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Was ist EDI?
Der vollständige englische Name von EDI ist Elektrolyse, was in elektrischer Entsalzung übersetzt wird, auch bekannt als Elektro-Deionisierungstechnologie oder Packed-Bett-Elektrodialyse.
Die Elektrodeionisierungstechnologie kombiniert Ionenaustausch und Elektrodialyse.und ist eine zunehmend verbreitete und wirksame Wasseraufbereitungstechnologie nach Ionenwechselharzen.
Es nutzt nicht nur die Vorteile der kontinuierlichen Entsalzung durch Elektrodialyse, sondern erreicht auch eine tiefe Entsalzung durch Ionenaustauschtechnologie;
Dies verbessert nicht nur den Mangel an verringertem Stromwirkungsgrad im Elektrodialyseprozeß bei der Behandlung von Lösungen mit niedriger Konzentration, verbessert den Ionenübergang,aber auch die Regeneration von Ionenwechseln ermöglicht, wodurch die Verwendung von Regeneratoren vermieden und die beim Einsatz von Säure-Basen-Regeneratoren entstehende Sekundärverschmutzung reduziert wird, wodurch ein kontinuierlicher Betrieb der Deionisierung erreicht wird.
Bild
EDI-Schema
Die Grundprinzipien der EDI-Deionisierung umfassen folgende drei Prozesse:
1. Elektrodialyseverfahren
Unter der Wirkung eines externen elektrischen Feldes wandern die Elektrolyte im Wasser selektiv durch Ionenwechselharze und werden mit konzentriertem Wasser entladen, wodurch die Ionen aus dem Wasser entfernt werden.
2. Ionenaustauschprozess
Durch den Einsatz von Ionenwechselharz zum Austausch von Verunreinigungs-Ionen im Wasser in Kombination mit Verunreinigungs-Ionen im Wasser kann die Wirkung der effektiven Entfernung von Ionen aus dem Wasser erreicht werden.
3Elektrochemische Regeneration
Die durch die Polarisierung von Wasser an der Schnittstelle von Ionenwechselharz erzeugten H+ und OH werden für die elektrochemische Regeneration des Harzes verwendet, wodurch eine Selbstregeneration des Harzes erreicht wird.
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Was sind die Einflussfaktoren und Kontrollmaßnahmen von EDI?
1Einfluss der Einlassleitfähigkeit
Bei gleichem Betriebsstrom nimmt mit zunehmender Leitfähigkeit des Rohwassers die Entfernung schwacher Elektrolyte durch EDI ab und die Leitfähigkeit des Abwassers steigt ebenfalls.
Wenn die Leitfähigkeit des Rohwassers niedrig ist, ist auch der Ionenanteil niedrig.und die geringe Ionkonzentration verursacht eine große elektromotorische Kraftgradient auf der Oberfläche des Harzes und der Membran in der Süßwasserkammer zu bilden, was zu einer Erhöhung des Wasserdissoziationsgrades, einer Erhöhung des maximalen Stroms und einer größeren Menge an produzierten H+ und OH führt,die in der Süßwasserkammer gefülltes Anion- und Kationenaustauschharz zu einer guten Regenerationswirkung führt.
Daher ist es notwendig, die Leitfähigkeit des eingehenden Wassers zu kontrollieren, um sicherzustellen, dass die EDI-Leitfähigkeit des eingehenden Wassers weniger als 40us/cm beträgt,die die qualifizierte Abwasseraufleitung und die Entfernung schwacher Elektrolyte gewährleisten kann.
2Einfluss von Betriebsspannung und Strom
Der Betriebsstrom steigt und die Qualität des erzeugten Wassers verbessert sich weiter.
Aber wenn der Strom nach Erreichen des höchsten Punktes erhöht wird, aufgrund der übermäßigen Menge an H+ und OH-Ionen, die durch Wasser-Ionisierung erzeugt werden,eine große Anzahl von Überschuss-Ionen wirken als Stromträger-Ionen für die Leitung, zusätzlich zur Verwendung für die Regeneration von Harzen. Gleichzeitig, aufgrund der Ansammlung und Blockierung einer großen Anzahl von Stromträger-Ionen während ihrer Bewegung,Es tritt sogar eine Gegendiffusion auf., was zu einer Verringerung der Qualität des erzeugten Wassers führt.
Daher ist es notwendig, eine geeignete Betriebsspannung und -strom zu wählen.
