1. Визначення EDI та CEDI
EDI: повна назва Electrodeionization, англійський переклад electrodeionization, також відомий як технологія безперервної електродеіонізації.
По суті, він об’єднує технологію електродіалізу та технологію іонного обміну. Завдяки вибірковому проникненню катіонів та аніонів катіонним та аніонним мембранам та обміну іонів у воді іонообмінними смолами досягається спрямована міграція іонів у воді під дією електричних полів, завдяки чому досягається глибоке очищення та опріснення води, і безперервна регенерація завантаженої смоли за допомогою іонів водню та гідроксид-іонів, утворених електролізом води.
CEDI: повна назва Continuous Electrodeionization, англійський переклад технології безперервної електродеіонізації.
Його основний принцип подібний до EDI, але на відміну від загального EDI, CEDI також заповнює іонообмінні смоли в камері концентрованої води (навіть у крайній водяній камері).
Виходячи з наведених вище відмінностей, CEDI не потребує циркуляції концентрованої води (а не процесу повторного використання початкового процесу рефлюксу) і є вдосконаленою версією EDI.
2. Відмінності між системами EDI та CEDI
З наведених вище основних визначень ми можемо виявити, що структури EDI та CEDI в основному однакові, за винятком заповнення концентрованої водяної камери та екстремальної водяної камери (не всі CEDI). Технологія по суті базується на технології електродіалізу та іонного обміну.
Основна структура EDI та CEDI фактично така ж, як і електродіалізу (ED), з групами камер прісної води та камер концентрованої води, розташованих посередині, і крайньою камерою води з кожного боку.
Серед них система EDI в основному заповнює іонообмінну смолу в камері прісної води для повного опріснення та регенерації. Структура така:
CEDI не лише заповнює іонообмінну смолу в камері прісної води, але також у камері концентрованої води та навіть у полярній водяній камері (широко відома як технологія повного заповнення смолою).
Виходячи з наведених вище відмінностей у структурі EDI та CEDI, відмінності між ними коротко підсумовані таким чином:
| система EDI | система CEDI | система CEDI | |
| Типова серія | Серія E-CELL-MK (Suez/Veolia) | Серія E-CELL-3X (Suez/Veolia) | серія ionpure-LXM (Yihua, раніше Siemens) |
| Камера концентрованої води | Заповнена рафінованою сіллю (NaCl високої чистоти), опір мембранної групи знижується за рахунок циркуляції розсолу; провідність концентрованої води становить 200-400 мкс/см | Заповнена іонообмінною смолою, опір мембранної групи зменшується за рахунок іонного обміну, і концентрована циркуляція води не потрібна; провідність концентрованої води становить 20-100 мкс/см | Заповнена іонообмінною смолою, значення опору мембранної групи зменшується за рахунок іонного обміну, і концентрована циркуляція води не потрібна; провідність концентрованої води становить 20-100 мкс/см |
| Полюсна водяна камера | 1-2% води зі стовпа скидається; вода на анодному полюсі виробляє хлор, а вода на катодному полюсі виробляє водень і кисень. | Є стовповий розряд води; вода на анодному полюсі виробляє хлор, а вода на катодному полюсі виробляє водень і кисень. | Полюсного скидання води немає |
| Трубопровід | 6 входів і виходів (камера чистої води, камера концентрованої води, камера полюсної води); для повернення в камеру концентрованої води потрібен циркуляційний насос | 5 вхідних і вихідних отворів (камера прісної води та водяна камера стовпа мають спільний вхід); камера концентрованої води не потребує циркуляційного насоса для повернення | 4 входи і виходи; камера концентрованої води не потребує циркуляційного насоса для повернення |
| Переробка | Концентрована вода повертається в резервуар для води попередньої обробки; воду зі стовпа потрібно збирати та обробляти або скидати через відкритий трубопровід | Концентрована вода повертається в резервуар для води попередньої обробки або проміжний резервуар для води; воду зі стовпа потрібно збирати та обробляти або скидати через відкритий трубопровід | Концентрат повертається в резервуар попередньої обробки або проміжний резервуар (двоступенева система RO, також можливе повернення в резервуар RO першого ступеня) |
| інші | Спільний модуль живлення, збій одного модуля легко спричинити відключення системи, потрібне програмне керування PLC. | Незалежний силовий модуль, збій азотного модуля не впливає на роботу інших модулів, програмне управління просте. | Незалежний силовий модуль, збій азотного модуля не впливає на роботу інших модулів, програмне управління просте. |
Фактично, з повної англійської назви можна зрозуміти, що межа між EDI та CEDI насправді дуже розпливчаста.
Сама концепція CEDI має комерційне значення (ionpure є ініціатором застосування технології EDI в 1987 році, але пізніше частка ринку набагато менша, ніж у серії E-cell Suez).
Технологія серії LXM, безумовно, перевершує серію МК (циркуляція концентрату), але її ціна також відносно висока. Щоб відобразити відповідну технічну прогалину, з’явилася назва CEDI, а Continuous було додано перед Electrodeionization, щоб відобразити більш зручну та безперервну роль.
Однак рекламний ефект, очевидно, не такий хороший, як очікував Siemens (материнська компанія ionpure). До цього всі звикли, тому мало хто розрізняє між ними. За винятком дещо складного монтажу, різниці в якості води майже немає, а економічні показники конкурента вищі.
