16 Feb 2023
Ambayo ni bora, osmosis ya reverse + EDI au kubadilishana kwa jadi ya ion?
Jina kamili la Kiingereza la EDI ni ionization ya umeme, pia inajulikana kama teknolojia ya umeme, au electrodialysis ya kitanda kilichojaa
Teknolojia ya umeme inachanganya teknolojia mbili za kubadilishana ion na electrodialysis. Ni teknolojia ya desalination iliyotengenezwa kwa msingi wa electrodialysis, na ni teknolojia ya matibabu ya maji ambayo imetumika sana na kupata matokeo bora baada ya resins ya kubadilishana ion.
Sio tu inachukua faida ya desalination inayoendelea na teknolojia ya electrodialysis, lakini pia hutumia teknolojia ya kubadilishana ion kufikia athari ya desalination ya kina;
Sio tu inaboresha kasoro ambayo ufanisi wa sasa unashuka wakati mchakato wa electrodialysis hutumiwa kutibu suluhisho za chini za kuzingatia, huongeza uhamishaji wa ioni, lakini pia inawezesha kubadilishana ion kuwa regenerated, kuepuka matumizi ya regenerants, na kupunguza sekondari zinazozalishwa wakati wa matumizi ya regenerants asidi-msingi. Uchafuzi wa sekondari, tambua operesheni inayoendelea ya deionization.
Tkanuni ya msingi ya utengano wa EDI inajumuisha michakato mitatu ifuatayo:
1. Mchakato wa electrodialysis
Chini ya hatua ya uwanja wa umeme wa nje, elektroliti katika maji itahamia kwa njia ya kubadilishana ion resin katika maji na kutolewa na maji yaliyojilimbikizia, na hivyo kuondoa ions katika maji.
2. Mchakato wa ubadilishaji wa Ion
Ioni za uchafu katika maji hubadilishwa na resin ya kubadilishana ion, na ions ya uchafu katika maji hujumuishwa ili kufikia athari ya kuondoa ions kwa ufanisi katika maji.
3. Mchakato wa kuzaliwa upya kwa umeme
Resin ni electrochemically regenerated kwa kutumia H + na OH- zinazozalishwa na polarization ya maji interfacial ya ion kubadilishana resin kutambua kuzaliwa upya ya resin.
02 Kushawishi mambo na njia za kudhibiti za EDI?
1. Ushawishi wa conductivity influent
Chini ya sasa sawa ya uendeshaji, kama conductivity ya maji ghafi kuongezeka, kiwango cha kuondolewa kwa elektroliti dhaifu na EDI hupungua, na conductivity ya effluent pia huongezeka.
Ikiwa conductivity ya maji ghafi ni ya chini, maudhui ya ions pia ni ya chini, na mkusanyiko mdogo wa ions hufanya nguvu ya umeme gradient iliyoundwa juu ya uso wa resin na utando katika chumba cha maji safi pia kubwa, na kusababisha dissociation ya maji iliyoimarishwa, ongezeko la kikomo cha sasa, na H + iliyozalishwa Na wingi wa OH- ni zaidi, ili athari ya kuzaliwa upya ya anion na cation kubadilishana resin kujazwa katika chumba cha maji safi ni nzuri.
Kwa hiyo, ni muhimu kudhibiti conductivity ya maji influent ili conductivity ya EDI influent maji ni chini ya 40us / cm, ambayo inaweza kuhakikisha conductivity waliohitimu ya maji effluent na kuondolewa kwa elektroliti dhaifu.
2. Ushawishi wa voltage ya kufanya kazi na ya sasa
Kadiri kazi inavyoongezeka, ubora wa maji yaliyozalishwa unaendelea kuimarika.
Hata hivyo, ikiwa sasa imeongezeka baada ya kufikia hatua ya juu, kwa sababu ya kiasi kikubwa cha H + na OH- ions zinazozalishwa na ionization ya maji, pamoja na kutumiwa kurejesha resin, idadi kubwa ya ions ya ziada hufanya kama ions carrier kwa conduction, na wakati huo huo kutokana na kiasi kikubwa cha harakati ya ion ya carrier mchakato wa Usahihi na clogging hutokea katika kati, na hata uenezi wa nyuma hutokea, na kusababisha kupungua kwa ubora wa maji yaliyozalishwa.
Kwa hivyo, voltage inayofaa ya kufanya kazi na ya sasa lazima ichaguliwe.
3. Ushawishi wa turbidity na uchafuzi wa mazingira index (SDI)
Njia ya uzalishaji wa maji ya moduli ya EDI imejazwa na resin ya kubadilishana ion. Ukali wa kupindukia na index ya uchafuzi wa mazingira itazuia kituo, na kusababisha kuongezeka kwa tofauti ya shinikizo la mfumo na kupungua kwa uzalishaji wa maji.
