių skysčių atliekų išleidimo, kuris yra naudingas aplinkos apsaugai
EDI įrenginiui nereikia rūgštinio ir šarminio cheminio regeneravimo ir iš esmės jokio cheminių atliekų išleidimo
.
6. Didelis vandens regeneravimo greitis. EDI valymo technologijos vandens panaudojimo lygis paprastai siekia 90% ar daugiau


Apibendrinant galima pasakyti, kad EDI technologija turi didelių pranašumų vandens kokybės, eksploatacinio stabilumo, paprasto eksploatavimo ir priežiūros, saugos ir aplinkos apsaugos požiūriu.
Tačiau ji taip pat turi tam tikrų trūkumų. EDI įrenginiams keliami aukštesni reikalavimai įtekančio vandens kokybei, o jų vienkartinės investicijos (infrastruktūros ir įrangos išlaidos) yra palyginti didelės.
Pažymėtina, kad nors EDI infrastruktūros ir įrangos kaina yra šiek tiek didesnė nei mišraus sluoksnio technologijos, visapusiškai apsvarsčius įrenginio eksploatavimo išlaidas, EDI technologija vis dar turi tam tikrų privalumų.
Pavyzdžiui, gryno vandens stotis palygino abiejų procesų investicijas ir eksploatavimo išlaidas. Po vienerių metų normalios eksploatacijos, EDI įrenginys gali kompensuoti investicijų skirtumą mišrių sluoksnių procesu.



04 Atvirkštinis osmosas + EDI VS tradiciniai jonų mainai

1. Pradinių projekto investicijų palyginimas
Kalbant apie pradines projekto investicijas, į vandens valymo sistemą su mažu vandens srautu, atvirkštinio osmoso + EDI procesas pašalina didžiulę regeneravimo sistemą, reikalingą tradiciniam jonų mainų procesui, ypač pašalinant dvi rūgščių talpyklas ir dvi šarmines talpyklas, o tai ne tik labai sumažina įrangos pirkimo išlaidas, taip pat sutaupoma apie 10–20 proc. grindų ploto, taip sumažinant civilinės inžinerijos išlaidas ir žemės įsigijimo išlaidas, susijusias su gamyklos statyba.

Kadangi tradicinės jonų mainų įrangos aukštis paprastai viršija 5 m, o atvirkštinio osmoso ir EDI įrangos aukštis neviršija 2,5 m, vandens valymo dirbtuvių aukštis gali būti sumažintas 2–3 m, taip sutaupant dar 10–20 % gamyklos investicijų į civilinę inžineriją.

Atsižvelgiant į atvirkštinio osmoso ir EDI regeneravimo greitį, antrinio atvirkštinio osmoso ir EDI koncentruotas vanduo yra visiškai regeneruojamas, tačiau pirminio atvirkštinio osmoso koncentruotas vanduo (apie 25%) turi būti išleidžiamas ir reikia atitinkamai padidinti pirminio apdorojimo sistemos našumą. Kai išankstinio apdorojimo sistemoje taikomas tradicinis koaguliacijos, skaidrinimo ir filtravimo procesas, pradinės investicijos turi būti padidintos maždaug 20 %, palyginti su jonų mainų proceso išankstinio apdorojimo sistema.
Atsižvelgiant į visus veiksnius, pradinė atvirkštinio osmoso + EDI proceso investicija į mažą vandens valymo sistemą yra maždaug lygiavertė tradicinio jonų mainų proceso investicijai.

2. Veiklos sąnaudų palyginimas
Kaip visi žinome, kalbant apie reagentų sunaudojimą, atvirkštinio osmoso proceso (įskaitant atvirkštinio osmoso dozavimą, cheminį valymą, nuotekų valymą ir kt.) eksploatavimo išlaidos yra mažesnės nei tradicinio jonų mainų proceso (įskaitant jonų mainų dervos regeneravimą, nuotekų valymą ir kt.).
Tačiau, kalbant apie energijos suvartojimą, atsarginių dalių keitimą ir kt., Atvirkštinio osmoso ir EDI procesas yra daug didesnis nei tradicinis jonų mainų procesas.
Remiantis statistika, atvirkštinio osmoso ir EDI proceso eksploatavimo sąnaudos yra šiek tiek didesnės nei tradicinio jonų mainų proceso.
Atsižvelgiant į visus veiksnius, bendros atvirkštinio osmoso ir EDI proceso eksploatavimo ir priežiūros išlaidos yra nuo 50% iki 70% didesnės nei tradicinio jonų mainų proceso.

