2023年2月16日
逆浸透膜+ EDIと従来のイオン交換のどちらが優れていますか?
EDIのフル英語名は電極イオン化であり、電気脱イオン技術、またはパックベッド電気透析とも呼ばれます
電気脱イオン技術は、イオン交換と電気透析の2つの技術を組み合わせたものです。電気透析を基盤に開発された海水淡水化技術で、イオン交換樹脂に次いで広く利用され、より良い結果が得られている水処理技術です。
電気透析技術による連続海水淡水化の利点を活用するだけでなく、イオン交換技術を使用して深海水淡水化の効果を実現します。
電気透析プロセスを低濃度溶液の処理に使用したときに電流効率が低下する欠点を改善し、イオン移動を強化するだけでなく、イオン交換体を再生し、再生剤の使用を回避し、酸塩基再生剤の使用中に生成される二次性を減らすことができます。二次汚染は、脱イオン化の連続運転を実現します。
TEDI脱イオン化の基本原則には、次の3つのプロセスが含まれます。
1. 電気透析プロセス
外部電界の作用下で、水中の電解質は水中のイオン交換樹脂を介して選択的に移動し、濃縮された水とともに排出され、それによって水中のイオンが除去されます。
2. イオン交換プロセス
水中の不純物イオンはイオン交換樹脂によって交換され、水中の不純物イオンが結合されて水中のイオンを効果的に除去する効果が得られます。
3.電気化学的再生プロセス
イオン交換樹脂の界面水の分極により発生するH+とOH-を利用して、樹脂を電気化学的に再生し、樹脂の自己再生を実現します。
02 EDIのインフォーエンシングファクターと制御手段は?
1. 流入伝導率の影響
同じ動作電流の下で、原水の導電率が増加すると、EDIによる弱い電解質の除去率が低下し、廃液の導電率も増加します。
原水の導電率が低いと、イオンの含有量も少なくなり、イオンの濃度が低いと、淡水チャンバー内の樹脂と膜の表面に形成される起電力勾配も大きくなり、水の解離が促進され、限界電流が増加し、生成されるH +とOH-の量が多くなります。 淡水チャンバーに充填された陰イオンと陽イオン交換樹脂の再生効果が良好になるように。
したがって、EDI流入水の導電率が40us / cm未満になるように流入水の導電率を制御する必要があり、これにより排水の適格導電率と弱い電解質の除去を確保できます。
2.動作電圧と電流の影響
作動電流が増加するにつれて、生成水の水質は改善し続けます。
しかし、最高点に達した後に電流が増加すると、水のイオン化によって生成されるH+イオンやOH-イオンが過剰に発生するため、樹脂の再生に利用されるほか、大量の余剰イオンが伝導のためのキャリアイオンとして作用し、同時に大量のキャリアイオンの移動過程により媒体中に蓄積や目詰まりが発生し、 また、逆拡散も起こり、その結果、生成水の水質が低下します。
したがって、適切な動作電圧と電流を選択する必要があります。
3. 濁度と汚染指数(SDI)の影響
EDIモジュールの水生成チャネルは、イオン交換樹脂で満たされています。過度の濁りと汚染指数が水路を塞ぎ、システムの圧力差が増加し、水の生産量が減少します。
したがって、適切な前処理が必要であり、RO排水は一般的にEDIインフルエントの要件を満たしています。
4.硬度の影響
EDIの給水の残留硬度が高すぎると、濃縮水路の膜表面に汚れが発生し、濃縮水の流量が減少し、生成水の抵抗率が低下し、水質が影響を受けます。深刻な場合、モジュールの濃縮水と極水のチャネルがブロックされます。内部の加熱により部品が破壊されます。
CO2除去と組み合わせて、RO流入水にアルカリを柔らかくし、追加することができます。流入水の塩分含有量が高い場合は、海水淡水化と組み合わせてROのレベルを上げたり、ナノろ過で硬度の影響を調整することができます。
5. TOC(全有機炭素)の影響
流入水中の有機物の含有量が高すぎると、樹脂と選択的に透過性のある膜に有機汚染が発生し、システムの動作電圧が上昇し、随伴水の品質が低下します。同時に、濃縮された水路に有機コロイドを形成し、水路を塞ぐことも容易です。