3Die Auswirkungen des Trübung- und Verschmutzungsindex (SDI)
Der Wasseraufnahme-Kanal der EDI-Komponente ist mit Ionenwechselharz gefüllt.die zu einer Erhöhung der Systemdruckdifferenz und einer Verringerung der Wasserproduktion führt.
Daher ist eine angemessene Vorbehandlung erforderlich, und RO-Abflüsse erfüllen im Allgemeinen die EDI-Eingangsanforderungen.
4Der Einfluss der Härte
Wenn die Resthärte des eingehenden Wassers in der EDI zu hoch ist, verursacht dies eine Schuppenbildung an der Membranoberfläche des konzentrierten Wasserkanals, verringert die Durchflussrate des konzentrierten Wassers,Verringerung des elektrischen Widerstands des erzeugten Wassers, beeinträchtigen die Qualität des erzeugten Wassers und blockieren in schweren Fällen die konzentrierten und extremen Wasserkanäle der Komponenten,Schäden an den Bauteilen durch innere Erwärmung.
Kann mit CO2-Entfernung kombiniert werden, um den RO-Influent zu erweichen und Alkali hinzuzufügen;die Härtewirkung kann durch Hinzufügen einer ersten Stufe RO oder Nanofiltration in Verbindung mit der Entsalzung angepasst werden.
5Die Auswirkungen des gesamten organischen Kohlenstoffs (TOC)
Wenn der organische Gehalt im Einfluss zu hoch ist, führt dies zu organischer Verschmutzung des Harzes und der selektiv durchlässigen Membran,die zu einer Erhöhung der Betriebsspannung des Systems und einer Abnahme der Qualität des erzeugten Wassers führenGleichzeitig bilden sich im konzentrierten Wasserkanal leicht organische Kolloide, die den Kanal blockieren können.
Daher kann bei der Verarbeitung eine zusätzliche Stufe R0 in Verbindung mit anderen Indikatorenanforderungen hinzugefügt werden, um den Anforderungen gerecht zu werden.
6Der Einfluß von Metallionen wie Fe und Mn
Metallionen wie Fe und Mn können eine Harzvergiftung verursachen, und die Metallvergiftung von Harz kann zu einer schnellen Verschlechterung der EDI-Abwasserqualität führen.Vor allem die rasche Abnahme der Siliziumentfernung.
Darüber hinaus kann die oxidierende katalytische Wirkung von Metallen mit variabler Valenz auf Ionenwechselharze dauerhafte Schäden am Harz verursachen.
Generell wird der Fe-Gehalt im EDI-Eingang während des Betriebs unter 0,01 mg/l kontrolliert.
7Die Auswirkungen von CO2 auf die
Das durch CO2 im Zufluss erzeugte HCO3 ist ein schwacher Elektrolyt, der leicht in die Ionenwechselharzschicht eindringen und eine Abnahme der Qualität des erzeugten Wassers verursachen kann.
Vor dem Eintritt in das Wasser kann ein Entgasungsturm zur Entnahme verwendet werden.
8Einfluss des Gesamtanionengehalts (TEA)
Ein hoher TEA verringert den Widerstand der EDI-Wasserproduktion oder erfordert eine Erhöhung des EDI-Betriebsstroms.Während ein übermäßig hoher Betriebsstrom zu einer Erhöhung des Systemstroms und der Restchlorkonzentration im Polarwasser führt, was die Lebensdauer der Polarmembran beeinträchtigt.
Zusätzlich zu den oben genannten acht Einflussfaktoren haben auch die Einlasswassertemperatur, der pH-Wert, SiO2 und Oxide Einfluss auf den Betrieb des EDI-Systems.
03
Merkmale der EDI
In den letzten Jahren wurde die EDI-Technologie in Industriezweigen wie Energie, Chemie und Pharmaindustrie, die eine hohe Wasserqualität erfordern, weit verbreitet.
Langfristige Anwendungsforschung auf dem Gebiet der Wasseraufbereitung hat gezeigt, daß die EDI-Verarbeitungstechnologie folgende sechs Merkmale aufweist:
1. Hohe Wasserqualität und stabile Abwässer
Die EDI-Technologie vereint die Vorteile der kontinuierlichen Entsalzung durch Elektrodialyse und der tiefen Entsalzung durch Ionenwechsel.Die kontinuierliche wissenschaftliche Forschung und Praxis haben gezeigt, dass die Verwendung der EDI-Technologie zur weiteren Entsalzung die Ionen aus dem Wasser wirksam entfernen und eine hohe Reinheit des Abwassers erreichen kann.
