16 Tháng Hai 2023
Cái nào tốt hơn, thẩm thấu ngược + EDI hay trao đổi ion truyền thống?
Tên đầy đủ tiếng Anh của EDI là ion hóa điện cực, còn được gọi là công nghệ khử ion điện, hoặc lọc điện giường đóng gói
Công nghệ khử ion điện kết hợp hai công nghệ trao đổi ion và chạy thận điện. Đây là một công nghệ khử mặn được phát triển trên cơ sở chạy thận điện, và nó là một công nghệ xử lý nước đã được sử dụng rộng rãi và đạt được kết quả tốt hơn sau khi nhựa trao đổi ion.
Nó không chỉ tận dụng những ưu điểm của quá trình khử mặn liên tục bằng công nghệ chạy thận điện mà còn sử dụng công nghệ trao đổi ion để đạt được hiệu quả khử mặn sâu;
Nó không chỉ cải thiện khuyết tật mà hiệu suất hiện tại giảm khi quá trình chạy thận điện được sử dụng để xử lý các dung dịch nồng độ thấp, tăng cường truyền ion mà còn cho phép bộ trao đổi ion được tái tạo, tránh sử dụng chất tái tạo và giảm thứ cấp được tạo ra trong quá trình sử dụng chất tái tạo axit-bazơ. Ô nhiễm thứ cấp, nhận ra hoạt động liên tục của khử ion.
TNguyên tắc cơ bản của khử ion EDI bao gồm ba quá trình sau:
1. Quy trình chạy thận điện
Dưới tác dụng của điện trường bên ngoài, chất điện phân trong nước sẽ di chuyển có chọn lọc qua nhựa trao đổi ion trong nước và được thải ra cùng với nước đậm đặc, do đó loại bỏ các ion trong nước.
2. Quy trình trao đổi ion
Các ion tạp chất trong nước được trao đổi bởi nhựa trao đổi ion, và các ion tạp chất trong nước được kết hợp để đạt được hiệu quả loại bỏ hiệu quả các ion trong nước.
3. Quá trình tái sinh điện hóa
Nhựa được tái tạo điện hóa bằng cách sử dụng H + và OH- được tạo ra bởi sự phân cực của nước giao diện của nhựa trao đổi ion để thực hiện sự tự tái tạo của nhựa.
02 Các yếu tố ảnh hưởng và phương tiện kiểm soát của EDI?
1. Ảnh hưởng của độ dẫn điện vào
Trong cùng một dòng điện hoạt động, khi độ dẫn điện của nước thô tăng lên, tỷ lệ loại bỏ các chất điện phân yếu bằng EDI giảm và độ dẫn điện của nước thải cũng tăng lên.
Nếu độ dẫn điện của nước thô thấp, hàm lượng ion cũng thấp, và nồng độ ion thấp làm cho gradient lực điện động hình thành trên bề mặt nhựa và màng trong buồng nước ngọt cũng lớn, dẫn đến tăng cường phân ly nước, tăng dòng điện giới hạn và H + được tạo ra Và lượng OH- nhiều hơn, để hiệu quả tái tạo của nhựa trao đổi anion và cation được lấp đầy trong buồng nước ngọt là tốt.
Do đó, cần kiểm soát độ dẫn điện của nước đầu vào sao cho độ dẫn điện của nước đầu vào EDI nhỏ hơn 40us/cm, có thể đảm bảo độ dẫn điện đủ tiêu chuẩn của nước thải và loại bỏ các chất điện phân yếu.
2. Ảnh hưởng của điện áp và dòng điện làm việc
Khi dòng điện làm việc tăng lên, chất lượng nước sản xuất tiếp tục được cải thiện.
Tuy nhiên, nếu dòng điện tăng lên sau khi đạt đến điểm cao nhất, do quá nhiều ion H + và OH- được tạo ra bởi quá trình ion hóa nước, ngoài việc được sử dụng để tái tạo nhựa, một số lượng lớn các ion dư thừa đóng vai trò là ion mang để dẫn điện, đồng thời do lượng lớn quá trình chuyển động của ion mang Sự tích tụ và tắc nghẽn xảy ra trong môi trường, và thậm chí sự khuếch tán ngược xảy ra, dẫn đến chất lượng nước sản xuất giảm.
Do đó, điện áp và dòng điện làm việc thích hợp phải được lựa chọn.
3. Ảnh hưởng của chỉ số độ đục và ô nhiễm (SDI)
Kênh sản xuất nước của mô-đun EDI được lấp đầy bằng nhựa trao đổi ion. Chỉ số độ đục và ô nhiễm quá mức sẽ chặn kênh, dẫn đến tăng chênh lệch áp suất hệ thống và giảm sản lượng nước.
