1. EDI:n ja CEDI:n määritelmä
EDI: koko nimi Electrodeionization, englanninkielinen käännös elektrodeionisaatiosta, joka tunnetaan myös nimellä jatkuva sähködeionisaatiotekniikka.
Pohjimmiltaan se yhdistää elektrodialyysiteknologian ja ioninvaihtoteknologian. Kationien ja anionien selektiivinen läpäisy kationien ja anionikalvojen kautta ja ionien vaihto vedessä ioninvaihtohartsien avulla saadaan aikaan ionien suunnattu kulkeutuminen vedessä sähkökenttien vaikutuksesta, jolloin saavutetaan veden syväpuhdistus ja suolanpoisto. ja ladatun hartsin jatkuva regenerointi vesielektrolyysillä tuotettujen vetyionien ja hydroksidi-ionien kautta.
CEDI: koko nimi Continuous Electrodeionization, jatkuva sähködeionisaatioteknologian englanninkielinen käännös.
Sen perusperiaate on samanlainen kuin EDI, mutta toisin kuin yleinen EDI, CEDI täyttää myös ioninvaihtohartseja tiivistetyssä vesikammiossa (jopa äärimmäisessä vesikammiossa).
Yllä olevien erojen perusteella CEDI ei vaadi tiivistettyä vedenkiertoa (ei refluksointiprosessin uudelleenkäyttöprosessia), ja se on EDI:n parannettu versio.
2. Erot EDI- ja CEDI-järjestelmien välillä
Yllä olevista perusmääritelmistä voimme todeta, että EDI:n ja CEDI:n rakenteet ovat periaatteessa samat, paitsi tiivistevesikammion ja äärivesikammion täyttö (ei kaikki CEDI:t). Tekniikka perustuu olennaisesti elektrodialyysiin ja ioninvaihtotekniikkaan.
EDI:n ja CEDI:n perusrakenne on itse asiassa sama kuin elektrodialyysin (ED), jonka keskelle on järjestetty makean veden kammioiden ja tiivistevesikammioiden ryhmät ja kummallakin puolella äärimmäinen vesikammio.
Niistä EDI-järjestelmä täyttää pääasiassa makean veden kammiossa olevan ioninvaihtohartsin suolanpoiston ja regeneroinnin loppuunsaattamiseksi. Rakenne on seuraava:
CEDI ei ainoastaan täytä ioninvaihtohartsia makean veden kammiossa, vaan myös tiivistetyssä vesikammiossa ja jopa napavesikammiossa (tunnetaan yleisesti hartsin täystäyttötekniikana).
Edellä mainittujen EDI:n ja CEDI:n rakenteiden erojen perusteella näiden kahden väliset erot esitetään lyhyesti seuraavasti:
| EDI-järjestelmä | CEDI-järjestelmä | CEDI-järjestelmä | |
| Tyypillinen sarja | E-CELL-MK-sarja (Suez/Veolia) | E-CELL-3X-sarja (Suez/Veolia) | ionpure-LXM-sarja (Yihua, entinen Siemens) |
| Tiivistetty vesikammio | Täytettynä puhdistetulla suolalla (korkean puhtaus NaCl), kalvoryhmän vastus vähenee kierrättämällä suolaliuosta; tiivistetyn veden johtavuus on välillä 200-400μs/cm | Ioninvaihtohartsilla täytettynä kalvoryhmän vastus vähenee ioninvaihdolla, eikä väkevää veden kiertoa tarvita; tiivistetyn veden johtavuus on välillä 20-100μs/cm | Ioninvaihtohartsilla täytettynä kalvoryhmän vastusarvo pienenee ioninvaihdolla, eikä väkevää vedenkiertoa tarvita; tiivistetyn veden johtavuus on välillä 20-100μs/cm |
| Napavesikammio | 1-2 % napavedestä on tyhjennetty; anodinapavesi tuottaa klooria ja katodinapavesi vetyä ja happea. | Siellä on napavesipurkaus; anodinapavesi tuottaa klooria ja katodinapavesi vetyä ja happea. | Pylväsvettä ei poistu |
| Putkilinja | 6 tuloa ja ulostuloa (puhdasvesikammio, tiivistevesikammio, napavesikammio); tiivistevesikammio tarvitsee kiertopumpun palatakseen | 5 tuloa ja ulostuloa (makean veden kammio ja napavesikammio jakavat sisääntulon); tiivistevesikammio ei tarvitse kiertopumppua palatakseen | 4 tuloa ja ulostuloa; tiivistevesikammio ei tarvitse kiertopumppua palatakseen |
| Kierrätys | Väkevöity vesi palaa esikäsittelyvesisäiliöön; pylväsvesi on kerättävä ja käsiteltävä tai poistettava avoimen putkiston kautta | Väkevöity vesi palaa esikäsittelyvesisäiliöön tai välivesisäiliöön; pylväsvesi on kerättävä ja käsiteltävä tai poistettava avoimen putkiston kautta | Konsentraatti palautuu esikäsittelysäiliöön tai välisäiliöön (kaksivaiheinen RO-järjestelmä, paluu ensimmäisen vaiheen RO-säiliöön on myös mahdollista) |
| muut | Jaettu tehomoduuli, yhden moduulin vika on helppo aiheuttaa järjestelmän sammumisen, PLC-ohjelman ohjaus vaaditaan. | Itsenäinen tehomoduuli, typpimoduulin vika ei vaikuta muiden moduulien toimintaan, ohjelman ohjaus on yksinkertaista. | Itsenäinen tehomoduuli, typpimoduulin vika ei vaikuta muiden moduulien toimintaan, ohjelman ohjaus on yksinkertaista. |
Itse asiassa koko englanninkielisestä nimestä voit huomata, että EDI:n ja CEDI:n välinen erotusraja on itse asiassa hyvin epämääräinen.
