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O que é EDI?
O nome completo em inglês de EDI é eletrólise, que se traduz em dessalinização elétrica, também conhecida como tecnologia de eletro desonização ou eletrodiálise de cama embalada.
A tecnologia de eletrodeionização combina técnicas de troca de íons e de eletrodiálise.e é uma tecnologia de tratamento de água cada vez mais utilizada e eficaz após as resinas de troca de íons.
Não só utiliza as vantagens da dessalinização contínua através da tecnologia de eletrodiálise, mas também consegue uma dessalinização profunda através da tecnologia de troca de íons;
Isto não só melhora o defeito da diminuição da eficiência da corrente no processo de eletrodiálise para o tratamento de soluções de baixa concentração, melhora a transferência de íons,Mas também permite a regeneração de trocadores de íons, evitando a utilização de regeneradores e reduzindo a poluição secundária gerada durante a utilização de regeneradores ácido-base, conseguindo uma operação contínua de deionização.
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Diagrama esquemático EDI
Os princípios básicos da deionização EDI incluem os seguintes três processos:
1Processo de eletrodiálise
Sob a ação de um campo elétrico externo, os eletrólitos na água migram seletivamente através de resinas de troca de íons e são descarregados com água concentrada, removendo assim íons da água.
2Processo de troca de íons
Usando resina de troca de íons para trocar íons de impurezas na água, combinado com íons de impurezas na água, pode-se obter o efeito de remover iões da água de forma eficaz.
3Processo de regeneração eletroquímica
Utilizando o H+ e OH- gerados pela polarização da água na interface da resina de intercâmbio iónico para a regeneração eletroquímica da resina, alcançando a auto-regeneração da resina.
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Quais são os factores que influenciam e as medidas de controlo da EDI?
1A influência da condutividade da entrada
Sob a mesma corrente de funcionamento, à medida que a condutividade da água crua aumenta, a taxa de remoção de eletrólitos fracos pela EDI diminui e a condutividade do efluente também aumenta.
Se a condutividade da água crua é baixa, o teor de íons também é baixo,e a baixa concentração de íons faz com que um grande gradiente de força eletromotriz se forme na superfície da resina e da membrana na câmara de água doce, levando a um aumento do grau de dissociação da água, a um aumento da corrente máxima e a uma maior quantidade de H+ e OH- produzidos,resultando num bom efeito de regeneração da resina de intercâmbio de ánions e catiões preenchida na câmara de água doce.
Por conseguinte, é necessário controlar a condutividade da água de entrada para garantir que a condutividade da água de entrada EDI seja inferior a 40us/cm,que pode garantir a condutividade qualificada do efluente e a remoção de eletrólitos fracos.
2A influência da tensão de trabalho e da corrente
A corrente de trabalho aumenta e a qualidade da água produzida continua a melhorar.
Mas se a corrente for aumentada depois de atingir o ponto mais alto, devido à quantidade excessiva de iões H+ e OH- gerados pela ionização da água,um grande número de iões excedentes atuam como iões transportadores de corrente para a conduçãoPara além de ser utilizado para a regeneração de resinas, devido ao acúmulo e bloqueio de um grande número de iões transportadores de corrente durante o seu movimento,ocorre uma contra-difusão, o que resulta numa diminuição da qualidade da água produzida.
Por conseguinte, é necessário escolher a tensão e a corrente de funcionamento adequadas.
3O impacto do índice de turvidade e poluição (SDI)
O canal de produção de água do componente EDI é preenchido com resina de troca de íons.resultando num aumento da diferença de pressão do sistema e numa diminuição da produção de água.
Por conseguinte, é necessário um pré-tratamento adequado e os efluentes de RO satisfazem, em geral, os requisitos de entrada do EDI.
4A influência da dureza
Se a dureza residual da água que entra no EDI for muito elevada, causará escamação na superfície da membrana do canal de água concentrada, reduzindo a taxa de fluxo da água concentrada,diminuir a resistência elétrica da água produzida, afectam a qualidade da água produzida e, em casos graves, bloqueiam os canais de água concentrada e extrema dos componentes,resultando em danos aos componentes devido ao aquecimento interno.
Pode ser combinado com a remoção de CO2 para amolecer e adicionar álcali ao fluxo de RO; Quando o teor de sal no fluxo é elevado,O efeito da dureza pode ser ajustado adicionando uma primeira fase de RO ou nanofiltração em conjunto com a dessalinização.
5O impacto do carbono orgânico total (COT)
Se o teor orgânico no fluxo for demasiado elevado, causará poluição orgânica da resina e da membrana permeável selectiva,levando a um aumento da tensão de funcionamento do sistema e a uma diminuição da qualidade da água produzidaAo mesmo tempo, também é fácil formar coloides orgânicos no canal de água concentrada, o que pode bloquear o canal.
Por conseguinte, no processo de transformação, pode ser adicionado um nível R0 adicional em conjunto com outros requisitos de indicador para satisfazer os requisitos.
6A influência de íons metálicos como o Fe e o Mn
Os íons metálicos como o Fe e o Mn podem causar "envenenamento" da resina, e o "envenenamento" metálico da resina pode levar a uma rápida deterioração da qualidade dos efluentes EDI,especialmente a rápida diminuição da taxa de remoção de silício.