したがって、それを処理するときは、要件を満たすために、他のインデックス要件と組み合わせて R0 の 1 つのレベルを追加できます。
6. FeやMnなどの金属イオンの影響
FeやMnなどの金属イオンは樹脂の「中毒」を引き起こし、樹脂の金属「中毒」はEDI排水の品質の急速な劣化、特にシリコンの除去率の急速な低下を引き起こします。
さらに、イオン交換樹脂に対する可変価金属の酸化触媒効果は、樹脂に永久的な損傷を引き起こします。
一般的に、EDIインフルエントのFeは、運転中に0.01mg/L以下に制御されます。
7. C02の影響力への影響
流入水中のCO3-CO2によって生成されるHCO2は弱い電解質であり、イオン交換樹脂層に容易に浸透し、生成水の品質を低下させる可能性があります。
水に入る前に脱気塔で取り外すことができます。
8. 総陰イオン含有量(TEA)の影響
TEAが高いと、EDI生成水の抵抗率が低下したり、EDIの動作電流が増加したりしますが、動作電流が高すぎるとシステム電流が増加し、電極水中の残留塩素の濃度が増加し、電極膜の寿命に悪影響を及ぼします。
上記の8つの影響要因に加えて、入口水温、pH値、SiO2、酸化物もEDIシステムの動作に影響を与えます。
03 EDIの特徴
近年、EDI技術は、電力、化学工業、医療など、水質要件の高い業界で広く使用されています。
水処理の分野における長期的な応用研究は、EDI処理技術が次の6つの特性を持っていることを示しています。
1.水質が高く、水量が安定しています
EDI技術は、電気透析による連続海水淡水化とイオン交換による深海水淡水化の利点を兼ね備えています。継続的な科学的研究と実践により、EDI技術を海水淡水化に再度使用すると、水中のイオンを効果的に除去でき、排水の純度が高いことが示されています。
2.機器の設置条件が低く、設置面積が小さい
イオン交換ベッドと比較して、EDIデバイスはサイズが小さく軽量であり、酸およびアルカリの貯蔵タンクを装備する必要がないため、スペースを効果的に節約できます。
それだけでなく、EDIデバイスは自己完結型構造であり、建設期間が短く、現場での設置作業負荷が小さいです。
3.シンプルなデザイン、便利な操作とメンテナンス
EDI処理装置はモジュール式に製造でき、大規模で複雑な再生装置なしで自動的かつ連続的に再生できます。運用開始後は、操作やメンテナンスが簡単です。
4.浄水プロセスの自動制御はシンプルで便利です
EDIデバイスは、複数のモジュールと並行してシステムに接続できます。モジュールは安全で安定した動作と品質の信頼性を備えているため、システムの運用と管理がプログラム制御を実現し、操作が簡単です。
5.廃酸や廃灰汁を排出しないため、環境保護に役立ちます
EDI装置は酸やアルカリの化学再生を必要とせず、基本的に化学廃棄物の排出もありません。
6.水の回収率が高く、EDI処理技術の水利用率は一般的に90%以上と高いです
要約すると、EDIテクノロジーには、水質、操作の安定性、操作と保守の容易さ、安全性、環境保護の点で大きな利点があります。
しかし、それにはいくつかの欠点もあります。EDIデバイスは、流入水の品質に対する要件が高く、その1回限りの投資(インフラストラクチャと機器のコスト)は比較的高くなります。
EDIのインフラストラクチャと機器のコストは混合ベッドプロセスのコストよりもわずかに高いですが、EDIテクノロジーには、デバイスの運用コストを考慮した後でも特定の利点があることに注意してください。
たとえば、純水ステーションは2つのプロセスの投資コストと運用コストを比較し、EDIデバイスは、通常の運用から1年後に混合ベッドプロセスで投資差を相殺できます。
04 逆浸透 + EDI VS 従来のイオン交換
1. プロジェクトの初期投資額の比較
プロジェクトの初期投資に関しては、逆浸透+ EDIプロセスが従来のイオン交換プロセスに必要な巨大な再生システムをキャンセルするため、水流量が小さい水処理システムでは、特に2つの酸貯蔵タンクと2つのアルカリ貯蔵タンクがキャンセルされます。台湾は、設備調達のコストを大幅に削減するだけでなく、土地面積を約10%から20%節約し、それによって工場の建設のための土木工学と土地取得のコストを削減します。
