16 Februari 2023
Ni ipi bora, reverse osmosis + EDI au ubadilishanaji wa ioni ya jadi?
Jina kamili la Kiingereza la EDI ni ionization ya elektrodi, pia inajulikana kama teknolojia ya electrodeionization, au electrodialysis ya kitanda iliyojaa
Teknolojia ya Electrodeionization inachanganya teknolojia mbili za kubadilishana ioni na electrodialysis. Ni teknolojia ya kuondoa chumvi iliyotengenezwa kwa misingi ya electrodialysis, na ni teknolojia ya matibabu ya maji ambayo imetumika sana na kupata matokeo bora baada ya resini za kubadilishana ioni.
Haichukui tu faida ya uondoaji chumvi unaoendelea na teknolojia ya electrodialysis, lakini pia hutumia teknolojia ya kubadilishana ioni kufikia athari ya chumvi ya kina;
Sio tu inaboresha kasoro ambayo ufanisi wa sasa hupungua wakati mchakato wa electrodialysis unatumiwa kutibu suluhisho za mkusanyiko mdogo, huongeza uhamishaji wa ioni, lakini pia huwezesha kibadilishaji cha ioni kuzaliwa upya, kuepuka matumizi ya regenerants, na kupunguza sekondari inayozalishwa wakati wa utumiaji wa regenerants za asidi-msingi. Uchafuzi wa sekondari, tambua uendeshaji unaoendelea wa deionization.
TKanuni ya msingi ya deionization ya EDI inajumuisha michakato mitatu ifuatayo:
1. Mchakato wa electrodialysis
Chini ya hatua ya uwanja wa umeme wa nje, elektroliti ndani ya maji itahamia kwa kuchagua kupitia resin ya kubadilishana ioni ndani ya maji na kutolewa na maji yaliyojilimbikizia, na hivyo kuondoa ioni ndani ya maji.
2. Mchakato wa kubadilishana ioni
Ioni za uchafu ndani ya maji hubadilishwa na resin ya kubadilishana ioni, na ioni za uchafu ndani ya maji zimeunganishwa ili kufikia athari ya kuondoa ioni ndani ya maji.
3. Mchakato wa kuzaliwa upya kwa electrochemical
Resin huzalishwa upya kwa kielektroniki kwa kutumia H+ na OH- inayotokana na ubaguzi wa maji ya uso wa resin ya kubadilishana ioni ili kutambua kuzaliwa upya kwa resin.
02 Kuathiri mambo na njia za kudhibiti EDI?
1. Ushawishi wa conductivity yenye ushawishi
Chini ya sasa sawa ya uendeshaji, kadiri conductivity ya maji ghafi inavyoongezeka, kiwango cha kuondolewa kwa elektroliti dhaifu na EDI hupungua, na conductivity ya maji machafu pia huongezeka.
Ikiwa conductivity ya maji ghafi ni ya chini, maudhui ya ioni pia ni ya chini, na mkusanyiko mdogo wa ioni hufanya gradient ya nguvu ya umeme iliyoundwa juu ya uso wa resin na membrane katika chumba cha maji safi pia kubwa, na kusababisha kujitenga kwa maji kuimarishwa, kuongezeka kwa kikomo cha sasa, na H + inayozalishwa Na wingi wa OH- ni zaidi, ili athari ya kuzaliwa upya ya anion na resin ya kubadilishana cation iliyojazwa kwenye chumba cha maji safi ni nzuri.
Kwa hiyo, ni muhimu kudhibiti conductivity ya maji yenye ushawishi ili conductivity ya maji yenye ushawishi wa EDI ni chini ya 40us/cm, ambayo inaweza kuhakikisha conductivity iliyohitimu ya maji machafu na kuondolewa kwa elektroliti dhaifu.
2. Ushawishi wa voltage ya kufanya kazi na sasa
Kadiri mkondo wa kufanya kazi unavyoongezeka, ubora wa maji yanayozalishwa unaendelea kuboreshwa.
