1. Definice EDI a CEDI
EDI: celý název Electrodeionization, anglický překlad elektrodeionizace, známá také jako kontinuální elektrodeionizační technologie.
V podstatě integruje technologii elektrodialýzy a technologii iontové výměny. Prostřednictvím selektivní permeace kationtů a aniontů kationtovými a aniontovými membránami a výměny iontů ve vodě iontoměničovými pryskyřicemi je dosahováno směrové migrace iontů ve vodě působením elektrických polí, čímž je dosaženo hlubokého čištění a odsolování vody, a kontinuální regeneraci naplněné pryskyřice prostřednictvím vodíkových iontů a hydroxidových iontů produkovaných elektrolýzou vody.
CEDI: celý název Continuous Electrodeionization, anglický překlad kontinuální elektrodeionizační technologie.
Jeho základní princip je podobný EDI, ale na rozdíl od obecného EDI plní CEDI také iontoměničové pryskyřice v koncentrované vodní komoře (i extrémní vodní komoře).
Na základě výše uvedených rozdílů CEDI nevyžaduje koncentrovanou cirkulaci vody (nikoli proces opětovného použití refluxního front-end procesu) a je vylepšenou verzí EDI.
2. Rozdíly mezi systémy EDI a CEDI
Z výše uvedených základních definic můžeme zjistit, že struktury EDI a CEDI jsou v zásadě stejné, kromě náplně komory koncentrované vody a komory extrémní vody (ne všechny CEDI). Technologie je v podstatě založena na elektrodialýze a technologii iontové výměny.
Základní struktura EDI a CEDI je ve skutečnosti stejná jako u elektrodialýzy (ED), se skupinami komor se sladkou vodou a komor s koncentrovanou vodou uspořádanými uprostřed a extrémní vodní komorou na každé straně.
Mezi nimi systém EDI plní hlavně iontoměničovou pryskyřici v komoře sladké vody, aby dokončil odsolování a regeneraci. Struktura je následující:
CEDI neplní pouze iontoměničovou pryskyřici v komoře sladké vody, ale také v komoře koncentrované vody a dokonce i polární vodní komoře (běžně známá jako technologie plného plnění pryskyřicí).
Na základě výše uvedených rozdílů ve struktuře EDI a CEDI jsou rozdíly mezi nimi stručně shrnuty takto:
| EDI systém | systém CEDI | systém CEDI | |
| Typická série | Řada E-CELL-MK (Suez/Veolia) | Řada E-CELL-3X (Suez/Veolia) | Řada ionpure-LXM (Yihua, dříve Siemens) |
| Komora na koncentrovanou vodu | Naplněné rafinovanou solí (vysoce čistý NaCl), odpor membránové skupiny je snížen cirkulující solankou; vodivost koncentrované vody je mezi 200-400μs/cm | Naplněné iontoměničovou pryskyřicí, odpor skupiny membrány je snížen iontovou výměnou a není nutná koncentrovaná cirkulace vody; vodivost koncentrované vody je mezi 20-100μs/cm | Po naplnění iontoměničovou pryskyřicí je hodnota odporu membránové skupiny snížena iontovou výměnou a není vyžadována koncentrovaná cirkulace vody; koncentrovaná vodivost vody je mezi 20-100μs/cm |
| Vodní komora tyče | 1-2 % vody z pólu je vypuštěno; voda z anodového pólu produkuje chlór a voda z katodového pólu produkuje vodík a kyslík. | Je zde sloupový výtok vody; voda z anodového pólu produkuje chlór a voda z katodového pólu produkuje vodík a kyslík. | Nedochází k vypouštění vody ze sloupů |
| Potrubí | 6 vstupů a výstupů (komora čisté vody, komora koncentrované vody, komora pólové vody); komora koncentrované vody potřebuje k návratu oběhové čerpadlo | 5 vstupů a výstupů (komora na čerstvou vodu a komora na sloupovou vodu sdílejí vstup); komora koncentrované vody nepotřebuje k návratu oběhové čerpadlo | 4 vstupy a výstupy; komora koncentrované vody nepotřebuje k návratu oběhové čerpadlo |
