Comparació d'osmosi inversa + EDI i tecnologia tradicional de processos d'intercanvi iònic

Benvingut a contactar amb nosaltres WhatsApp
09 d'agost de 2024

Comparació d'osmosi inversa + EDI i tecnologia tradicional de processos d'intercanvi iònic


1. Què és l'EDI?

El nom complet d'EDI és ionització d'elèctrodes, que es tradueix en dessalinització elèctrica, també coneguda com a tecnologia d'electrodesionització, o electrodiàlisi de llit empaquetat.
La tecnologia d'electrodesionització combina l'intercanvi iònic i l'electrodiàlisi. És una tecnologia de dessalinització desenvolupada a partir de l'electrodiàlisi. És una tecnologia de tractament d'aigües que s'ha utilitzat àmpliament i ha aconseguit bons resultats després de les resines d'intercanvi iònic.
No només utilitza els avantatges de la dessalinització contínua de la tecnologia d'electrodiàlisi, sinó que també utilitza la tecnologia d'intercanvi iònic per aconseguir una dessalinització profunda;
No només millora el defecte de la disminució de l'eficiència del corrent quan es tracten solucions de baixa concentració en el procés d'electrodiàlisi, millora la transferència d'ions, sinó que també permet la regeneració d'intercanviadors d'ions, evita l'ús d'agents de regeneració, redueix la contaminació secundària generada durant l'ús d'agents de regeneració àcid-base i realitza una operació de desionització contínua.


El principi bàsic de la desionització EDI inclou els tres processos següents:
1. Procés d'electrodiàlisi
Sota l'acció d'un camp elèctric extern, l'electròlit de l'aigua migra selectivament a través de la resina d'intercanvi iònic de l'aigua i es descarrega amb l'aigua concentrada, eliminant així els ions de l'aigua.

2. Procés d'intercanvi iònic
Els ions d'impuresa de l'aigua s'intercanvien i es combinen amb els ions d'impuresa de l'aigua a través de la resina d'intercanvi iònic, aconseguint així l'efecte d'eliminar eficaçment els ions de l'aigua.

3. Procés de regeneració electroquímica
L'H+ i l'OH- generats per la polarització de l'aigua a la interfície de la resina d'intercanvi iònic s'utilitzen per regenerar electroquímicament la resina per aconseguir l'autoregeneració de la resina.

02 Quins són els factors que afecten l'EDI i quines són les mesures de control?

1. Influència de la conductivitat de l'aigua d'entrada
Sota el mateix corrent de funcionament, a mesura que augmenta la conductivitat de l'aigua bruta, disminueix la taxa d'eliminació EDI d'electròlits febles i també augmenta la conductivitat de l'efluent.
Si la conductivitat de l'aigua bruta és baixa, el contingut d'ions també és baix i la baixa concentració d'ions fa que el gradient de força electromotriu format a la superfície de la resina i la membrana de la cambra d'aigua dolça també sigui gran, donant lloc a un major grau de dissociació de l'aigua, un augment del corrent límit i un gran nombre d'H+ i OH-, de manera que l'efecte de regeneració de les resines d'intercanvi aniònic i catiónic omplertes a la cambra d'aigua dolça és bo.
Per això Cal controlar la conductivitat de l'aigua d'entrada de manera que la conductivitat de l'aigua d'entrada EDI sigui inferior a 40 us/cm, cosa que pot garantir la conductivitat qualificada de l'efluent i l'eliminació d'electròlits febles.

2. Influència de la tensió i el corrent de treball
A mesura que augmenta el corrent de treball, la qualitat de l'aigua produïda continua millorant.
No obstant això, si el corrent augmenta després d'arribar al punt més alt, a causa de l'excessiva quantitat d'ions H+ i OH- produïts per la ionització de l'aigua, a més de ser utilitzats per a la regeneració de la resina, un gran nombre d'ions sobrants actuen com a ions portadors per a la conducció. Al mateix temps, a causa de l'acumulació i el bloqueig d'un gran nombre d'ions portadors durant el moviment, fins i tot es produeix una difusió inversa, donant lloc a una disminució de la qualitat de l'aigua produïda.
Per tant, cal seleccionar la tensió i el corrent de treball adequats.