Walakini, ikiwa sasa imeongezeka baada ya kufikia kiwango cha juu zaidi, kwa sababu ya kiwango kikubwa cha ioni za H+ na OH- zinazotokana na ionization ya maji, pamoja na kutumiwa kuunda upya resin, idadi kubwa ya ioni za ziada hufanya kama ioni za kubeba kwa upitishaji, na wakati huo huo kwa sababu ya idadi kubwa ya mchakato wa harakati za ioni ya carrier Mkusanyiko na kuziba hutokea katikati, na hata kuenea kwa nyuma hutokea, na kusababisha kupungua kwa ubora wa maji yanayozalishwa.
Kwa hiyo, voltage inayofaa ya kufanya kazi na sasa lazima ichaguliwe.
3. Ushawishi wa uchafuzi wa mazingira na uchafuzi wa mazingira (SDI)
Njia ya uzalishaji wa maji ya moduli ya EDI imejazwa na resin ya kubadilishana ioni. Uchafuzi mwingi na index ya uchafuzi wa mazingira itazuia kituo, na kusababisha kuongezeka kwa tofauti ya shinikizo la mfumo na kupungua kwa uzalishaji wa maji.
Kwa hiyo, matibabu sahihi ya mapema yanahitajika, na maji machafu ya RO kwa ujumla yanakidhi mahitaji ya ushawishi wa EDI.
4. Ushawishi wa ugumu
Ikiwa ugumu wa mabaki ya maji ya kulisha katika EDI ni ya juu sana, itasababisha uchafu kwenye uso wa membrane ya njia ya maji iliyojilimbikizia, kiwango cha mtiririko wa maji yaliyojilimbikizia kitapungua, upinzani wa maji yanayozalishwa utapungua, na ubora wa maji utaathiriwa. Katika hali mbaya, maji yaliyojilimbikizia na njia za maji ya polar ya moduli zitazuiwa. Kusababisha uharibifu wa sehemu kutokana na joto la ndani.
Inaweza kuunganishwa na kuondolewa kwa CO2 ili kulainisha na kuongeza alkali kwa maji ya ushawishi wa RO; wakati chumvi ya maji yenye ushawishi ni ya juu, inaweza kuunganishwa na chumvi ili kuongeza kiwango cha RO au nanofiltration ili kurekebisha athari za ugumu.
5. Athari za TOC (jumla ya kaboni ya kikaboni)
Ikiwa maudhui ya vitu vya kikaboni katika maji yenye ushawishi ni ya juu sana, itasababisha uchafuzi wa kikaboni wa resin na membrane inayoweza kupenyeza kwa kuchagua, ambayo itasababisha kuongezeka kwa voltage ya uendeshaji wa mfumo na kupungua kwa ubora wa maji yanayozalishwa. Wakati huo huo, pia ni rahisi kuunda colloid ya kikaboni kwenye njia ya maji iliyojilimbikizia na kuzuia chaneli.
Kwa hiyo, wakati wa kushughulika nayo, ngazi moja ya R0 inaweza kuongezwa pamoja na mahitaji mengine ya index ili kukidhi mahitaji.
6. Ushawishi wa ioni za chuma kama vile Fe na Mn
Ioni za chuma kama vile Fe na Mn zitasababisha "sumu" ya resin, na "sumu" ya chuma ya resin itasababisha kuzorota kwa kasi kwa ubora wa maji taka ya EDI, hasa kupungua kwa kasi kwa kiwango cha kuondolewa kwa silicon.
Kwa kuongeza, athari ya kichocheo cha oksidi ya metali za valence zinazobadilika kwenye resini za kubadilishana ioni zitasababisha uharibifu wa kudumu kwa resini.
Kwa ujumla, Fe katika ushawishi wa EDI inadhibitiwa kuwa chini ya 0.01mg/L wakati wa operesheni.
7. Ushawishi wa C02 katika ushawishi
HCO3- inayozalishwa na CO2 katika maji yenye ushawishi ni elektroliti dhaifu, ambayo inaweza kupenya kwa urahisi safu ya resin ya kubadilishana ioni na kusababisha ubora wa maji yanayozalishwa kupungua.
Inaweza kuondolewa kwa mnara wa kuondoa gesi kabla ya kuingia ndani ya maji.