Kwa hivyo, matibabu sahihi yanahitajika, na RO effluent kwa ujumla hukutana na mahitaji ya EDI yenye ushawishi.
4. Ushawishi wa ugumu
Ikiwa ugumu wa mabaki ya maji ya kulisha katika EDI ni juu sana, itasababisha ukungu kwenye uso wa utando wa kituo cha maji kilichojilimbikizia, kiwango cha mtiririko wa maji yaliyojilimbikizia kitapungua, upinzani wa maji yaliyozalishwa utapungua, na ubora wa maji utaathiriwa. Katika hali mbaya, maji yaliyojilimbikizia na njia za maji ya polar za moduli zitazuiwa. Kusababisha uharibifu wa sehemu kwa sababu ya joto la ndani.
Inaweza kuunganishwa na kuondolewa kwa CO2 ili kulainisha na kuongeza alkali kwa maji ya RO; wakati maudhui ya chumvi ya maji ya influent ni ya juu, inaweza kuunganishwa na desalination ili kuongeza kiwango cha RO au nanofiltration kurekebisha athari za ugumu.
5. Athari za TOC (jumla ya kaboni ya kikaboni)
Ikiwa maudhui ya jambo la kikaboni katika maji ya influent ni ya juu sana, itasababisha uchafuzi wa kikaboni wa resin na utando wa kuchagua, ambayo itasababisha kuongezeka kwa voltage ya uendeshaji wa mfumo na kupungua kwa ubora wa maji yaliyozalishwa. Wakati huo huo, pia ni rahisi kuunda colloid ya kikaboni katika kituo cha maji kilichojilimbikizia na kuzuia kituo.
Kwa hivyo, wakati wa kushughulika nayo, kiwango kimoja cha R0 kinaweza 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 haraka kwa ubora wa EDI effluent, haswa kushuka kwa haraka kwa kiwango cha kuondolewa kwa silicon.
Kwa kuongezea, athari ya kichocheo cha oxidative ya metali za valence za kutofautiana kwenye resins ya kubadilishana ion itasababisha uharibifu wa kudumu kwa resins.
Kwa ujumla, Fe katika EDI influent inadhibitiwa kuwa chini ya 0.01mg / L wakati wa operesheni.
7. Ushawishi wa C02 katika ushawishi
HCO3- inayotokana na CO2 katika maji ya influent ni elektroliti dhaifu, ambayo inaweza kupenya kwa urahisi safu ya resin ya ion na kusababisha ubora wa maji yaliyozalishwa kupungua.
Inaweza kuondolewa kwa kubomoa mnara kabla ya kuingia ndani ya maji.
8. Athari ya jumla ya maudhui ya anion (TEA)
TEA ya juu itapunguza upinzani wa maji ya EDI yaliyozalishwa, au kuongeza EDI ya sasa, wakati sasa ya juu ya uendeshaji itaongeza mfumo wa sasa, kuongeza mkusanyiko wa klorini ya mabaki katika maji ya electrode, na kuwa na madhara kwa maisha ya utando wa electrode.
Mbali na sababu nane za kushawishi hapo juu, joto la maji ya inlet, thamani ya pH, SiO2 na oksidi pia zina athari kwa uendeshaji wa mfumo wa EDI.
03 Makala ya EDI
Katika miaka ya hivi karibuni, teknolojia ya EDI imekuwa ikitumika sana katika viwanda na mahitaji ya juu ya ubora wa maji kama vile nguvu ya umeme, tasnia ya kemikali, na dawa.
Utafiti wa maombi 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 mkubwa na pato la maji ni thabiti
Teknolojia ya EDI inachanganya faida za desalination inayoendelea na electrodialysis na desalination ya kina na kubadilishana ion. Utafiti wa kisayansi unaoendelea na mazoezi umeonyesha kuwa kutumia teknolojia ya EDI kwa desalination tena inaweza kuondoa ions katika maji, na usafi wa maji ya effluent ni juu.
2. Hali ya ufungaji wa vifaa vya chini na nyayo ndogo
Ikilinganishwa na kitanda cha ubadilishaji wa ioni, kifaa cha EDI ni kidogo kwa ukubwa na nyepesi kwa uzito, na haihitaji kuwa na vifaa vya asidi na mizinga ya kuhifadhi alkali, ambayo inaweza kuokoa nafasi kwa ufanisi.
Sio hivyo tu, kifaa cha EDI ni muundo ulio na kibinafsi, kipindi cha ujenzi ni kifupi, na mzigo wa kazi wa ufungaji wa tovuti ni mdogo.