3. Influència de l'índex de terbolesa i contaminació (IDS)
El canal de producció d'aigua del component EDI s'omple amb resina d'intercanvi iònic. La terbolesa excessiva i l'índex de contaminació bloquejaran el canal, fent que la diferència de pressió del sistema augmenti i la producció d'aigua disminueixi.
Per tant, es requereix un tractament previ adequat, i l'efluent RO generalment compleix els requisits d'entrada EDI.

4. Influència de la duresa
Si la duresa residual de l'aigua d'entrada a l'EDI és massa alt, provocarà escates a la superfície de la membrana del canal d'aigua concentrat, reduirà el cabal d'aigua concentrada, reduirà la resistivitat de l'aigua produïda, afecten la qualitat de l'aigua produïda i, en casos greus, bloquegen els canals de flux d'aigua concentrada i d'aigua polar del component, provocant la destrucció del component a causa de l'escalfament intern.
L'aigua d'entrada de RO es pot suavitzar i es pot afegir àlcali en combinació amb l'eliminació de CO2; quan l'aigua d'entrada té un alt contingut en sal, es pot afegir una RO de primer nivell o nanofiltració en combinació amb dessalinització per ajustar l'impacte de la duresa.

5. Impacte del TOC (carboni orgànic total)
Si el contingut orgànic de l'afluent és massa alt, provocarà una contaminació orgànica de la resina i de la membrana permeable selectiva, provocant un augment de la tensió de funcionament del sistema i una disminució de la qualitat de l'aigua produïda. Al mateix temps, també és fàcil formar col·loides orgànics al canal d'aigua concentrada i bloquejar el canal.
Per tant, en tractar, podeu combinar altres requisits d'índex per augmentar el nivell de R0 per complir els requisits.

6. Impacte d'ions metàl·lics com Fe i Mn
Els ions metàl·lics com Fe i Mn causaran "intoxicació" de la resina, i la "intoxicació" metàl·lica de la resina provocarà el ràpid deteriorament de la qualitat de l'efluent EDI, especialment la ràpida disminució de la velocitat d'eliminació de silici.
A més, l'efecte catalític oxidatiu dels metalls de valència variable sobre les resines d'intercanvi iònic provocarà danys permanents a la resina. En termes generals, es controla que el Fe de l'influent EDI sigui inferior a 0,01 mg/L durant el funcionament.

7. Impacte del CO2 en l'afluent
HCO3- generat pel CO2 a l'afluent és un electròlit feble, que pot penetrar fàcilment a la capa de resina d'intercanvi iònic i fer que la qualitat de l'aigua produïda disminueixi. Es pot utilitzar una torre de desgasificació per eliminar-lo abans de l'influent.

8. Influència del contingut aniònic total (TEA)
L'alt TEA reduirà la resistivitat de l'aigua produïda per EDI o requerirà un augment del corrent de funcionament de l'EDI. Un corrent de funcionament excessiu augmentarà el corrent del sistema i augmentarà la concentració de clor residual a l'aigua de l'elèctrode, cosa que no és bona per a la vida útil de la membrana de l'elèctrode.

A més dels 8 factors d'influència anteriors, La temperatura de l'aigua d'entrada, el valor del pH, el SiO2 i els òxids també tenen un impacte en el funcionament del Sistema EDI.

03 Característiques de l'EDI
La tecnologia EDI s'ha utilitzat àmpliament en indústries amb alts requisits de qualitat de l'aigua com l'electricitat, la indústria química i la medicina.
La investigació d'aplicacions a llarg termini en el camp del tractament d'aigües mostra que la tecnologia de tractament EDI té les següents 6 característiques:
1. Alta qualitat de l'aigua i sortida d'aigua estable
La tecnologia EDI combina els avantatges de la dessalinització contínua per electrodiàlisi i la dessalinització profunda per intercanvi iònic. La pràctica contínua de la investigació científica mostra que l'ús de la tecnologia EDI per a la dessalinització pot eliminar eficaçment els ions de l'aigua i produir una producció d'aigua d'alta puresa.