8. Athari ya jumla ya maudhui ya anion (TEA)
TEA ya juu itapunguza upinzani wa maji yanayozalishwa na EDI, au kuongeza mkondo wa uendeshaji wa EDI, wakati sasa ya juu ya uendeshaji itaongeza mfumo wa sasa, kuongeza mkusanyiko wa klorini iliyobaki katika maji ya elektrodi, na kuwa na madhara kwa maisha ya utando wa elektrodi.
Mbali na mambo manane ya kuathiri hapo juu, joto la maji ya kuingia, thamani ya pH, SiO2 na oksidi pia zina athari kwa uendeshaji wa mfumo wa EDI.
03 Vipengele vya EDI
Katika miaka ya hivi karibuni, teknolojia ya EDI imekuwa ikitumika sana katika tasnia zilizo na mahitaji ya juu ya ubora wa maji kama vile nishati ya umeme, tasnia ya kemikali na dawa.
Utafiti wa matumizi ya muda mrefu katika uwanja wa matibabu ya maji unaonyesha kuwa teknolojia ya matibabu ya EDI ina sifa sita zifuatazo:
1. Ubora wa maji ni wa juu na pato la maji ni thabiti
Teknolojia ya EDI inachanganya faida za uondoaji chumvi unaoendelea kwa electrodialysis na chumvi ya kina kwa kubadilishana ioni. Utafiti na mazoezi endelevu ya kisayansi yameonyesha kuwa kutumia teknolojia ya EDI kwa kuondoa chumvi tena kunaweza kuondoa ioni ndani ya maji, na usafi wa maji machafu ni wa juu.
2. Hali ya chini ya ufungaji wa vifaa na alama ndogo
Ikilinganishwa na kitanda cha kubadilishana ioni, kifaa cha EDI ni kidogo kwa ukubwa na uzani mwepesi, na hakihitaji kuwa na vifaa vya kuhifadhi asidi na alkali, ambayo inaweza kuokoa nafasi kwa ufanisi.
Si hivyo tu, kifaa cha EDI ni muundo unaojitosheleza, muda wa ujenzi ni mfupi, na mzigo wa kazi wa ufungaji kwenye tovuti ni mdogo.
3. Ubunifu rahisi, operesheni rahisi na matengenezo
Kifaa cha usindikaji cha EDI kinaweza kuzalishwa kwa njia ya kawaida, na kinaweza kuzalishwa upya kiotomatiki na kwa kuendelea bila vifaa vikubwa na ngumu vya kuzaliwa upya. Baada ya kuanza kutumika, ni rahisi kufanya kazi na kudumisha.
4. Udhibiti wa moja kwa moja wa mchakato wa utakaso wa maji ni rahisi na rahisi
Kifaa cha EDI kinaweza kushikamana na mfumo sambamba na moduli nyingi. Moduli ni salama na thabiti katika uendeshaji na za kuaminika kwa ubora, na kufanya uendeshaji na usimamizi wa mfumo kuwa rahisi kutambua udhibiti wa programu na rahisi kufanya kazi.
5. Hakuna kutokwa kwa asidi ya taka na lye taka, ambayo inafaa kwa ulinzi wa mazingira
Kifaa cha EDI hakihitaji kuzaliwa upya kwa kemikali ya asidi na alkali, na kimsingi hakuna kutokwa kwa taka za kemikali.
6. Kiwango cha kurejesha maji ni cha juu, na kiwango cha matumizi ya maji ya teknolojia ya matibabu ya EDI kwa ujumla ni ya juu kama 90% au zaidi
Kwa muhtasari, teknolojia ya EDI ina faida kubwa katika suala la ubora wa maji, utulivu wa uendeshaji, urahisi wa uendeshaji na matengenezo, usalama na ulinzi wa mazingira.
Lakini pia ina mapungufu fulani. Kifaa cha EDI kina mahitaji ya juu juu ya ubora wa maji yenye ushawishi, na uwekezaji wake wa mara moja (miundombinu na gharama za vifaa) ni wa juu.