| Recyklace | Koncentrovaná voda se vrací do nádrže na předúpravu; sloupová voda se musí shromažďovat a zpracovávat nebo vypouštět otevřeným potrubím | Koncentrovaná voda se vrací do nádrže na předúpravu nebo mezinádrže na vodu; sloupová voda se musí shromažďovat a zpracovávat nebo vypouštět otevřeným potrubím | Koncentrát se vrací do nádrže předběžné úpravy nebo mezinádrže (dvoustupňový systém RO, návrat do nádrže prvního stupně RO je také možný) |
| Ostatní | Sdílený napájecí modul, selhání jednoho modulu snadno způsobí vypnutí systému, je vyžadováno řízení programu PLC. | Nezávislý napájecí modul, porucha dusíkového modulu nemá vliv na činnost zbývajících modulů, ovládání programu je jednoduché. | Nezávislý napájecí modul, porucha dusíkového modulu nemá vliv na činnost zbývajících modulů, ovládání programu je jednoduché. |
Ve skutečnosti z celého anglického názvu můžete zjistit, že hranice oddělení mezi EDI a CEDI je ve skutečnosti velmi vágní.
Samotný koncept CEDI má komerční význam (ionpure je původcem aplikace technologie EDI v roce 1987, ale později je podíl na trhu mnohem menší než u řady E-cell od Suezu).
Technologie řady LXM jistě předčí řadu MK (oběh koncentrátu), ale i její cena je poměrně vysoká. Aby se odrážela odpovídající technická mezera, vznikl název CEDI a před elektrodeionizací byl přidán Continuous, aby odrážel pohodlnější a kontinuální roli.
Efekt publicity však zjevně není tak dobrý, jak Siemens (mateřská společnost ionpure) očekával. Všichni jsou na to zvyklí, takže rozdíl mezi nimi rozezná jen málokdo. Až na trochu problematickou instalaci není téměř žádný rozdíl v kvalitě vody a konkurenční cena je vyšší.
Postupem času byl název CEDI dokonce asimilován. Na světě existuje pouze proces EDI a málokdo bude zdůrazňovat rozdíl mezi technologií CEDI a EDI. Nikdo neříká, že proces EDI v technologii úpravy vody rozhodně není technologií CEDI, a málokdo samostatně označí, že jde o technologii CEDI.
Později společnost E-CELL uvedla na trh modul EDI třetí generace -3řady X, který také naplnil koncentrovanou vodní komoru pryskyřicí, ale ne polární vodní komoru pryskyřicí. Lidé nezdůrazňovali, že jde o technologii CEDI, pouze uvedli, že se používají hlavně pro průmyslové kontinuální odsolování.
V tuto chvíli je mé srdce rozrušené. Přísně vzato, řada -3X je nepochybně vylepšením řady MK, ale pokud je založena na definici CEDI propagované společností ionpure, je zde zjevně stále rozdíl.
3. Ovlivňující faktory a kontrolní opatření EDI/CEDI
1. Vliv vodivosti vstupní vody
Při stejném provozním proudu, jak se zvyšuje vodivost surové vody, klesá rychlost odstraňování EDI slabých elektrolytů a zvyšuje se také vodivost odpadní vody.
Pokud je vodivost surové vody nízká, obsah iontů je také nízký a nízká koncentrace iontů způsobuje, že gradient elektromotorické síly vytvořený na povrchu pryskyřice a membrány v komoře sladké vody je také velký, což má za následek zvýšený stupeň vody. disociace, zvýšení limitního proudu a velký počet H+ a OH-, takže regenerační účinek aniontové a kationtoměničové pryskyřice naplněné v komoře sladké vody je dobrý.
Proto je nutné řídit vodivost vstupní vody tak, aby vodivost vstupní vody EDI byla menší než 40us/cm, což může zajistit kvalifikovanou vodivost odpadní vody a odstranění slabých elektrolytů.