З часом назва CEDI навіть асимілювалася. У світі існує лише процес EDI, і мало хто підкреслить різницю між технологією CEDI та EDI. Ніхто не каже, що процес EDI в техніці очищення води точно не технологія CEDI, і мало хто буде окремо вказувати, що це технологія CEDI.
Пізніше E-CELL випустила модуль EDI серії -3X третього покоління, який також заповнював смолою камеру концентрованої води, але не полярну водяну камеру смолою. Люди не підкреслювали, що це технологія CEDI, а лише говорили, що вони в основному використовуються для промислового безперервного опріснення.
У цей момент моє серце безладне. Власне кажучи, серія -3X, безсумнівно, є вдосконаленням серії MK, але якщо вона базується на визначенні CEDI, яке просуває ionpure, очевидно, що різниця все ще є.
3. Фактори впливу та заходи контролю EDI/CEDI
1. Вплив провідності води на вході
За однакового робочого струму зі збільшенням провідності сирої води швидкість видалення слабких електролітів EDI зменшується, а провідність стічної води також збільшується.
Якщо провідність сирої води низька, вміст іонів також низький, а низька концентрація іонів робить градієнт електрорушійної сили, що утворюється на поверхні смоли та мембрани в камері прісної води, також великим, що призводить до підвищення рівня води дисоціація, збільшення граничного струму та велика кількість H+ та OH-, так що регенераційний ефект аніоно- та катіонообмінної смоли, заповненої в камері прісної води, є хорошим.
Таким чином, необхідно контролювати провідність води на вході, щоб провідність води на вході EDI була менше 40 мкс/см, що може забезпечити кваліфіковану провідність води, що витікає, і видалення слабких електролітів.
2. Вплив робочої напруги і струму
У міру збільшення робочого струму якість видобутої води продовжує покращуватися.
Однак, якщо струм збільшується після досягнення найвищої точки, через надмірну кількість іонів H+ та OH-, що утворюються в результаті іонізації води, окрім використання для регенерації смоли, велика кількість надлишкових іонів виступає як іони-носії для провідність. При цьому через накопичення і блокування великої кількості іонів-носіїв під час руху відбувається рівномірна зворотна дифузія, що призводить до зниження якості видобутої води.
Тому необхідно вибрати відповідну робочу напругу і струм.
3. Вплив каламутності та індексу забруднення (SDI)
Канал виробництва води компонента EDI заповнений іонообмінною смолою. Надмірна каламутність і індекс забруднення блокують канал, спричиняючи підвищення різниці тиску в системі та зменшення виробництва води.
Таким чином, необхідна відповідна попередня очистка, і стоки RO загалом відповідають вимогам EDI на вході.
4. Вплив твердості
Якщо залишкова жорсткість води на вході в EDI занадто висока, це спричинить утворення накипу на поверхні мембрани каналу концентрованої води, зменшить швидкість потоку концентрованої води, зменшить питомий опір видобутої води, вплине на якість води виробленої води, а в важких випадках блокують канали потоку концентрованої води та полярної води компонента, що призводить до руйнування компонента через внутрішнє нагрівання.
Видалення CO2 можна комбінувати для пом’якшення вхідної води RO та додавання лугу; коли вміст солі у воді на вході високий, для регулювання жорсткості можна додати RO або нанофільтрацію першого ступеня в поєднанні з опрісненням.
5. Вплив TOC (загальний органічний вуглець)
Якщо вміст органіки у воді на вході занадто високий, це спричинить органічне забруднення смоли та мембрани селективної проникності, що призведе до підвищення робочої напруги системи та зниження якості видобутої води. У той же час також легко утворювати органічні колоїди в каналі концентрованої води та блокувати канал.
Таким чином, під час лікування його можна поєднати з іншими вимогами до індексу, щоб додати R0 першого етапу, щоб відповідати вимогам.
6. Вплив іонів металів, таких як Fe і Mn
Іони металів, такі як Fe та Mn, можуть викликати «отруєння» смоли, а «отруєння» смоли металом може спричинити швидке погіршення якості стічної води EDI, особливо швидке зниження швидкості видалення кремнію. Крім того, окислювальний каталітичний ефект металів зі змінною валентністю на іонообмінні смоли може призвести до незворотного пошкодження смоли.
Загалом, під час роботи Fe у вхідній воді EDI контролюється на рівні менше 0,01 мг/л.
7. Вплив СО2 на вхідну воду
HCO3-, що утворюється CO2 у вхідній воді, є слабким електролітом, який може легко проникнути через шар іонообмінної смоли та спричинити погіршення якості видобутої води.
Його можна видалити за допомогою дегазаційної вежі до того, як вода потрапить.
8. Вплив загального вмісту аніонів (TEA)
Високий TEA зменшить питомий опір води, що видобувається EDI, або вимагатиме збільшення робочого струму EDI, а надмірний робочий струм призведе до збільшення струму системи та збільшення концентрації залишкового хлору в електродній воді (CEDI не має проблема залишкового хлору, але об’єктивно присутній комплексний вплив надмірного TEA на систему. В електронному полі процес CEDI часто супроводжується сильним лужним аніонообмінним процесом), що погано впливає на термін служби електрода. мембрана.
На додаток до вищезазначених 8 факторів впливу на роботу системи EDI також впливають температура вхідного потоку, значення pH, SiO2 і оксиди.
