16 Feb 2023
Mana yang lebih baik, reverse osmosis + EDI atau pertukaran ion tradisional?
Nama lengkap EDI dalam bahasa Inggris adalah ionisasi elektroda, juga dikenal sebagai teknologi elektrodeionisasi, atau elektrodialisis tempat tidur kemasan
Teknologi elektrodeionisasi menggabungkan dua teknologi pertukaran ion dan elektrodialisis. Ini adalah teknologi desalinasi yang dikembangkan berdasarkan elektrodialisis, dan merupakan teknologi pengolahan air yang telah banyak digunakan dan mencapai hasil yang lebih baik setelah resin penukar ion.
Ini tidak hanya memanfaatkan keuntungan desalinasi terus menerus dengan teknologi elektrodialisis, tetapi juga menggunakan teknologi pertukaran ion untuk mencapai efek desalinasi dalam;
Ini tidak hanya meningkatkan cacat bahwa efisiensi arus turun ketika proses elektrodialisis digunakan untuk mengobati larutan konsentrasi rendah, meningkatkan transfer ion, tetapi juga memungkinkan penukar ion diregenerasi, menghindari penggunaan regeneran, dan mengurangi sekunder yang dihasilkan selama penggunaan regeneran asam-basa. Polusi sekunder, mewujudkan operasi deionisasi yang berkelanjutan.
TPrinsip dasar deionisasi EDI mencakup tiga proses berikut:
1. Proses elektrodialisis
Di bawah aksi medan listrik eksternal, elektrolit dalam air akan secara selektif bermigrasi melalui resin penukar ion di dalam air dan dibuang dengan air pekat, sehingga menghilangkan ion di dalam air.
2. Proses pertukaran ion
Ion pengotor dalam air dipertukarkan oleh resin penukar ion, dan ion pengotor dalam air digabungkan untuk mencapai efek menghilangkan ion di dalam air secara efektif.
3. Proses regenerasi elektrokimia
Resin diregenerasi secara elektrokimia dengan menggunakan H+ dan OH- yang dihasilkan oleh polarisasi air antarmuka resin penukar ion untuk mewujudkan regenerasi diri resin.
02 Faktor yang mempengaruhi dan sarana kontrol EDI?
1. Pengaruh konduktivitas pengaruh
Di bawah arus operasi yang sama, seiring dengan meningkatnya konduktivitas air baku, laju penghilangan elektrolit lemah oleh EDI menurun, dan konduktivitas limbah juga meningkat.
Jika konduktivitas air baku rendah, kandungan ion juga rendah, dan konsentrasi ion yang rendah membuat gradien gaya gerak listrik yang terbentuk pada permukaan resin dan membran di ruang air tawar juga besar, menghasilkan peningkatan disosiasi air, peningkatan arus batas, dan H+ yang dihasilkan Dan kuantitas OH- lebih banyak, sehingga efek regenerasi dari resin penukar anion dan kation yang diisi di ruang air tawar baik.
Oleh karena itu, perlu untuk mengontrol konduktivitas air influent sehingga konduktivitas air pengaruh EDI kurang dari 40us/cm, yang dapat memastikan konduktivitas air limbah yang berkualitas dan penghilangan elektrolit yang lemah.
2. Pengaruh tegangan dan arus kerja
Seiring dengan meningkatnya arus kerja, kualitas air yang dihasilkan terus meningkat.
Namun, jika arus meningkat setelah mencapai titik tertinggi, karena jumlah ion H+ dan OH- yang berlebihan yang dihasilkan oleh ionisasi air, selain digunakan untuk meregenerasi resin, sejumlah besar ion surplus bertindak sebagai ion pembawa untuk konduksi, dan pada saat yang sama karena sejumlah besar proses pergerakan ion pembawa Akumulasi dan penyumbatan terjadi di medium, dan bahkan difusi kembali terjadi, mengakibatkan penurunan kualitas air yang dihasilkan.
Oleh karena itu, tegangan kerja dan arus kerja yang sesuai harus dipilih.
3. Pengaruh indeks kekeruhan dan polusi (SDI)
Saluran produksi air modul EDI diisi dengan resin penukar ion. Kekeruhan dan indeks polusi yang berlebihan akan menghalangi saluran, mengakibatkan peningkatan perbedaan tekanan sistem dan penurunan produksi air.