2. Vliv pracovního napětí a proudu
Se zvyšujícím se pracovním proudem se kvalita vyrobené vody dále zlepšuje.
Pokud se však proud po dosažení nejvyššího bodu zvýší, v důsledku nadměrného množství H+ a OH- iontů produkovaných ionizací vody, kromě toho, že se používají k regeneraci pryskyřice, velké množství přebytečných iontů působí jako nosné ionty pro vedení. Zároveň vlivem akumulace a zablokování velkého množství nosných iontů při pohybu dochází až k reverzní difúzi, což má za následek snížení kvality produkované vody.
Proto je nutné zvolit vhodné pracovní napětí a proud.
3. Vliv zákalu a indexu znečištění (SDI)
Kanál pro výrobu vody složky EDI je vyplněn iontoměničovou pryskyřicí. Nadměrný zákal a index znečištění zablokují kanál, což způsobí zvýšení rozdílu tlaku v systému a snížení produkce vody.
Proto je vyžadována vhodná předúprava a odpadní voda RO obecně splňuje požadavky na vstup EDI.
4. Vliv tvrdosti
Pokud je zbytková tvrdost vstupní vody v EDI příliš vysoká, způsobí usazování vodního kamene na povrchu membrány kanálu koncentrované vody, sníží rychlost proudění koncentrované vody, sníží měrný odpor vyráběné vody, ovlivní kvalitu vody v kanálu. produkovala voda a ve vážných případech zablokovaly kanálky toku koncentrované vody a polární vody součásti, což způsobilo zničení součásti v důsledku vnitřního zahřívání.
Odstraňování CO2 lze kombinovat pro změkčení vstupní vody RO a přidání alkálie; když je obsah solí ve vstupní vodě vysoký, lze přidat první stupeň RO nebo nanofiltraci v kombinaci s odsolováním pro úpravu tvrdosti.
5. Dopad TOC (celkový organický uhlík)
Pokud je organický obsah ve vstupní vodě příliš vysoký, způsobí organické znečištění pryskyřice a selektivní permeabilní membrány, což má za následek zvýšení provozního napětí systému a snížení kvality produkované vody. Současně je také snadné vytvořit organické koloidy v koncentrovaném vodním kanálu a blokovat kanál.
Proto jej lze při léčbě kombinovat s dalšími požadavky na index a přidat první stupeň R0, aby byly splněny požadavky.
6. Vliv kovových iontů jako Fe a Mn
Kovové ionty jako Fe a Mn mohou způsobit "otravu" pryskyřice a kovová "otrava" pryskyřice může způsobit rychlé zhoršení kvality odpadní vody EDI, zejména rychlý pokles rychlosti odstraňování křemíku. Kromě toho oxidační katalytický účinek kovů s proměnlivou mocností na iontoměničové pryskyřice může způsobit trvalé poškození pryskyřice.
Obecně řečeno, Fe vstupní vody EDI je během provozu regulováno tak, aby bylo menší než 0,01 mg/l.
7. Vliv CO2 v přitékající vodě
HCO3- generovaný CO2 v přitékající vodě je slabý elektrolyt, který může snadno proniknout vrstvou iontoměničové pryskyřice a způsobit zhoršení kvality vyrobené vody.
Před vstupem vody ji lze odstranit odplyňovací věží.
8. Vliv celkového obsahu aniontů (TEA)
Vysoký TEA sníží měrný odpor vody produkované EDI nebo bude vyžadovat zvýšení provozního proudu EDI a nadměrný provozní proud povede ke zvýšení proudu systému a zvýšení zbytkové koncentrace chlóru ve vodě elektrody (CEDI nemá problém zbytkového chloru, ale komplexní dopad nadměrného množství TEA na systém je objektivně přítomen. V elektronické oblasti je po procesu CEDI často následován procesem silné alkalické anexové pryskyřice), což není dobré pro životnost elektrody. membrána.
Kromě výše uvedených 8 ovlivňujících faktorů má na provoz EDI systému vliv také přítoková teplota, hodnota pH, SiO2 a oxidy.