2. Niedrige Anlagebedingungen und geringer Fußabdruck
Im Vergleich zu Ionenwechselbetten sind EDI-Geräte kleiner und leichter und benötigen keine Säure- oder Alkalispeicher, was Platz spart.
Darüber hinaus ist die EDI-Anlage eine vollständig zusammengebaute Struktur mit einer kurzen Bauzeit und einem minimalen Aufwand für die Installation vor Ort.
3Einfache Konstruktion, einfache Bedienung und Wartung
Die EDI-Verarbeitungseinrichtung kann für die Produktion modularisiert werden und kann sich ohne große und komplexe Regenerationsgeräte automatisch kontinuierlich regenerieren.,Es ist einfach zu bedienen und zu warten.
4. Die automatische Steuerung des Wasseraufbereitungsprozesses ist einfach und bequem
EDI-Geräte können mehrere Module parallel zum System anbinden, um einen sicheren und stabilen Modulbetrieb, eine zuverlässige Qualität und eine einfache Programmsteuerung für den Betrieb und die Verwaltung des Systems zu gewährleisten.
5Keine Abgabe von Abfallsäure- und Alkalilösungen, vorteilhaft für den Umweltschutz
EDI-Geräte erfordern keine Säure- oder Alkali-chemische Regeneration und es entsteht im Wesentlichen keine Abgabe chemischer Abfälle.
6Die Wasserrückgewinnungsrate ist hoch und die Wasserverwertung der EDI-Reinigungstechnologie liegt im allgemeinen bei über 90%.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die EDI-Technologie erhebliche Vorteile in Bezug auf Wasserqualität, Betriebsstabilität, einfache Bedienung und Wartung, Sicherheit und Umweltschutz bietet.
Die EDI-Geräte stellen hohe Anforderungen an die Qualität des eingehenden Wassers und ihre einmaligen Investitionen (Infrastruktur- und Ausrüstungskosten) sind relativ hoch.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Kosten für die Infrastruktur und die Ausrüstung von EDI, wenn man die Gesamtbetriebskosten der Ausrüstung berücksichtigt, zwar etwas höher sind als die der Prozesse mit gemischten Betten.Die EDI-Technologie hat noch einige Vorteile.
So verglich beispielsweise eine Reinwasserstation die Investitions- und Betriebskosten von zwei Prozessen,und die EDI-Anlage kann die Investitionsdifferenz mit dem Mischbettenverfahren nach einem Jahr normalen Betriebs ausgleichen.
04
Umgekehrte Osmose+EDI vs. traditioneller Ionenwechsel
1- Vergleich der Anfangsinvestitionen für das Projekt
In Bezug auf die Anfangsinvestition für das Projekt in Wasseraufbereitungssysteme mit niedrigen WasserproduktionsdurchflüssenDas Verfahren der Umkehrosmose+EDI eliminiert das große Regenerationssystem, das bei herkömmlichen Ionenaustauschverfahren erforderlich ist.Dies reduziert nicht nur die Kosten für die Beschaffung von Geräten erheblich, sondern spart auch etwa 10% bis 20% der Fläche.Damit werden die Kosten für Bauingenieurwesen und Landbeschaffung für den Bau von Fabriken gesenkt..
Da die Höhe traditioneller Ionenaustauschgeräte im Allgemeinen über 5 m liegt, liegt die Höhe von Umkehrosmose- und EDI-Geräten bei 2,5 m.die Höhe der Wasseraufbereitungsanlage kann um 2-3 m reduziert werden, wodurch 10% bis 20% der Bauinvestitionen in der Werkstatt eingespart werden.
Unter Berücksichtigung der Rückgewinnungsraten der Umkehrosmose und der EDI wird das gesamte konzentrierte Wasser aus der Sekundär-Umkehrosmose und der EDI zurückgewonnen.aber das konzentrierte Wasser aus der primären Umkehrosmose (ca. 25%) muss entsorgt werdenBei der Verwendung traditioneller Verfahren zur Koagulierungsklarung und Filtration im Vorbehandlungssystem müssen diedie Anfangsinvestition muss im Vergleich zum Vorbehandlungssystem mit Ionenaustauschverfahren um etwa 20% erhöht werden..
Unter Berücksichtigung aller Faktoren ist das Verfahren der Umkehrosmose+EDI in Bezug auf die Anfangsinvestition ungefähr gleichwertig mit den traditionellen Ionenaustauschverfahren in Kleinwasserbehandlungssystemen.