3. Ubunifu rahisi, operesheni rahisi na matengenezo
Kifaa cha usindikaji cha EDI kinaweza kuzalishwa kwa njia ya msimu, na inaweza kuzalishwa kiotomatiki na kuendelea bila vifaa vikubwa na ngumu vya kuzaliwa upya. Baada ya kuwekwa, ni rahisi kufanya kazi na kudumisha.
4. Udhibiti wa moja kwa moja wa mchakato wa kusafisha maji ni rahisi na rahisi
Kifaa cha EDI kinaweza kuunganishwa na mfumo sambamba na moduli nyingi. Moduli ni salama na imara katika utendaji na kuaminika katika ubora, na kufanya uendeshaji na usimamizi wa mfumo rahisi kutambua udhibiti wa programu na rahisi kufanya kazi.
5. Hakuna kutokwa kwa asidi ya taka na taka ya taka, ambayo ni nzuri kwa ulinzi wa mazingira
Kifaa cha EDI hakihitaji asidi na kuzaliwa upya kwa kemikali ya alkali, na kimsingi hakuna kutokwa kwa taka za kemikali.
6. Kiwango cha kupona maji ni cha juu, na kiwango cha matumizi ya maji ya teknolojia ya matibabu ya EDI kwa ujumla ni juu kama 90% au zaidi
Kwa jumla, teknolojia ya EDI ina faida kubwa kwa suala la ubora wa maji, utulivu wa operesheni, urahisi wa operesheni na matengenezo, usalama na ulinzi wa mazingira.
Lakini pia kuna mapungufu kadhaa. Kifaa cha EDI kina mahitaji ya juu juu ya ubora wa maji ya ushawishi, na uwekezaji wake wa wakati mmoja (gharama za miundombinu na vifaa) ni kubwa.
Ikumbukwe kuwa 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 miwili, na kifaa cha EDI kinaweza kupunguza tofauti ya uwekezaji na mchakato wa kitanda mchanganyiko baada ya mwaka mmoja wa operesheni ya kawaida.
04 Reverse Osmosis + EDI VS Jadi ya Ion Exchange
1. Kulinganisha uwekezaji wa mradi wa awali
Kwa upande wa uwekezaji wa awali wa mradi, katika mfumo wa matibabu ya maji na kiwango kidogo cha mtiririko wa maji, kwa sababu osmosis ya nyuma + EDI mchakato unafuta mfumo mkubwa wa kuzaliwa upya unaohitajika na mchakato wa jadi wa kubadilishana ion, haswa inafuta mizinga miwili ya kuhifadhi asidi na mizinga miwili ya kuhifadhi alkali. Taiwan, sio tu inapunguza gharama za ununuzi wa vifaa, lakini pia inaokoa karibu 10% hadi 20% ya eneo la ardhi, na hivyo kupunguza gharama za uhandisi wa kiraia na upatikanaji wa ardhi kwa ujenzi wa viwanda.
Kwa kuwa urefu wa vifaa vya jadi vya kubadilishana ion kwa ujumla ni juu ya 5m, wakati urefu wa osmosis ya reverse na vifaa vya EDI ni ndani ya 2.5m, urefu wa semina ya matibabu ya maji inaweza kupunguzwa na 2-3m, na hivyo kuokoa 10%-20% ya uwekezaji wa ujenzi wa umma wa mmea.
Kuzingatia kiwango cha kupona cha osmosis ya reverse na EDI, maji yaliyojilimbikizia ya osmosis ya sekondari na EDI yamepatikana kikamilifu, lakini maji yaliyojilimbikizia ya osmosis ya msingi ya nyuma (karibu 25%) yanahitaji kutolewa, na matokeo ya mfumo wa matibabu ya awali yanahitaji kuongezeka ipasavyo. Wakati mfumo unachukua utaratibu wa jadi wa coagulation, ufafanuzi na filtration, uwekezaji wa awali unahitaji kuongezeka kwa karibu 20% ikilinganishwa na mfumo wa matibabu ya mchakato wa kubadilishana ion.
Kuzingatia kwa kina, mchakato wa osmosis + EDI ni sawa na mchakato wa jadi wa kubadilishana ion kwa suala la uwekezaji wa awali katika mifumo ndogo ya matibabu ya maji.
2. Kulinganisha gharama za uendeshaji
Kama tunavyojua, kwa suala la matumizi ya reagent, gharama ya uendeshaji wa mchakato wa osmosis ya nyuma (ikiwa ni pamoja na dosing ya osmosis ya reverse, kusafisha kemikali, matibabu ya maji machafu, nk) ni chini kuliko ile ya mchakato wa jadi wa kubadilishana ion (ikiwa ni pamoja na ion kubadilishana resin regeneration, matibabu ya maji machafu, nk).