Oleh karena itu, pretreatment yang tepat diperlukan, dan limbah RO umumnya memenuhi persyaratan influent EDI.
4. Pengaruh kekerasan
Jika kekerasan sisa air umpan di EDI terlalu tinggi, maka akan menyebabkan pengotoran pada permukaan membran saluran air pekat, laju aliran air pekat akan menurun, resistivitas air yang dihasilkan akan menurun, dan kualitas air akan terpengaruh. Dalam kasus yang parah, saluran air terkonsentrasi dan air kutub modul akan tersumbat. Mengakibatkan kerusakan komponen karena pemanasan internal.
Ini dapat dikombinasikan dengan penghilangan CO2 untuk melunakkan dan menambahkan alkali ke air pengaruh RO; Ketika kandungan garam air influent tinggi, dapat dikombinasikan dengan desalinasi untuk meningkatkan tingkat RO atau nanofiltrasi untuk menyesuaikan dampak kekerasan.
5. Dampak TOC (total karbon organik)
Jika kandungan bahan organik dalam air influent terlalu tinggi, itu akan menyebabkan polusi organik resin dan membran permeabel selektif, yang akan menyebabkan peningkatan tegangan operasi sistem dan penurunan kualitas air yang dihasilkan. Pada saat yang sama, juga mudah untuk membentuk koloid organik di saluran air terkonsentrasi dan memblokir saluran.
Oleh karena itu, ketika menghadapinya, satu level R0 dapat ditambahkan dalam kombinasi dengan persyaratan indeks lain untuk memenuhi persyaratan.
6. Pengaruh ion logam seperti Fe dan Mn
Ion logam seperti Fe dan Mn akan menyebabkan "keracunan" resin, dan "keracunan" logam resin akan menyebabkan penurunan kualitas limbah EDI yang cepat, terutama penurunan cepat dalam laju penghilangan silikon.
Selain itu, efek katalitik oksidatif dari logam valensi variabel pada resin penukar ion akan menyebabkan kerusakan permanen pada resin.
Secara umum, Fe dalam pengaruh EDI dikontrol lebih rendah dari 0,01mg/L selama operasi.
7. Pengaruh C02 pada pengaruh
HCO3- yang dihasilkan oleh CO2 dalam air influent adalah elektrolit lemah, yang dapat dengan mudah menembus lapisan resin penukar ion dan menyebabkan kualitas air yang dihasilkan menurun.
Itu dapat dihilangkan dengan menara degassing sebelum memasuki air.
8. Pengaruh kandungan anion total (TEA)
TEA yang tinggi akan mengurangi resistivitas air yang dihasilkan EDI, atau meningkatkan arus operasi EDI, sedangkan arus operasi yang terlalu tinggi akan meningkatkan arus sistem, meningkatkan konsentrasi sisa klorin dalam air elektroda, dan merugikan masa pakai membran elektroda.
Selain delapan faktor yang mempengaruhi di atas, suhu air masuk, nilai pH, SiO2 dan oksida juga berdampak pada pengoperasian sistem EDI.
03 Fitur EDI
Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi EDI telah banyak digunakan dalam industri dengan persyaratan kualitas air yang tinggi seperti tenaga listrik, industri kimia, dan kedokteran.
Penelitian aplikasi jangka panjang di bidang pengolahan air menunjukkan bahwa teknologi pengolahan EDI memiliki enam karakteristik sebagai berikut:
1. Kualitas air tinggi dan output air stabil
Teknologi EDI menggabungkan keunggulan desalinasi berkelanjutan dengan elektrodialisis dan desalinasi dalam dengan pertukaran ion. Penelitian dan praktik ilmiah yang berkelanjutan telah menunjukkan bahwa menggunakan teknologi EDI untuk desalinasi lagi dapat secara efektif menghilangkan ion dalam air, dan kemurnian air limbah tinggi.
2. Kondisi pemasangan peralatan rendah dan jejak kecil
Dibandingkan dengan tempat tidur pertukaran ion, perangkat EDI berukuran kecil dan ringan, dan tidak perlu dilengkapi dengan tangki penyimpanan asam dan alkali, yang secara efektif dapat menghemat ruang.
