01
Apa itu EDI?
Nama lengkap bahasa Inggris dari EDI adalah elektrolisis, yang diterjemahkan ke desalinasi listrik, juga dikenal sebagai teknologi elektro deionisasi atau elektrodialisis tempat tidur dikemas.
Teknologi electrodeionization menggabungkan teknik pertukaran ion dan elektrodialisis.dan merupakan teknologi pengolahan air yang semakin banyak digunakan dan efektif setelah resin pertukaran ion.
Ini tidak hanya memanfaatkan keuntungan desalinasi terus menerus melalui teknologi elektrodialisis, tetapi juga mencapai desalinasi dalam melalui teknologi pertukaran ion;
Hal ini tidak hanya memperbaiki cacat penurunan efisiensi arus dalam proses elektrodialisis untuk mengobati larutan konsentrasi rendah, meningkatkan transfer ion,tapi juga memungkinkan regenerasi penukar ion, menghindari penggunaan regenerator dan mengurangi polusi sekunder yang dihasilkan selama penggunaan regenerator asam-basa, mencapai operasi kontinu dari deionisasi.
gambar
Diagram skema EDI
Prinsip dasar dari deionisasi EDI meliputi tiga proses berikut:
1Proses elektrodialisis
Di bawah pengaruh medan listrik eksternal, elektrolit dalam air secara selektif bermigrasi melalui resin pertukaran ion dan dilepaskan dengan air pekat, sehingga menghilangkan ion dari air.
2. Proses pertukaran ion
Dengan menggunakan resin pertukaran ion untuk bertukar ion kekotoran dalam air, dikombinasikan dengan ion kekotoran dalam air, efek penghapusan ion dari air secara efektif dapat dicapai.
3Proses regenerasi elektrokimia
Menggunakan H + dan OH - yang dihasilkan oleh polarisasi air di antarmuka resin pertukaran ion untuk regenerasi elektrokimia resin, mencapai regenerasi diri resin.
02
Apa faktor-faktor yang mempengaruhi dan langkah-langkah pengendalian EDI?
1Pengaruh konduktivitas inlet
Di bawah arus operasi yang sama, ketika konduktivitas air mentah meningkat, laju penghapusan elektrolit lemah oleh EDI menurun, dan konduktivitas limbah juga meningkat.
Jika konduktivitas air mentah rendah, kandungan ion juga rendah,dan konsentrasi ion yang rendah menyebabkan gradien gaya elektromotor besar terbentuk di permukaan resin dan membran di ruang air tawar, yang menyebabkan peningkatan tingkat disosiasi air, peningkatan arus maksimum, dan jumlah H+ dan OH- yang lebih besar diproduksi,menghasilkan efek regenerasi yang baik dari resin pertukaran anion dan kation yang diisi dalam ruang air tawar.
Oleh karena itu, perlu untuk mengontrol konduktivitas air masuk untuk memastikan bahwa konduktivitas air masuk EDI kurang dari 40us/cm,yang dapat menjamin konduktivitas limbah yang berkualitas dan penghapusan elektrolit lemah.
2Pengaruh tegangan kerja dan arus
Arus kerja meningkat, dan kualitas air yang dihasilkan terus meningkat.
Tapi jika arus meningkat setelah mencapai titik tertinggi, karena jumlah yang berlebihan dari H + dan OH - ion yang dihasilkan oleh ionisasi air,sejumlah besar ion surplus bertindak sebagai arus membawa ion untuk konduksiPada saat yang sama, karena akumulasi dan penyumbatan sejumlah besar ion pembawa arus selama pergerakan mereka,bahkan difusi kontra terjadi, mengakibatkan penurunan kualitas air yang dihasilkan.
Oleh karena itu, perlu untuk memilih tegangan kerja yang tepat dan arus.
3Dampak dari indeks keruh dan polusi (SDI)
Saluran produksi air komponen EDI diisi dengan resin pertukaran ion.mengakibatkan peningkatan perbedaan tekanan sistem dan penurunan produksi air.