2. Baixes condicions d'instal·lació d'equips i poca empremta
En comparació amb els llits d'intercanvi iònic, els dispositius EDI són de mida petita i lleugers i no requereixen dipòsits d'emmagatzematge d'àcids o àlcalis, cosa que pot estalviar espai de manera efectiva.
No només això, el dispositiu EDI és una estructura prefabricada amb un període de construcció curt i una petita càrrega de treball d'instal·lació in situ.

3. Disseny senzill, fàcil operació i manteniment
Els dispositius de tractament EDI es poden produir de forma modular, es poden regenerar automàticament i contínuament, no requereixen equips de regeneració grans i complexos i són fàcils d'operar i mantenir després de posar-los en funcionament.

4. Control automàtic senzill del procés de purificació d'aigua
El dispositiu EDI pot connectar diversos mòduls al sistema en paral·lel. Els mòduls són segurs i estables, amb una qualitat fiable, fent que el funcionament i la gestió del sistema siguin fàcils d'implementar el control del programa i un funcionament còmode.

5. Sense descàrrega d'àcids residuals i líquids alcalins residuals, beneficiós per a la protecció del medi ambient
El dispositiu EDI no requereix regeneració química àcida i alcalina i, bàsicament, no hi ha descàrrega de residus químics
.
6. Alta taxa de recuperació d'aigua. La taxa d'utilització d'aigua de la tecnologia de tractament EDI és generalment del 90% o més


En resum, la tecnologia EDI té grans avantatges en termes de qualitat de l'aigua, estabilitat operativa, facilitat d'operació i manteniment, seguretat i protecció del medi ambient.
Tanmateix, també té certes deficiències. Els dispositius EDI tenen requisits més alts per a la qualitat de l'aigua influent i la seva inversió única (costos d'infraestructura i equips) és relativament alta.
Cal tenir en compte que, tot i que el cost de la infraestructura i l'equip EDI és lleugerament superior al de la tecnologia de llit mixt, després de considerar exhaustivament el cost de funcionament del dispositiu, la tecnologia EDI encara té certs avantatges.
Per exemple, una estació d'aigua pura va comparar els costos d'inversió i operació dels dos processos. Després d'un any de funcionament normal, el dispositiu EDI pot compensar la diferència d'inversió amb el procés de llit mixt.



04 Osmosi inversa + EDI VS intercanvi iònic tradicional

1. Comparació de la inversió inicial del projecte
Pel que fa a la inversió inicial del projecte, en el sistema de tractament d'aigua amb un cabal d'aigua reduït, el procés d'osmosi inversa + EDI elimina l'enorme sistema de regeneració requerit pel procés tradicional d'intercanvi iònic, especialment l'eliminació de dos tancs d'emmagatzematge d'àcids i dos tancs d'emmagatzematge d'àlcalis, que no només redueix molt el cost d'adquisició d'equips, però també estalvia entre un 10% i un 20% de la superfície, reduint així el cost d'enginyeria civil i el cost d'adquisició de terrenys per construir la planta.

Com que l'alçada dels equips d'intercanvi iònic tradicionals és generalment superior a 5 m, mentre que l'alçada dels equips d'osmosi inversa i EDI és de 2,5 m, l'alçada del taller de tractament d'aigua es pot reduir de 2 a 3 m, estalviant així un altre 10% a 20% de la inversió en enginyeria civil de la planta.

Tenint en compte la taxa de recuperació de l'osmosi inversa i l'EDI, l'aigua concentrada de l'osmosi inversa secundària i l'EDI es recupera completament, però l'aigua concentrada de l'osmosi inversa primària (al voltant del 25%) s'ha de descarregar i la producció del sistema de pretractament s'ha d'augmentar en conseqüència. Quan el sistema de pretractament adopta el procés tradicional de coagulació, clarificació i filtració, la inversió inicial s'ha d'augmentar aproximadament un 20% en comparació amb el sistema de pretractament del procés d'intercanvi iònic.
Tenint en compte tots els factors, la inversió inicial del procés d'osmosi inversa + EDI en un sistema de tractament d'aigua petit és aproximadament equivalent a la del procés tradicional d'intercanvi iònic.