2Vergleich der Betriebskosten
Wie bekannt ist, sind die Betriebskosten der Umkehrosmose-Technologie (einschließlich Umkehrosmose-Dosierung, chemische Reinigung, Abwasserbehandlung usw.) im Hinblick auf den Drogenkonsum) ist niedriger als bei der traditionellen Ionenwechseltechnologie (einschließlich Ionenwechselharzregeneration), Abwasserbehandlung usw.).
Was den Stromverbrauch und den Ersatzteilersatz betrifft, so ist das Verfahren der Umkehrosmose und des EDI-Verfahrens jedoch deutlich höher als das herkömmliche Ionenaustauschverfahren.
Statistiken zufolge sind die Betriebskosten der Umkehrosmose in Kombination mit dem EDI-Verfahren etwas höher als die der herkömmlichen Ionenaustauschverfahren.
Unter Berücksichtigung aller Faktoren sind die Gesamtbetriebs- und Wartungskosten der Umkehrosmose in Kombination mit dem EDI-Verfahren um 50% bis 70% höher als bei herkömmlichen Ionenaustauschverfahren.
3. Umkehrosmose+EDI bietet eine hohe Anpassungsfähigkeit, ein hohes Maß an Automatisierung und eine minimale Umweltverschmutzung
Der Prozess der Umkehrosmose+EDI hat eine starke Anpassungsfähigkeit an den Salzgehalt von Rohwasser und kann für Meerwasser, Brackwasser, Abwasser aus Minen, Grundwasser und Flusswasser verwendet werden.der Ionenaustauschprozess ist unwirtschaftlich, wenn der gehalt an gelöstem Feststoff im Einfluss mehr als 500 mg/l beträgt.
Umgekehrte Osmose und EDI erfordern keine Säure-Basen-Regeneration, verbrauchen keine große Menge Säure-Basen oder erzeugen eine große Menge Säure-Basen-Abwässer.Skalierungshemmer, und Reduktionsmittel hinzugefügt werden.
In Bezug auf Betrieb und Wartung haben Umkehrosmose und EDI auch die Vorteile hoher Automatisierung und einfacher Programmsteuerung.
4. Umkehrosmose+EDI-Geräte sind teuer und schwer zu reparieren, und die Behandlung von konzentriertem Salzwasser ist eine Herausforderung
Obwohl das Verfahren der Umkehrosmose plus EDI viele Vorteile bietet, kann bei Ausfall der Ausrüstung, insbesondere bei Beschädigung der Umkehrosmose-Membran und des EDI-Membranstapels,Es kann nur zum Ersetzen ausgeschaltet werden.In den meisten Fällen sind professionelle Techniker für den Austausch erforderlich, und die Stillstandszeit kann länger sein.
Obwohl durch Umkehrosmose keine großen Mengen saures und alkalisches Abwasser entstehen, beträgt die Rückgewinnungsrate der primären Umkehrosmose im Allgemeinen nur 75%,die eine große Menge konzentriertes Wasser erzeugtDer Salzgehalt von konzentriertem Wasser ist viel höher als der von Rohwasser.Es wird die Umwelt verschmutzen..
Derzeit wird in privaten Kraftwerken die Rückgewinnung und Nutzung von konzentriertem Salzwasser aus Umkehrosmose hauptsächlich für die Kohlewaschung und Aschebefeuchtung verwendet.Einige Universitäten forschen an der Verdunstung und Kristallisierung konzentrierten Salzwassers, aber die Kosten sind hoch und die Schwierigkeiten sind hoch, so daß sie in der Industrie noch nicht weit verbreitet ist.
Die Kosten für Umkehrosmose- und EDI-Ausrüstung sind relativ hoch, aber in einigen Fällen sind die Anfangsinvestitionen sogar niedriger als bei herkömmlichen Ionenaustauschverfahren.
Bei großen Wasseraufbereitungssystemen (wenn das System eine große Menge Wasser erzeugt)die anfängliche Investition in Umkehrosmose- und EDI-Systeme ist wesentlich höher als bei herkömmlichen Ionenaustauschverfahren.
In kleinen Wasseraufbereitungssystemen hat das Verfahren der Umkehrosmose plus EDI eine ähnliche Anfangsinvestition im Vergleich zu herkömmlichen Ionenaustauschverfahren.
Zusammenfassend lässt sich sagen, daß bei geringer Ausbeute der Wasseraufbereitung die Umkehrosmose und der EDI-Aufbereitung vorrangig eingesetzt werden können.und minimale Umweltverschmutzung.