Oleh karena itu, perlu proses pra-pengolahan yang tepat, dan limbah RO umumnya memenuhi persyaratan inlet EDI.
4Pengaruh kekerasan
Jika kekerasan residu dari air masuk di EDI terlalu tinggi, itu akan menyebabkan skala pada permukaan membran saluran air terkonsentrasi, mengurangi laju aliran air terkonsentrasi,mengurangi resistivitas listrik air yang dihasilkan, mempengaruhi kualitas air yang dihasilkan, dan dalam kasus yang parah, menghalangi air pekat dan saluran air ekstrim komponen,mengakibatkan kerusakan pada komponen karena pemanasan internal.
Dapat dikombinasikan dengan penghapusan CO2 untuk melembutkan dan menambahkan alkali ke aliran RO; Ketika kandungan garam dalam aliran tinggi,efek kekerasan dapat disesuaikan dengan menambahkan tahap pertama RO atau nanofiltrasi bersama dengan desalinasi.
5Dampak dari Total Organik Karbon (TOC)
Jika kandungan organik dalam aliran terlalu tinggi, hal ini akan menyebabkan polusi organik dari resin dan selective permeable membrane,menyebabkan peningkatan tegangan operasi sistem dan penurunan kualitas air yang dihasilkanPada saat yang sama, juga mudah untuk membentuk koloid organik dalam saluran air pekat, yang dapat memblokir saluran.
Oleh karena itu, dalam pengolahan, tingkat tambahan R0 dapat ditambahkan bersama dengan persyaratan indikator lainnya untuk memenuhi persyaratan.
6Pengaruh ion logam seperti Fe dan Mn
Ion logam seperti Fe dan Mn dapat menyebabkan resin "pencanduan", dan logam "pencanduan" dari resin dapat menyebabkan cepat memburuknya kualitas limbah EDI,terutama penurunan yang cepat dalam tingkat penghapusan silikon.
Selain itu, efek oksidasi katalitik dari logam variabel valensi pada resin pertukaran ion dapat menyebabkan kerusakan permanen pada resin.
Secara umum, kandungan Fe di inlet EDI selama operasi dikendalikan untuk berada di bawah 0,01 mg/L.
7. Dampak CO2 dalam aliran
HCO3- yang dihasilkan oleh CO2 dalam aliran masuk adalah elektrolit lemah yang dapat dengan mudah menembus lapisan resin pertukaran ion dan menyebabkan penurunan kualitas air yang dihasilkan.
Sebelum masuk ke air, menara penguras gas dapat digunakan untuk penghapusan.
8Pengaruh dari jumlah anion (TEA)
TEA tinggi akan mengurangi resistivitas produksi air EDI atau memerlukan peningkatan arus operasi EDI,sementara arus operasi yang terlalu tinggi akan menyebabkan peningkatan arus sistem dan konsentrasi klorin residual di air kutub, yang merugikan umur membran kutub.
Selain 8 faktor yang mempengaruhi di atas, suhu air masuk, nilai pH, SiO2, dan oksida juga memiliki dampak pada operasi sistem EDI.
03
Karakteristik EDI
Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi EDI telah banyak diterapkan di industri seperti industri listrik, kimia, dan farmasi yang membutuhkan kualitas air yang tinggi.
Penelitian aplikasi jangka panjang di bidang pengolahan air telah menunjukkan bahwa teknologi pengolahan EDI memiliki enam karakteristik berikut:
1. Kualitas air yang tinggi dan limbah yang stabil
Teknologi EDI menggabungkan keuntungan desalinasi terus menerus dengan elektrodialisis dan desalinasi dalam dengan pertukaran ion.Penelitian dan praktik ilmiah yang berkelanjutan telah menunjukkan bahwa menggunakan teknologi EDI untuk desalinasi lebih lanjut dapat secara efektif menghilangkan ion dari air dan mencapai kemurnian limbah yang tinggi.
2Kondisi instalasi peralatan yang rendah dan jejak yang kecil
Dibandingkan dengan tempat pertukaran ion, perangkat EDI berukuran lebih kecil, lebih ringan, dan tidak memerlukan tangki penyimpanan asam atau alkali, yang dapat secara efektif menghemat ruang.