従来のイオン交換装置の高さは一般に5mを超えていますが、逆浸透膜およびEDI装置の高さは2.5m以内であるため、水処理ワークショップの高さを2〜3m減らすことができるため、プラントの土木建設投資をさらに10%〜20%節約できます。
逆浸透膜とEDIの回収率を考慮すると、二次逆浸透膜とEDIの濃縮水は完全に回収されますが、一次逆浸透膜の濃縮水(約25%)を排出する必要があり、それに応じて前処理システムの出力を増やす必要があります。システムが従来の凝固、清澄化、ろ過プロセスを採用する場合、初期投資はイオン交換プロセスの前処理システムと比較して約20%増加する必要があります。
総合的に考えると、逆浸透膜+EDIプロセスは、小型水処理システムへの初期投資という点では、従来のイオン交換プロセスとほぼ同等です。
2. 運用コストの比較
ご存知のように、試薬の消費量に関しては、逆浸透プロセス(逆浸透注入、化学洗浄、廃水処理などを含む)の運用コストは、従来のイオン交換プロセス(イオン交換樹脂の再生、廃水処理などを含む)よりも低くなっています。
ただし、消費電力、スペアパーツの交換などの点では、逆浸透プラスEDIプロセスは、従来のイオン交換プロセスよりもはるかに高くなります。
統計によると、逆浸透とEDIプロセスの運用コストは、従来のイオン交換プロセスの運用コストよりもわずかに高くなっています。
総合的に考えると、逆浸透プラスEDIプロセスの全体的な運用および保守コストは、従来のイオン交換プロセスよりも50%から70%高くなります。
3.逆浸透+ EDIは、強力な適応性、高度な自動化、および環境汚染の少なさを備えています
逆浸透+ EDIプロセスは、原水の塩分濃度に非常に適応性があります。逆浸透プロセスは、海水、汽水、鉱山排水、地下水から河川水まで使用できますが、イオン交換プロセスは、流入する水/ Lに500 mgを超える溶解固形分が不経済です。
逆浸透膜とEDIは、酸塩基の再生を必要とせず、大量の酸塩基を消費し、大量の酸塩基廃水を生成しません。彼らは少量の酸、アルカリ、スケール防止剤、還元剤を加えるだけで済みます。
操作と保守の面では、逆浸透膜とEDIには、高度な自動化と簡単なプログラム制御という利点もあります。
4.逆浸透+ EDI装置は高価で修理が難しく、濃縮された塩水の処理が困難です
逆浸透とEDIプロセスには多くの利点がありますが、機器が故障した場合、特に逆浸透膜とEDI膜スタックが損傷した場合、シャットダウンによってのみ交換できます。ほとんどの場合、専門の技術者が交換する必要があり、シャットダウン時間が長くなる可能性があります。
逆浸透膜は大量の酸塩基廃水を生成しませんが、一次逆浸透膜の回復率は一般にわずか75%であり、大量の濃縮水が生成されます。濃縮された水の塩分含有量は、原水の塩分よりもはるかに高くなります。処理措置は、一度排出されると環境を汚染します。
現在、国内の発電所では、逆浸透膜からの濃縮ブラインの大部分がリサイクルされ、石炭洗浄と灰加湿に使用されています。濃縮ブラインの蒸発と結晶化の研究を行っている大学もありますが、コストが高く難しく、まだ大きな問題はありません。産業用途の範囲。
逆浸透膜およびEDI装置のコストは比較的高いですが、場合によっては、従来のイオン交換プロセスの初期投資よりもさらに低くなります。
大規模な水処理システム(システムが大量の水を生成する場合)では、逆浸透膜およびEDIシステムの初期投資は、従来のイオン交換プロセスよりもはるかに高くなります。
小型水処理システムでは、逆浸透膜とEDIプロセスは、小型水処理システムの初期投資の点で従来のイオン交換プロセスとほぼ同等です。
要約すると、水処理システムの出力が小さい場合、逆浸透とEDI処理プロセスを優先することができます。このプロセスは、初期投資が少なく、自動化が進んでおり、環境汚染が少ないという特徴があります。
[表示] をクリックします