Do đó, cần phải xử lý trước thích hợp và nước thải RO thường đáp ứng các yêu cầu của hệ thống EDI.
4. Ảnh hưởng của độ cứng
Nếu độ cứng còn lại của nước cấp trong EDI quá cao sẽ gây bám bẩn trên bề mặt màng của kênh nước đậm đặc, tốc độ dòng chảy của nước đậm đặc sẽ giảm, điện trở suất của nước sản xuất sẽ giảm, chất lượng nước sẽ bị ảnh hưởng. Trong trường hợp nghiêm trọng, các kênh nước tập trung và nước cực của mô-đun sẽ bị tắc. Dẫn đến phá hủy linh kiện do sưởi ấm bên trong.
Nó có thể được kết hợp với loại bỏ CO2 để làm mềm và thêm kiềm vào nước tiếp RO; khi hàm lượng muối của nước đầu vào cao, nó có thể được kết hợp với khử mặn để tăng mức độ RO hoặc lọc nano để điều chỉnh tác động của độ cứng.
5. Tác động của TOC (tổng cacbon hữu cơ)
Nếu hàm lượng chất hữu cơ trong nước đầu vào quá cao sẽ gây ô nhiễm hữu cơ cho nhựa và màng thấm có chọn lọc, dẫn đến tăng điện áp hoạt động của hệ thống và giảm chất lượng nước sản xuất. Đồng thời, cũng dễ dàng hình thành keo hữu cơ trong kênh nước đậm đặc và chặn kênh.
Do đó, khi xử lý nó, một mức R0 có thể được thêm vào kết hợp với các yêu cầu chỉ số khác để đáp ứng các yêu cầu.
6. Ảnh hưởng của các ion kim loại như Fe và Mn
Các ion kim loại như Fe và Mn sẽ gây ra "ngộ độc" nhựa, và sự "ngộ độc" kim loại của nhựa sẽ gây ra sự suy giảm nhanh chóng của chất lượng nước thải EDI, đặc biệt là sự suy giảm nhanh chóng của tỷ lệ loại bỏ silicon.
Ngoài ra, tác dụng xúc tác oxy hóa của các kim loại hóa trị thay đổi trên nhựa trao đổi ion sẽ gây ra hư hỏng vĩnh viễn cho nhựa.
Nói chung, Fe trong đầu vào EDI được kiểm soát thấp hơn 0,01mg / L trong quá trình hoạt động.
7. Ảnh hưởng của C02 trong đầu vào
HCO3- được tạo ra bởi CO2 trong nước đầu vào là một chất điện phân yếu, có thể dễ dàng xâm nhập vào lớp nhựa trao đổi ion và khiến chất lượng nước sản xuất giảm sút.
Nó có thể được loại bỏ bằng cách khử khí tháp trước khi xuống nước.
8. Ảnh hưởng của tổng hàm lượng anion (TEA)
TEA cao sẽ làm giảm điện trở suất của nước sản xuất EDI hoặc tăng dòng điện hoạt động EDI, trong khi dòng điện hoạt động quá cao sẽ làm tăng dòng điện hệ thống, tăng nồng độ clo dư trong nước điện cực và gây bất lợi cho tuổi thọ của màng điện cực.
Ngoài tám yếu tố ảnh hưởng trên, nhiệt độ nước đầu vào, giá trị pH, SiO2 và oxit cũng có tác động đến hoạt động của hệ thống EDI.
03 Các tính năng của EDI
Trong những năm gần đây, công nghệ EDI đã được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp có yêu cầu chất lượng nước cao như điện, công nghiệp hóa chất, y học.
Nghiên cứu ứng dụng lâu dài trong lĩnh vực xử lý nước cho thấy công nghệ xử lý EDI có sáu đặc điểm sau:
1. Chất lượng nước cao và sản lượng nước ổn định
Công nghệ EDI kết hợp các ưu điểm của khử mặn liên tục bằng cách chạy thận điện và khử mặn sâu bằng cách trao đổi ion. Nghiên cứu và thực tiễn khoa học liên tục đã chỉ ra rằng việc sử dụng công nghệ EDI để khử mặn một lần nữa có thể loại bỏ hiệu quả các ion trong nước và độ tinh khiết của nước thải cao.
2. Điều kiện lắp đặt thiết bị thấp và dấu chân nhỏ
So với giường trao đổi ion, thiết bị EDI có kích thước nhỏ và trọng lượng nhẹ, không cần trang bị bể chứa axit và kiềm, có thể tiết kiệm không gian hiệu quả.