Selain itu, perangkat EDI adalah struktur yang sepenuhnya dirakit dengan jangka waktu konstruksi yang singkat dan beban kerja instalasi di tempat yang minimal.
3Desain sederhana, operasi dan pemeliharaan yang mudah
Perangkat pemrosesan EDI dapat dimodulasi untuk produksi dan dapat secara otomatis regenerasi terus-menerus tanpa perlu peralatan regenerasi yang besar dan kompleks.,mudah dioperasikan dan dirawat.
4. Kontrol otomatis proses pemurnian air sederhana dan nyaman
Perangkat EDI dapat menghubungkan beberapa modul secara paralel ke sistem, memastikan operasi modul yang aman dan stabil, kualitas yang dapat diandalkan, dan kontrol program yang mudah untuk operasi dan manajemen sistem.
5Tidak ada pelepasan larutan asam dan alkali limbah, bermanfaat untuk perlindungan lingkungan
Perangkat EDI tidak memerlukan regenerasi kimia asam atau alkali, dan pada dasarnya tidak ada pembuangan limbah kimia.
6Tingkat pemulihan air tinggi, dan tingkat pemanfaatan air dari teknologi perawatan EDI umumnya lebih dari 90%
Singkatnya, teknologi EDI memiliki keuntungan yang signifikan dalam hal kualitas air, stabilitas operasi, kemudahan operasi dan pemeliharaan, keselamatan dan perlindungan lingkungan.
Tetapi juga memiliki kekurangan tertentu. perangkat EDI memiliki persyaratan yang tinggi untuk kualitas air masuk, dan investasi satu kali mereka (biaya infrastruktur dan peralatan) relatif tinggi.
Perlu dicatat bahwa meskipun biaya infrastruktur dan peralatan EDI sedikit lebih tinggi daripada proses bed campuran, mengingat biaya operasi keseluruhan peralatan,Teknologi EDI masih memiliki beberapa keuntungan.
Sebagai contoh, sebuah stasiun air murni membandingkan biaya investasi dan biaya operasi dari dua proses,dan perangkat EDI dapat mengimbangi perbedaan investasi dengan proses tempat tidur campuran setelah satu tahun operasi normal.
04
Reverse osmosis + EDI vs pertukaran ion tradisional
1Perbandingan investasi awal untuk proyek
Dalam hal investasi awal untuk proyek, dalam sistem pengolahan air dengan aliran produksi air yang rendah,proses reverse osmosis+EDI menghilangkan sistem regenerasi besar yang dibutuhkan oleh proses pertukaran ion tradisional, terutama dengan menghilangkan dua tangki penyimpanan asam dan alkali masing-masing. hal ini tidak hanya sangat mengurangi biaya pengadaan peralatan tetapi juga menghemat sekitar 10% sampai 20% dari luas tanah,Dengan demikian mengurangi biaya teknik sipil dan akuisisi lahan untuk membangun pabrik.
Karena fakta bahwa ketinggian peralatan pertukaran ion tradisional umumnya lebih dari 5 m, sedangkan ketinggian peralatan reverse osmosis dan EDI adalah dalam 2,5 m,ketinggian bengkel pengolahan air dapat dikurangi dengan 2-3m, sehingga menghemat 10% sampai 20% dari investasi konstruksi di bengkel.
Mengingat tingkat pemulihan dari reverse osmosis dan EDI, semua air pekat dari reverse osmosis sekunder dan EDI dipulihkan,tetapi air pekat dari reverse osmosis primer (sekitar 25%) perlu dibuang, dan output dari sistem pra-pengolahan perlu ditingkatkan sesuai.Investasi awal perlu ditingkatkan sekitar 20% dibandingkan dengan sistem pra-pengolahan menggunakan proses pertukaran ion.
Dengan mempertimbangkan semua faktor, proses reverse osmosis + EDI hampir setara dengan investasi awal untuk proses pertukaran ion tradisional dalam sistem pengolahan air skala kecil.