Ikumbukwe kwamba ingawa gharama ya miundombinu na vifaa vya EDI ni kubwa kidogo kuliko ile ya mchakato wa kitanda mchanganyiko, teknolojia ya EDI bado ina faida fulani baada ya kuzingatia gharama ya uendeshaji wa kifaa.
Kwa mfano, kituo cha maji safi kililinganisha gharama za uwekezaji na uendeshaji wa michakato hiyo miwili, na kifaa cha EDI kinaweza kukabiliana na tofauti ya uwekezaji na mchakato wa kitanda kilichochanganywa baada ya mwaka mmoja wa operesheni ya kawaida.
04 Reverse Osmosis + EDI VS Ubadilishanaji wa Ioni ya Jadi
1. Ulinganisho wa uwekezaji wa mradi wa awali
Kwa upande wa uwekezaji wa awali wa mradi huo, katika mfumo wa matibabu ya maji na kiwango kidogo cha mtiririko wa maji, kwa sababu mchakato wa reverse osmosis + EDI hughairi mfumo mkubwa wa kuzaliwa upya unaohitajika na mchakato wa jadi wa kubadilishana ioni, haswa hughairi mizinga miwili ya kuhifadhi asidi na mizinga miwili ya kuhifadhi alkali. Taiwan, sio tu inapunguza sana gharama ya ununuzi wa vifaa, lakini pia huokoa karibu 10% hadi 20% ya eneo la ardhi, na hivyo kupunguza gharama ya uhandisi wa umma na upatikanaji wa ardhi kwa ujenzi wa viwanda.
Kwa kuwa urefu wa vifaa vya jadi vya kubadilishana ioni kwa ujumla ni zaidi ya 5m, wakati urefu wa osmosis ya nyuma na vifaa vya EDI ni ndani ya 2.5m, urefu wa semina ya matibabu ya maji inaweza kupunguzwa kwa 2-3m, na hivyo kuokoa nyingine 10% -20% ya uwekezaji wa ujenzi wa kiraia wa mmea.
Kwa kuzingatia kiwango cha kupona kwa osmosis ya nyuma na EDI, maji yaliyojilimbikizia ya osmosis ya sekondari ya reverse na EDI yanapatikana kikamilifu, lakini maji yaliyojilimbikizia ya osmosis ya msingi ya reverse (karibu 25%) yanahitaji kutolewa, na pato la mfumo wa matibabu ya awali linahitaji kuongezeka ipasavyo. Wakati mfumo unachukua mchakato wa jadi wa kuganda, ufafanuzi na kuchuja, uwekezaji wa awali unahitaji kuongezeka kwa karibu 20% ikilinganishwa na mfumo wa matibabu ya mchakato wa kubadilishana ioni.
Kuzingatia kwa kina, mchakato wa reverse osmosis + EDI ni takriban sawa na mchakato wa jadi wa kubadilishana ioni katika suala la uwekezaji wa awali katika mifumo midogo ya matibabu ya maji.
2. Ulinganisho wa gharama za uendeshaji
Kama tunavyojua, kwa suala la matumizi ya vitendanishi, gharama ya uendeshaji wa mchakato wa reverse osmosis (ikiwa ni pamoja na kipimo cha reverse osmosis, kusafisha kemikali, matibabu ya maji machafu, nk) ni ya chini kuliko ile ya mchakato wa jadi wa kubadilishana ioni (ikiwa ni pamoja na kuzaliwa upya kwa resin ya kubadilishana ioni, matibabu ya maji machafu, nk).
Hata hivyo, kwa suala la matumizi ya nguvu, uingizwaji wa vipuri, nk, mchakato wa reverse osmosis pamoja na EDI utakuwa wa juu zaidi kuliko mchakato wa jadi wa kubadilishana ioni.
Kulingana na takwimu, gharama ya uendeshaji wa reverse osmosis pamoja na mchakato wa EDI ni kubwa kidogo kuliko ile ya mchakato wa jadi wa kubadilishana ioni.
Kuzingatia kwa kina, gharama ya jumla ya uendeshaji na matengenezo ya reverse osmosis pamoja na mchakato wa EDI ni 50% hadi 70% ya juu kuliko ile ya mchakato wa jadi wa kubadilishana ioni.