CEDI:n konseptilla itsessään on kaupallinen merkitys (ionpure on EDI-teknologiasovelluksen aloittelija vuonna 1987, mutta myöhemmin markkinaosuus on paljon pienempi kuin Suezin E-solusarjalla).
LXM-sarjan tekniikka on varmasti parempi kuin MK-sarja (tiivistekierto), mutta sen hinta on myös suhteellisen korkea. Vastaavaa teknistä aukkoa kuvastaakseen CEDI:n nimi syntyi, ja Continuous lisättiin ennen elektrodeionisaatiota kuvaamaan kätevämpää ja jatkuvaa roolia.
Julkisuusvaikutus ei kuitenkaan ilmeisesti ole niin hyvä kuin Siemens (ionpuren emoyhtiö) odotti. Kaikki ovat tottuneet siihen, joten harvat ihmiset erottavat nämä kaksi toisistaan. Hieman hankalaa asennusta lukuun ottamatta veden laadussa ei juuri ole eroa ja kilpailijan kustannustehokkuus on korkeampi.
Ajan myötä CEDI:n nimi on jopa assimiloitunut. Maailmassa on vain EDI-prosessi, ja harvat ihmiset korostavat eroa CEDI:n ja EDI-tekniikan välillä. Kukaan ei väitä, että vedenkäsittelytekniikan EDI-prosessi ei todellakaan ole CEDI-tekniikkaa, ja harvat ihmiset ilmoittavat erikseen, että se on CEDI-tekniikkaa.
Myöhemmin E-CELL toi markkinoille kolmannen sukupolven -3X-sarjan EDI-moduulin, joka myös täytti tiivistetyn vesikammion hartsilla, mutta ei napavesikammiota hartsilla. Ihmiset eivät korostaneet niiden olevan CEDI-tekniikkaa, vaan sanoivat vain, että niitä käytetään pääasiassa teolliseen jatkuvaan suolanpoistoon.
Tällä hetkellä sydämeni on sekaisin. Tarkkaan ottaen -3X-sarja on epäilemättä parannus MK-sarjaan, mutta jos se perustuu ionpuren edistämään CEDI:n määritelmään, eroa on ilmeisesti edelleen.
3. EDI/CEDI:n vaikuttavat tekijät ja ohjaustoimenpiteet
1. Tuloveden johtavuuden vaikutus
Samalla käyttövirralla raakaveden johtavuuden kasvaessa heikkojen elektrolyyttien EDI-poistonopeus laskee ja myös jäteveden johtavuus kasvaa.
Jos raakaveden johtavuus on alhainen, on myös ionipitoisuus alhainen ja ionien alhainen pitoisuus tekee hartsin ja kalvon pinnalle muodostuvan sähkömotorisen voimagradientin myös makeavesikammiossa suureksi, jolloin vesiaste nousee. dissosiaatio, rajoitusvirran kasvu ja suuri määrä H+ ja OH-, joten makeavesikammioon täytetyn anionin ja kationinvaihtohartsin regeneraatiovaikutus on hyvä.
Siksi on välttämätöntä ohjata tuloveden johtavuutta siten, että EDI:n tuloveden johtavuus on alle 40us/cm, mikä voi varmistaa pätevän jäteveden johtavuuden ja heikkojen elektrolyyttien poistamisen.
2. Käyttöjännitteen ja virran vaikutus
Kun käyttövirta kasvaa, tuotetun veden veden laatu paranee edelleen.