3. Atvirkštinis osmosas + EDI pasižymi stipriu prisitaikymu, aukštu automatizavimo laipsniu ir maža aplinkos tarša
Atvirkštinio osmoso + EDI procesas turi stiprų prisitaikymą prie druskos kiekio žaliaviniame vandenyje. Atvirkštinio osmoso procesas gali būti naudojamas jūros vandeniui, sūriam vandeniui, kasyklų drenažo vandeniui, požeminiam ir upių vandeniui, o jonų mainų procesas nėra ekonomiškas, kai ištirpusių kietųjų dalelių kiekis įtekančiame vandenyje yra didesnis nei 500 mg/l.
Atvirkštinis osmosas ir EDI nereikalauja rūgščių ir šarmų regeneracijos, nenaudoja daug rūgšties ir šarmų, negamina daug rūgščių ir šarmų nuotekų. Reikalingas tik nedidelis kiekis rūgšties, šarmų, skalės inhibitorių ir redukuojančio agento.
Kalbant apie veikimą ir priežiūrą, atvirkštinis osmosas ir EDI taip pat turi aukšto automatizavimo lygio ir lengvo programos valdymo privalumus.


4. Atvirkštinis osmosas + EDI įranga yra brangi, sunkiai remontuojama ir sunkiai apdorojama sūrymu
Nors atvirkštinio osmoso ir EDI procesas turi daug privalumų, kai įranga sugenda, ypač kai pažeista atvirkštinio osmoso membrana ir EDI membranos kaminas, ją galima išjungti tik pakeitimui. Daugeliu atvejų jį pakeisti reikia profesionalių technikų, o išjungimo laikas gali būti ilgas.
Nors atvirkštinis osmosas nesukuria daug rūgščių ir šarminių nuotekų, pirmojo lygio atvirkštinio osmoso regeneravimo greitis paprastai yra tik 75%, o tai sukels didelį kiekį koncentruoto vandens. Koncentruoto vandens druskos kiekis bus daug didesnis nei žaliavinio vandens. Šiuo metu šiai koncentruoto vandens daliai nėra brandžios valymo priemonės, o išleistas jis teršia aplinką.
Šiuo metu atvirkštinio osmoso sūrymo regeneravimas ir panaudojimas buitinėse elektrinėse daugiausia naudojamas anglies plovimui ir pelenų drėkinimui; Kai kurie universitetai atlieka sūrymo garinimo ir kristalizacijos gryninimo procesų tyrimus, tačiau išlaidos yra didelės, o sunkumai yra dideli, ir jis dar nėra plačiai naudojamas pramonėje.
Atvirkštinio osmoso ir EDI įrangos kaina yra palyginti didelė, tačiau kai kuriais atvejais ji yra net mažesnė už pradines tradicinio jonų mainų proceso investicijas.
Didelio masto vandens valymo sistemose (kai sistema gamina didelį vandens kiekį) pradinė atvirkštinio osmoso ir EDI sistemų investicija yra daug didesnė nei tradicinių jonų mainų procesų.
Mažose vandens valymo sistemose atvirkštinio osmoso ir EDI procesas yra maždaug lygiavertis tradiciniam jonų mainų procesui pradinių investicijų atžvilgiu.
Apibendrinant galima pasakyti, kad kai vandens valymo sistemos našumas yra mažas, pirmenybė gali būti teikiama atvirkštinio osmoso ir EDI valymo procesui. Šis procesas turi mažas pradines investicijas, aukštą automatizavimo laipsnį ir mažą aplinkos taršą.

Dėl konkrečių kainų susisiekite su mumis

Užduokite savo klausimus