3. Reverse osmosis + EDI ina uwezo mkubwa wa kubadilika, kiwango cha juu cha automatisering, na uchafuzi mdogo wa mazingira
Mchakato wa reverse osmosis + EDI unaweza kubadilika sana kwa chumvi ya maji ghafi. Mchakato wa reverse osmosis unaweza kutumika kutoka kwa maji ya bahari, maji ya chumvi, maji ya mifereji ya maji ya mgodi, maji ya chini ya ardhi hadi maji ya mto, wakati mchakato wa kubadilishana ioni una maudhui thabiti yaliyoyeyushwa ya zaidi ya 500 mg katika maji yanayoingia /L sio ya kiuchumi.
Osmosis ya nyuma na EDI hazihitaji kuzaliwa upya kwa asidi-msingi, hutumia kiasi kikubwa cha asidi-msingi, na hazitoi kiasi kikubwa cha maji machafu ya asidi-msingi. Wanahitaji tu kuongeza kiasi kidogo cha asidi, alkali, antiscalant na wakala wa kupunguza.
Kwa upande wa uendeshaji na matengenezo, reverse osmosis na EDI pia zina faida za automatisering ya juu na udhibiti rahisi wa programu.
4. Vifaa vya reverse osmosis + EDI ni ghali na ni vigumu kutengeneza, na ni vigumu kutibu brine iliyojilimbikizia
Ingawa mchakato wa reverse osmosis pamoja na EDI una faida nyingi, wakati vifaa vinashindwa, haswa wakati membrane ya reverse osmosis na stack ya membrane ya EDI imeharibiwa, inaweza tu kubadilishwa na kuzima. Katika hali nyingi, wafanyikazi wa kitaalam na kiufundi wanahitajika kuibadilisha, na wakati wa kuzima unaweza kuwa mrefu zaidi.
Ingawa reverse osmosis haitoi kiasi kikubwa cha maji machafu ya asidi-msingi, kiwango cha kupona kwa osmosis ya msingi ya reverse kwa ujumla ni 75% tu, na kiasi kikubwa cha maji yaliyojilimbikizia yatazalishwa. Maudhui ya chumvi ya maji yaliyojilimbikizia yatakuwa ya juu zaidi kuliko yale ya maji ghafi. Hatua za matibabu, mara tu zitatolewa zitachafua mazingira.
Kwa sasa, katika mitambo ya umeme ya ndani, brine nyingi zilizojilimbikizia kutoka kwa osmosis ya nyuma husindika tena na kutumika kwa kuosha makaa ya mawe na unyevu wa majivu; Vyuo vikuu vingine vinafanya utafiti juu ya uvukizi na fuwele ya brine iliyojilimbikizia, lakini gharama ni kubwa na ngumu, na hakuna suala kubwa bado. anuwai ya matumizi ya viwandani.
Gharama ya reverse osmosis na vifaa vya EDI ni ya juu, lakini katika baadhi ya matukio ni ya chini zaidi kuliko uwekezaji wa awali wa mchakato wa jadi wa kubadilishana ioni.
Katika mifumo mikubwa ya matibabu ya maji (wakati mfumo unazalisha kiasi kikubwa cha maji), uwekezaji wa awali wa mifumo ya reverse osmosis na EDI ni kubwa zaidi kuliko ile ya michakato ya jadi ya kubadilishana ioni.
Katika mifumo midogo ya matibabu ya maji, reverse osmosis pamoja na mchakato wa EDI ni sawa na mchakato wa jadi wa kubadilishana ioni katika suala la uwekezaji wa awali katika mifumo midogo ya matibabu ya maji.
Kwa muhtasari, wakati pato la mfumo wa matibabu ya maji ni ndogo, osmosis ya nyuma pamoja na mchakato wa matibabu ya EDI unaweza kupewa kipaumbele. Utaratibu huu una uwekezaji mdogo wa awali, kiwango cha juu cha automatisering, na uchafuzi mdogo wa mazingira.
BONYEZA TAZAMA