Tidak hanya itu, perangkat EDI adalah struktur mandiri, masa konstruksinya singkat, dan beban kerja instalasi di tempat kecil.
3. Desain sederhana, pengoperasian dan pemeliharaan yang nyaman
Perangkat pemrosesan EDI dapat diproduksi secara modular, dan dapat diregenerasi secara otomatis dan terus menerus tanpa peralatan regenerasi yang besar dan rumit. Setelah dioperasikan, mudah dioperasikan dan dirawat.
4. Kontrol otomatis proses pemurnian air sederhana dan nyaman
Perangkat EDI dapat dihubungkan ke sistem secara paralel dengan beberapa modul. Modul aman dan stabil dalam pengoperasian dan dapat diandalkan dalam kualitas, membuat pengoperasian dan pengelolaan sistem mudah direalisasikan kontrol program dan mudah dioperasikan.
5. Tidak ada pembuangan limbah asam dan limbah alkali, yang kondusif untuk perlindungan lingkungan
Perangkat EDI tidak memerlukan regenerasi kimia asam dan alkali, dan pada dasarnya tidak ada pembuangan limbah kimia.
6. Tingkat pemulihan air tinggi, dan tingkat pemanfaatan air dari teknologi pengolahan EDI umumnya setinggi 90% atau lebih
Singkatnya, teknologi EDI memiliki keunggulan besar dalam hal kualitas air, stabilitas operasi, kemudahan pengoperasian dan pemeliharaan, keselamatan dan perlindungan lingkungan.
Tetapi itu juga memiliki kekurangan tertentu. Perangkat EDI memiliki persyaratan yang lebih tinggi pada kualitas air influent, dan investasi satu kali (biaya infrastruktur dan peralatan) relatif tinggi.
Perlu dicatat bahwa meskipun biaya infrastruktur dan peralatan untuk EDI sedikit lebih tinggi daripada proses mixed bed, teknologi EDI masih memiliki keunggulan tertentu setelah mempertimbangkan biaya pengoperasian perangkat.
Misalnya, stasiun air murni membandingkan investasi dan biaya pengoperasian dari kedua proses tersebut, dan perangkat EDI dapat mengimbangi perbedaan investasi dengan proses tempat tidur campuran setelah satu tahun operasi normal.
04 Reverse Osmosis + EDI VS Pertukaran Ion Tradisional
1. Perbandingan investasi proyek awal
Dalam hal investasi awal proyek, dalam sistem pengolahan air dengan laju aliran air yang kecil, karena proses reverse osmosis + EDI membatalkan sistem regenerasi besar yang diperlukan oleh proses pertukaran ion tradisional, terutama membatalkan dua tangki penyimpanan asam dan dua tangki penyimpanan alkali. Taiwan, tidak hanya sangat mengurangi biaya pengadaan peralatan, tetapi juga menghemat sekitar 10% hingga 20% dari luas tanah, sehingga mengurangi biaya teknik sipil dan pembebasan lahan untuk pembangunan pabrik.
Karena ketinggian peralatan penukar ion tradisional umumnya di atas 5m, sedangkan ketinggian peralatan reverse osmosis dan EDI berada dalam 2,5m, ketinggian bengkel pengolahan air dapat dikurangi sebesar 2-3m, sehingga menghemat 10% -20% lagi dari investasi konstruksi sipil pabrik.
Mempertimbangkan tingkat pemulihan reverse osmosis dan EDI, air pekat dari reverse osmosis sekunder dan EDI pulih sepenuhnya, tetapi air pekat dari reverse osmosis primer (sekitar 25%) perlu dibuang, dan output dari sistem pretreatment perlu ditingkatkan. Ketika sistem mengadopsi proses koagulasi, klarifikasi dan filtrasi tradisional, investasi awal perlu meningkat sekitar 20% dibandingkan dengan sistem pretreatment dari proses pertukaran ion.
Pertimbangan komprehensif, proses reverse osmosis + EDI kira-kira setara dengan proses pertukaran ion tradisional dalam hal investasi awal dalam sistem pengolahan air kecil.