2Perbandingan biaya operasi
Seperti yang diketahui, dalam hal konsumsi obat-obatan, biaya operasi teknologi reverse osmosis (termasuk dosis reverse osmosis, pembersihan kimia, pengolahan air limbah, dll.) lebih rendah daripada teknologi pertukaran ion tradisional (termasuk regenerasi resin pertukaran ion), pengolahan air limbah, dll.).
Namun, dalam hal konsumsi daya dan penggantian suku cadang, proses reverse osmosis dan EDI jauh lebih tinggi daripada proses pertukaran ion tradisional.
Menurut statistik, biaya operasi reverse osmosis dikombinasikan dengan proses EDI sedikit lebih tinggi daripada proses pertukaran ion tradisional.
Dengan mempertimbangkan semua faktor, biaya operasi dan pemeliharaan keseluruhan dari reverse osmosis dikombinasikan dengan proses EDI adalah 50% sampai 70% lebih tinggi daripada proses pertukaran ion tradisional.
3. reverse osmosis+EDI memiliki kemampuan beradaptasi yang kuat, tingkat otomatisasi yang tinggi, dan polusi lingkungan yang minimal
Proses reverse osmosis + EDI memiliki kemampuan beradaptasi yang kuat terhadap kandungan garam air mentah, dan dapat digunakan untuk air laut, air asin, air pengeringan tambang, air tanah, dan air sungai.proses pertukaran ion tidak ekonomis ketika kandungan padatan terlarut dalam aliran lebih dari 500 mg/L.
Reverse osmosis dan EDI tidak memerlukan regenerasi asam-basa, mengkonsumsi sejumlah besar asam-basa, atau menghasilkan sejumlah besar air limbah asam-basa.Penghambat skala, dan agen pengurang harus ditambahkan.
Dalam hal operasi dan pemeliharaan, reverse osmosis dan EDI juga memiliki keuntungan otomatisasi tinggi dan kontrol program yang mudah.
4Peralatan reverse osmosis+EDI mahal dan sulit diperbaiki dan pengolahan air garam pekat merupakan tantangan
Meskipun proses reverse osmosis plus EDI memiliki banyak keuntungan, dalam hal kegagalan peralatan, terutama ketika membran reverse osmosis dan tumpukan membran EDI rusak,hanya bisa dimatikan untuk digantiDalam kebanyakan kasus, teknisi profesional diperlukan untuk penggantian, dan waktu penutupan mungkin lebih lama.
Meskipun reverse osmosis tidak menghasilkan sejumlah besar air limbah asam dan alkali, tingkat pemulihan dari reverse osmosis primer umumnya hanya 75%,yang menghasilkan sejumlah besar air pekat. kandungan garam air pekat jauh lebih tinggi daripada air mentah. saat ini tidak ada tindakan perawatan yang matang untuk air pekat ini, dan setelah dibuang,itu akan mencemari lingkungan.
Saat ini, di pembangkit listrik rumah tangga, pemulihan dan pemanfaatan air garam pekat dari reverse osmosis sebagian besar digunakan untuk pencucian batubara dan pelembab abu;Beberapa universitas sedang melakukan penelitian tentang proses penguapan dan kristalisasi pemurnian air garam pekat, tetapi biayanya tinggi dan kesulitannya tinggi, sehingga belum banyak diterapkan di industri.
Biaya peralatan reverse osmosis dan EDI relatif tinggi, tetapi dalam beberapa kasus, investasi awal bahkan lebih rendah daripada proses pertukaran ion tradisional.
Dalam sistem pengolahan air skala besar (ketika sistem menghasilkan sejumlah besar air),Investasi awal dalam sistem reverse osmosis dan EDI jauh lebih tinggi daripada proses pertukaran ion tradisional.
Dalam sistem pengolahan air skala kecil, proses reverse osmosis plus EDI memiliki investasi awal yang sama dibandingkan dengan proses pertukaran ion tradisional.
Singkatnya, ketika output sistem pengolahan air rendah, proses pengolahan osmosis terbalik dan EDI dapat diprioritaskan.dan polusi lingkungan minimal.