Không chỉ vậy, thiết bị EDI là một cấu trúc khép kín, thời gian thi công ngắn, khối lượng công việc lắp đặt tại chỗ nhỏ.
3. Thiết kế đơn giản, vận hành và bảo trì thuận tiện
Thiết bị xử lý EDI có thể được sản xuất theo cách mô-đun và có thể được tái tạo tự động và liên tục mà không cần thiết bị tái tạo lớn và phức tạp. Sau khi đưa vào hoạt động rất dễ dàng để vận hành và bảo trì.
4. Việc điều khiển tự động quá trình lọc nước đơn giản và thuận tiện
Thiết bị EDI có thể được kết nối song song với hệ thống với nhiều mô-đun. Các mô-đun hoạt động an toàn và ổn định và đáng tin cậy về chất lượng, giúp việc vận hành và quản lý hệ thống dễ dàng thực hiện điều khiển chương trình và dễ vận hành.
5. Không xả axit thải và dung dịch kiềm thải, có lợi cho việc bảo vệ môi trường
Thiết bị EDI không cần tái tạo hóa chất axit và kiềm, về cơ bản không có xả chất thải hóa chất.
6. Tỷ lệ thu hồi nước cao, tỷ lệ sử dụng nước của công nghệ xử lý EDI thường cao tới 90% trở lên
Tóm lại, công nghệ EDI có những ưu điểm lớn về chất lượng nước, ổn định vận hành, dễ vận hành và bảo trì, an toàn và bảo vệ môi trường.
Nhưng nó cũng có những thiếu sót nhất định. Thiết bị EDI có yêu cầu cao hơn về chất lượng nước đầu vào và đầu tư một lần (chi phí cơ sở hạ tầng và thiết bị) tương đối cao.
Cần lưu ý rằng mặc dù chi phí cơ sở hạ tầng và thiết bị cho EDI cao hơn một chút so với quy trình giường hỗn hợp, nhưng công nghệ EDI vẫn có những ưu điểm nhất định sau khi xem xét chi phí vận hành thiết bị.
Ví dụ, một trạm nước tinh khiết đã so sánh chi phí đầu tư và vận hành của hai quy trình, và thiết bị EDI có thể bù đắp sự khác biệt đầu tư với quy trình giường hỗn hợp sau một năm hoạt động bình thường.
04 Thẩm thấu ngược + EDI VS Trao đổi ion truyền thống
1. So sánh đầu tư dự án ban đầu
Về đầu tư ban đầu của dự án, trong hệ thống xử lý nước có tốc độ dòng nước nhỏ, do quá trình thẩm thấu ngược + EDI hủy bỏ hệ thống tái sinh khổng lồ theo yêu cầu của quá trình trao đổi ion truyền thống, đặc biệt là hủy bỏ hai bể chứa axit và hai bể chứa kiềm. Đài Loan, không chỉ giảm đáng kể chi phí mua sắm thiết bị mà còn tiết kiệm khoảng 10% đến 20% diện tích đất, từ đó giảm chi phí xây dựng dân dụng và thu hồi đất để xây dựng nhà máy.
Vì chiều cao của thiết bị trao đổi ion truyền thống thường trên 5m, trong khi chiều cao của thiết bị thẩm thấu ngược và EDI trong vòng 2,5m, chiều cao của xưởng xử lý nước có thể giảm 2-3m, do đó tiết kiệm thêm 10% -20% đầu tư xây dựng dân dụng của nhà máy.
Xem xét tỷ lệ thu hồi của thẩm thấu ngược và EDI, nước đậm đặc của thẩm thấu ngược thứ cấp và EDI được thu hồi hoàn toàn, nhưng nước đậm đặc của thẩm thấu ngược sơ cấp (khoảng 25%) cần được xả ra và sản lượng của hệ thống tiền xử lý cần được tăng lên tương ứng. Khi hệ thống áp dụng quy trình đông tụ, làm sạch và lọc truyền thống, đầu tư ban đầu cần tăng khoảng 20% so với hệ thống tiền xử lý của quá trình trao đổi ion.
Xem xét toàn diện, quy trình thẩm thấu ngược + EDI gần tương đương với quy trình trao đổi ion truyền thống về đầu tư ban đầu vào các hệ thống xử lý nước nhỏ.