2. Perbandingan biaya operasional
Seperti yang kita semua tahu, dalam hal konsumsi reagen, biaya pengoperasian proses reverse osmosis (termasuk dosis reverse osmosis, pembersihan kimia, pengolahan air limbah, dll.) lebih rendah daripada proses pertukaran ion tradisional (termasuk regenerasi resin penukar ion, pengolahan air limbah, dll.).
Namun, dalam hal konsumsi daya, penggantian suku cadang, dll., Reverse osmosis plus proses EDI akan jauh lebih tinggi daripada proses pertukaran ion tradisional.
Menurut statistik, biaya pengoperasian proses reverse osmosis plus EDI sedikit lebih tinggi daripada proses pertukaran ion tradisional.
Pertimbangan komprehensif, biaya operasi dan pemeliharaan keseluruhan dari proses reverse osmosis plus EDI adalah 50% hingga 70% lebih tinggi daripada proses pertukaran ion tradisional.
3. Reverse osmosis + EDI memiliki kemampuan beradaptasi yang kuat, otomatisasi tingkat tinggi, dan sedikit pencemaran lingkungan
Proses reverse osmosis + EDI sangat mudah beradaptasi dengan salinitas air baku. Proses reverse osmosis dapat digunakan dari air laut, air payau, air drainase tambang, air tanah ke air sungai, sedangkan proses pertukaran ion memiliki kandungan padat terlarut lebih dari 500 mg dalam air yang masuk / L tidak ekonomis.
Reverse osmosis dan EDI tidak memerlukan regenerasi asam-basa, mengkonsumsi sejumlah besar asam-basa, dan tidak menghasilkan sejumlah besar air limbah asam-basa. Mereka hanya perlu menambahkan sedikit asam, alkali, antiscalant dan zat pereduksi.
Dalam hal pengoperasian dan pemeliharaan, reverse osmosis dan EDI juga memiliki keunggulan otomatisasi tinggi dan kontrol program yang mudah.
4. Peralatan reverse osmosis + EDI mahal dan sulit diperbaiki, dan sulit untuk mengobati air garam pekat
Meskipun proses reverse osmosis plus EDI memiliki banyak keunggulan, ketika peralatan gagal, terutama ketika membran reverse osmosis dan tumpukan membran EDI rusak, itu hanya dapat diganti dengan shutdown. Dalam kebanyakan kasus, personel profesional dan teknis diperlukan untuk menggantinya, dan waktu shutdown mungkin lebih lama.
Meskipun reverse osmosis tidak menghasilkan sejumlah besar air limbah asam-basa, tingkat pemulihan reverse osmosis primer umumnya hanya 75%, dan sejumlah besar air pekat akan dihasilkan. Kandungan garam air pekat akan jauh lebih tinggi daripada air baku. Tindakan pengolahan setelah dibuang akan mencemari lingkungan.
Saat ini, di pembangkit listrik domestik, sebagian besar air garam pekat dari reverse osmosis didaur ulang dan digunakan untuk pencucian batubara dan pelembapan abu; Beberapa universitas sedang melakukan penelitian tentang penguapan dan kristalisasi air garam pekat, tetapi biayanya tinggi dan sulit, dan belum ada masalah besar. berbagai aplikasi industri.
Biaya reverse osmosis dan peralatan EDI relatif tinggi, tetapi dalam beberapa kasus bahkan lebih rendah daripada investasi awal proses pertukaran ion tradisional.
Dalam sistem pengolahan air skala besar (ketika sistem menghasilkan air dalam jumlah besar), investasi awal sistem reverse osmosis dan EDI jauh lebih tinggi daripada proses pertukaran ion tradisional.
Dalam sistem pengolahan air kecil, proses reverse osmosis plus EDI kira-kira setara dengan proses pertukaran ion tradisional dalam hal investasi awal dalam sistem pengolahan air kecil.
Singkatnya, ketika output sistem pengolahan air kecil, proses pengolahan reverse osmosis plus EDI dapat diprioritaskan. Proses ini memiliki investasi awal yang rendah, otomatisasi tingkat tinggi, dan pencemaran lingkungan yang rendah.
KLIK LIHAT