2. Comparació de costos operatius
Com tots sabem, pel que fa al consum de reactius, el cost operatiu del procés d'osmosi inversa (inclosa la dosificació d'osmosi inversa, la neteja química, el tractament d'aigües residuals, etc.) és inferior al del procés tradicional d'intercanvi iònic (inclosa la regeneració de resines d'intercanvi iònic, el tractament d'aigües residuals, etc.).
Tanmateix, en termes de consum d'energia, substitució de peces de recanvi, etc., el procés d'osmosi inversa més EDI és molt superior al procés tradicional d'intercanvi iònic.
Segons les estadístiques, el cost operatiu del procés d'osmosi inversa més EDI és lleugerament superior al del procés tradicional d'intercanvi iònic.
Tenint en compte tots els factors, el cost total d'operació i manteniment del procés d'osmosi inversa més EDI és entre un 50% i un 70% superior al del procés tradicional d'intercanvi iònic.

3. L'osmosi inversa + EDI té una forta adaptabilitat, un alt grau d'automatització i una baixa contaminació ambiental
El procés d'osmosi inversa + EDI té una forta adaptabilitat al contingut de sal de l'aigua crua. El procés d'osmosi inversa es pot utilitzar per a aigua de mar, aigua salobre, aigua de drenatge de mines, aigües subterrànies i aigües de riu, mentre que el procés d'intercanvi iònic no és econòmic quan el contingut de sòlids dissolts de l'aigua influent és superior a 500 mg/L.
L'osmosi inversa i l'EDI no requereixen regeneració àcida i alcalina, no consumeixen una gran quantitat d'àcid i àlcali i no produeixen una gran quantitat d'aigües residuals àcides i alcalines. Només es requereix una petita quantitat d'àcid, àlcali, inhibidor d'escates i agent reductor.
Pel que fa a l'operació i el manteniment, l'osmosi inversa i l'EDI també tenen els avantatges d'un alt grau d'automatització i un fàcil control del programa.


4. Els equips d'osmosi inversa + EDI són cars, difícils de reparar i difícils de tractar
Tot i que el procés d'osmosi inversa més EDI té molts avantatges, quan l'equip falla, especialment quan la membrana d'osmosi inversa i la pila de membranes EDI estan danyades, només es pot apagar per substituir-lo. En la majoria dels casos, cal que els tècnics professionals el substitueixin i el temps d'aturada pot ser llarg.
Tot i que l'osmosi inversa no produeix una gran quantitat d'aigües residuals àcides i alcalines, la taxa de recuperació de l'osmosi inversa de primer nivell és generalment només del 75%, la qual cosa produirà una gran quantitat d'aigua concentrada. El contingut de sal de l'aigua concentrada serà molt superior al de l'aigua crua. Actualment no hi ha cap mesura de tractament madura per a aquesta part d'aigua concentrada i, un cop descarregada, contaminarà el medi ambient.
En l'actualitat, la recuperació i utilització de salmorra d'osmosi inversa en centrals elèctriques domèstiques s'utilitza principalment per al rentat de carbó i la humidificació de cendres; Algunes universitats estan duent a terme investigacions sobre els processos d'evaporació i purificació de cristal·lització de salmorra, però el cost és elevat i la dificultat és gran, i encara no s'ha utilitzat àmpliament a la indústria.
El cost dels equips d'osmosi inversa i EDI és relativament elevat, però en alguns casos és fins i tot inferior a la inversió inicial del procés tradicional d'intercanvi iònic.
En els sistemes de tractament d'aigua a gran escala (quan el sistema produeix una gran quantitat d'aigua), la inversió inicial dels sistemes d'osmosi inversa i EDI és molt superior a la dels processos tradicionals d'intercanvi iònic.
En sistemes de tractament d'aigües petits, el procés d'osmosi inversa més EDI és aproximadament equivalent al procés tradicional d'intercanvi iònic en termes d'inversió inicial.
En resum, quan la producció del sistema de tractament d'aigua és petita, es pot donar prioritat al procés de tractament d'osmosi inversa més EDI. Aquest procés té una baixa inversió inicial, un alt grau d'automatització i una baixa contaminació ambiental.

Per a preus específics, poseu-vos en contacte amb nosaltres

Feu les vostres preguntes