2. So sánh chi phí vận hành
Như chúng ta đã biết, về mức tiêu thụ thuốc thử, chi phí vận hành của quá trình thẩm thấu ngược (bao gồm định lượng thẩm thấu ngược, làm sạch hóa chất, xử lý nước thải, v.v.) thấp hơn so với quy trình trao đổi ion truyền thống (bao gồm tái tạo nhựa trao đổi ion, xử lý nước thải,...).
Tuy nhiên, về mức tiêu thụ điện năng, thay thế phụ tùng, v.v., quy trình thẩm thấu ngược cộng với EDI sẽ cao hơn nhiều so với quy trình trao đổi ion truyền thống.
Theo thống kê, chi phí vận hành của quá trình thẩm thấu ngược cộng với EDI cao hơn một chút so với quy trình trao đổi ion truyền thống.
Xem xét toàn diện, chi phí vận hành và bảo trì tổng thể của quy trình thẩm thấu ngược cộng với EDI cao hơn 50% đến 70% so với quy trình trao đổi ion truyền thống.
3. Thẩm thấu ngược + EDI có khả năng thích ứng mạnh mẽ, mức độ tự động hóa cao và ít ô nhiễm môi trường
Quá trình thẩm thấu ngược + EDI có khả năng thích ứng cao với độ mặn của nước thô. Quá trình thẩm thấu ngược có thể được sử dụng từ nước biển, nước lợ, nước thoát nước mỏ, nước ngầm đến nước sông, trong khi quá trình trao đổi ion có hàm lượng chất rắn hòa tan hơn 500 mg trong nước đầu vào / L là không kinh tế.
Thẩm thấu ngược và EDI không yêu cầu tái tạo axit-bazơ, tiêu thụ một lượng lớn axit-bazơ và không tạo ra một lượng lớn nước thải axit-bazơ. Họ chỉ cần thêm một lượng nhỏ axit, kiềm, chất chống cặn và chất khử.
Về vận hành và bảo trì, thẩm thấu ngược và EDI cũng có ưu điểm là tự động hóa cao và điều khiển chương trình dễ dàng.
4. Thiết bị thẩm thấu ngược + EDI đắt tiền và khó sửa chữa, khó xử lý nước muối đậm đặc
Mặc dù quy trình thẩm thấu ngược cộng với EDI có nhiều ưu điểm, nhưng khi thiết bị bị hỏng, đặc biệt là khi màng thẩm thấu ngược và ngăn xếp màng EDI bị hỏng, nó chỉ có thể được thay thế bằng cách tắt máy. Trong hầu hết các trường hợp, nhân viên chuyên môn và kỹ thuật được yêu cầu thay thế và thời gian tắt máy có thể lâu hơn.
Mặc dù thẩm thấu ngược không tạo ra một lượng lớn nước thải axit-bazơ, nhưng tỷ lệ thu hồi của thẩm thấu ngược sơ cấp thường chỉ là 75% và một lượng lớn nước đậm đặc sẽ được tạo ra. Hàm lượng muối trong nước đậm đặc sẽ cao hơn nhiều so với nước thô. Các biện pháp xử lý, một khi thải ra sẽ gây ô nhiễm môi trường.
Hiện nay, trong các nhà máy điện trong nước, hầu hết nước muối đậm đặc từ thẩm thấu ngược được tái chế và sử dụng để rửa than và làm ẩm tro; Một số trường đại học đang tiến hành nghiên cứu về sự bay hơi và kết tinh của nước muối đậm đặc, nhưng chi phí cao và khó khăn, và chưa có vấn đề lớn. phạm vi ứng dụng công nghiệp.
Chi phí của thiết bị thẩm thấu ngược và EDI tương đối cao, nhưng trong một số trường hợp, nó thậm chí còn thấp hơn so với khoản đầu tư ban đầu của quy trình trao đổi ion truyền thống.
Trong các hệ thống xử lý nước quy mô lớn (khi hệ thống tạo ra một lượng lớn nước), đầu tư ban đầu của hệ thống thẩm thấu ngược và EDI cao hơn nhiều so với các quy trình trao đổi ion truyền thống.
Trong các hệ thống xử lý nước nhỏ, quy trình thẩm thấu ngược cộng với EDI gần tương đương với quy trình trao đổi ion truyền thống về đầu tư ban đầu vào các hệ thống xử lý nước nhỏ.
Tóm lại, khi sản lượng của hệ thống xử lý nước nhỏ, quy trình xử lý thẩm thấu ngược cộng với EDI có thể được ưu tiên. Quá trình này có mức độ đầu tư ban đầu thấp, mức độ tự động hóa cao và ít ô nhiễm môi trường.
NHẤP VÀO XEM