Jos virtaa kuitenkin kasvatetaan korkeimman pisteen saavuttamisen jälkeen, veden ionisaation tuottamien H+- ja OH--ionien liiallisesta määrästä johtuen sen lisäksi, että niitä käytetään hartsin regenerointiin, suuri määrä ylimääräisiä ioneja toimii kantaja-ioneina. johtuminen. Samaan aikaan, koska suuri määrä kantaja-ioneja kerääntyy ja tukkeutuu liikkeen aikana, tapahtuu jopa käänteistä diffuusiota, mikä johtaa tuotetun veden laadun heikkenemiseen.
Siksi on tarpeen valita sopiva käyttöjännite ja virta.
3. Sameuden ja saasteindeksin (SDI) vaikutus
EDI-komponentin vedentuotantokanava on täytetty ioninvaihtohartsilla. Liiallinen sameus ja saasteindeksi tukkivat kanavan, jolloin järjestelmän paine-ero kasvaa ja vedentuotanto vähenee.
Tästä syystä tarvitaan asianmukainen esikäsittely, ja RO-jätevesi täyttää yleensä EDI-tulovaatimukset.
4. Kovuuden vaikutus
Jos tuloveden jäännöskovuus EDI:ssä on liian korkea, se aiheuttaa hilseilyä tiivistetyn vesikanavan kalvopinnalle, vähentää väkevöidyn veden virtausnopeutta, vähentää tuotetun veden resistiivisuutta, vaikuttaa veden laatuun. tuotettua vettä ja vaikeissa tapauksissa tukkia komponentin tiivistetyn veden ja napavesivirtauskanavat, jolloin komponentti tuhoutuu sisäisen kuumennuksen vuoksi.
CO2-poisto voidaan yhdistää RO-tuloveden pehmentämiseksi ja alkalin lisäämiseksi; kun tuloveden suolapitoisuus on korkea, voidaan lisätä ensimmäisen vaiheen RO tai nanosuodatus yhdessä suolanpoiston kanssa kovuuden säätämiseksi.
5. Orgaanisen hiilen kokonaismäärä (TOC)
Jos tuloveden orgaaninen pitoisuus on liian korkea, se aiheuttaa hartsin ja selektiivisen läpäisevyyskalvon orgaanista saastumista, mikä johtaa järjestelmän käyttöjännitteen nousuun ja tuotetun veden laadun heikkenemiseen. Samalla on myös helppo muodostaa orgaanisia kolloideja väkevöityyn vesikanavaan ja tukkia kanava.
Siksi käsittelyn yhteydessä se voidaan yhdistää muihin indeksivaatimuksiin ja lisätä ensimmäisen vaiheen R0 vaatimusten täyttämiseksi.
6. Metalli-ionien, kuten Fe ja Mn, vaikutus
Metalli-ionit, kuten Fe ja Mn, voivat aiheuttaa hartsin "myrkytys" ja hartsin metalli-"myrkytys" voi aiheuttaa EDI-poistoveden laadun nopean heikkenemisen, erityisesti piin poistumisnopeuden nopean laskun. Lisäksi vaihtelevan valenssin metallien oksidatiivinen katalyyttinen vaikutus ioninvaihtohartseihin voi aiheuttaa pysyvän vaurion hartsille.
Yleisesti ottaen EDI:n tuloveden Fe on säädetty alle 0,01 mg/L käytön aikana.
7. CO2:n vaikutus virtaavaan veteen
CO2:n tuottama HCO3- virtaavassa vedessä on heikko elektrolyytti, joka voi helposti tunkeutua ioninvaihtohartsikerroksen läpi ja aiheuttaa tuotetun veden veden laadun heikkenemistä.
Se voidaan poistaa kaasunpoistotornilla ennen kuin vesi pääsee sisään.
8. Kokonaisanionipitoisuuden (TEA) vaikutus
Korkea TEA vähentää EDI:llä tuotetun veden resistiivisyyttä tai vaatii EDI-käyttövirran lisäystä, ja liiallinen käyttövirta johtaa järjestelmän virran kasvuun ja elektrodiveden jäännösklooripitoisuuden kasvuun (CEDI:llä ei ole jäännösklooriongelma, mutta liiallisen TEA:n kokonaisvaikutus järjestelmään on objektiivisesti läsnä. Elektroniikkakentässä CEDI-prosessia seuraa usein vahva alkalinen anioninvaihtohartsiprosessi), mikä ei ole hyvä elektrodin käyttöiän kannalta. kalvo.
Edellä mainittujen 8 vaikuttavan tekijän lisäksi EDI-järjestelmän toimintaan vaikuttavat myös sisäänvirtauksen lämpötila, pH-arvo, SiO2 ja oksidit.