Hata hivyo, kwa suala la matumizi ya nguvu, uingizwaji wa vipuri, nk, osmosis ya nyuma pamoja na mchakato wa EDI itakuwa kubwa zaidi kuliko mchakato wa jadi wa kubadilishana ion.
Kulingana na takwimu, gharama ya uendeshaji wa osmosis ya reverse pamoja na mchakato wa EDI ni juu kidogo kuliko ile ya mchakato wa jadi wa kubadilishana ion.
Kuzingatia kwa kina, gharama ya jumla ya operesheni na matengenezo ya osmosis ya nyuma pamoja na mchakato wa EDI ni 50% hadi 70% juu kuliko ile ya mchakato wa jadi wa kubadilishana ion.
3. Reverse osmosis + EDI ina kubadilika kwa nguvu, kiwango cha juu cha automatisering, na uchafuzi mdogo wa mazingira
Mchakato wa osmosis ya nyuma + EDI unaweza kubadilika sana kwa chumvi ya maji ghafi. Mchakato wa osmosis ya nyuma unaweza kutumika kutoka kwa maji ya bahari, maji ya brackish, maji ya mifereji ya mgodi, maji ya chini ya ardhi hadi maji ya mto, wakati mchakato wa kubadilishana ion una maudhui yaliyoyeyuka ya zaidi ya 500 mg katika maji yanayoingia / L sio ya kiuchumi.
Reverse osmosis na EDI hazihitaji kuzaliwa upya kwa asidi, hutumia kiasi kikubwa cha asidi-msingi, na haitoi kiasi kikubwa cha maji machafu ya asidi. Wanahitaji tu kuongeza kiasi kidogo cha asidi, alkali, antiscalant na wakala wa kupunguza.
Kwa upande wa operesheni na matengenezo, osmosis ya reverse na EDI pia zina faida za automatisering ya juu na udhibiti rahisi wa programu.
4. Reverse osmosis + EDI vifaa ni ghali na vigumu kukarabati, na ni vigumu kutibu brine iliyojilimbikizia
Ingawa osmosis ya nyuma pamoja na mchakato wa EDI ina faida nyingi, wakati vifaa vinashindwa, haswa wakati utando wa osmosis ya nyuma na stack ya utando wa EDI imeharibiwa, inaweza kubadilishwa tu na kuzima. Katika hali nyingi, wafanyikazi wa kitaalam na kiufundi wanahitajika kuibadilisha, na wakati wa kuzima unaweza kuwa mrefu.
Ingawa osmosis ya reverse haitoi kiasi kikubwa cha maji machafu ya asidi, kiwango cha kupona cha osmosis ya msingi ya nyuma kwa ujumla ni 75% tu, na kiasi kikubwa cha maji yaliyojilimbikizia yatazalishwa. Maudhui ya chumvi ya maji yaliyojilimbikizia yatakuwa juu zaidi kuliko yale ya maji ghafi. Hatua za matibabu, mara baada ya kutolewa zitachafua mazingira.
Kwa sasa, katika mimea ya nguvu ya ndani, zaidi ya brine iliyojilimbikizia kutoka kwa osmosis ya nyuma hurejeshwa na kutumika kwa kuosha makaa ya mawe na unyevu wa majivu; Baadhi ya vyuo vikuu vinafanya utafiti juu ya uvukizi na ufumaji wa brine iliyojilimbikizia, lakini gharama ni kubwa na ngumu, na hakuna suala kubwa bado. mbalimbali ya matumizi ya viwanda.
Gharama ya osmosis ya nyuma na vifaa vya EDI ni ya juu, lakini katika hali zingine ni chini zaidi kuliko uwekezaji wa awali wa mchakato wa kubadilishana wa jadi wa ion.
Katika mifumo mikubwa ya matibabu ya maji (wakati mfumo hutoa kiasi kikubwa cha maji), uwekezaji wa awali wa osmosis ya reverse na mifumo ya EDI ni kubwa zaidi kuliko ile ya michakato ya jadi ya kubadilishana ion.
Katika mifumo ndogo ya matibabu ya maji, osmosis ya reverse pamoja na mchakato wa EDI ni sawa na mchakato wa jadi wa kubadilishana ion kwa suala la uwekezaji wa awali katika mifumo ndogo ya matibabu ya maji.
Kwa jumla, wakati pato la mfumo wa matibabu ya maji ni ndogo, osmosis ya nyuma pamoja na mchakato wa matibabu ya EDI inaweza kupewa kipaumbele. Mchakato huu una uwekezaji mdogo wa awali, kiwango cha juu cha automatisering, na uchafuzi wa mazingira ya chini.
BOFYA MWONEKANO