Além disso, o efeito catalítico de oxidação de metais de valência variável em resinas de intercâmbio iónico pode causar danos permanentes à resina.
De um modo geral, o teor de Fe na entrada do EDI durante o funcionamento é controlado para ser inferior a 0,01 mg/L.
7. O impacto do CO2 na influência
O HCO3- gerado pelo CO2 no fluxo é um eletrólito fraco que pode facilmente penetrar na camada de resina de troca de íons e causar uma diminuição da qualidade da água produzida.
Antes de entrar na água, uma torre de desgaseamento pode ser utilizada para a remoção.
8A influência do teor total de aniões (TEA)
Uma TEA elevada reduzirá a resistividade da produção de água EDI ou exigirá um aumento da corrente de funcionamento EDI,enquanto a corrente de funcionamento excessivamente alta levará a um aumento da corrente do sistema e concentração de cloro residual na água polar, o que é prejudicial para a vida útil da membrana polar.
Para além dos 8 factores de influência acima referidos, a temperatura da água de entrada, o valor do pH, o SiO2 e os óxidos também têm um impacto no funcionamento do sistema EDI.
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Características do EDI
Nos últimos anos, a tecnologia EDI tem sido amplamente aplicada em indústrias como energia, química e farmacêutica que exigem alta qualidade da água.
A investigação de aplicação a longo prazo no domínio do tratamento de águas demonstrou que a tecnologia de processamento EDI possui as seguintes seis características:
1. Alta qualidade da água e efluentes estáveis
A tecnologia EDI combina as vantagens da dessalinização contínua por eletrodiálise e da dessalinização profunda por troca iônica.A investigação e a prática científica contínuas demonstraram que a utilização da tecnologia EDI para desalinização adicional pode efetivamente remover íons da água e alcançar uma elevada pureza dos efluentes.
2Baixas condições de instalação de equipamento e pequena pegada
Em comparação com os leitos de troca de íons, os dispositivos EDI são menores em tamanho, mais leves em peso e não exigem tanques de armazenamento de ácido ou álcali, o que pode economizar espaço efetivamente.
Além disso, o dispositivo EDI é uma estrutura totalmente montada com um curto período de construção e uma carga de trabalho mínima de instalação no local.
3- Design simples, fácil operação e manutenção
O dispositivo de processamento EDI pode ser modularizado para a produção e pode regenerar-se automaticamente continuamente sem a necessidade de equipamentos de regeneração grandes e complexos.,É fácil de operar e manter.
4O controlo automático do processo de purificação de água é simples e conveniente
Os dispositivos EDI podem conectar múltiplos módulos em paralelo ao sistema, garantindo uma operação segura e estável do módulo, qualidade confiável e controle de programa fácil para a operação e gestão do sistema.
5- Sem descarga de ácido residual e solução alcalina, benéfica para a protecção do ambiente
Os dispositivos EDI não exigem regeneração química ácida ou alcalina e não há basicamente descarga de resíduos químicos.
6A taxa de recuperação da água é elevada e a taxa de utilização da água da tecnologia de tratamento EDI é geralmente superior a 90%
Em resumo, a tecnologia EDI tem vantagens significativas em termos de qualidade da água, estabilidade operacional, facilidade de exploração e manutenção, segurança e protecção do ambiente.
Os dispositivos EDI têm exigências elevadas para a qualidade da água de entrada e o seu investimento único (custos de infra-estrutura e equipamento) é relativamente elevado.
Deve notar-se que, embora os custos de infra-estrutura e de equipamento da EDI sejam ligeiramente superiores aos dos processos de camadas mistas, tendo em conta os custos operacionais globais do equipamento,A tecnologia EDI ainda tem certas vantagens.
Por exemplo, uma estação de água pura comparou os custos de investimento e de exploração de dois processos,e o dispositivo EDI pode compensar a diferença de investimento com o processo de cama mista após um ano de funcionamento normal.
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Osmose inversa+EDI versus troca de íons tradicional
1Comparação do investimento inicial do projecto
Em termos de investimento inicial para o projecto, em sistemas de tratamento de águas com baixos caudais de produção de água,O processo de osmose reversa+EDI elimina o grande sistema de regeneração exigido pelos processos tradicionais de troca de íons, especialmente eliminando dois tanques de armazenamento de ácidos e álcalis, o que não só reduz consideravelmente os custos de aquisição de equipamento, mas também economiza cerca de 10% a 20% da superfície,Reduzindo assim os custos de engenharia civil e aquisição de terrenos para a construção de fábricas.
Devido ao facto de a altura dos equipamentos tradicionais de troca de íons ser geralmente superior a 5 m, enquanto a altura dos equipamentos de osmose reversa e EDI é inferior a 2,5 m,A altura da oficina de tratamento de água pode ser reduzida em 2-3m, poupando assim 10% a 20% do investimento de construção na oficina.
Tendo em conta as taxas de recuperação da osmose reversa e da EDI, toda a água concentrada resultante da osmose reversa secundária e da EDI é recuperada,Mas a água concentrada da osmose reversa primária (cerca de 25%) deve ser descarregada., e a potência do sistema de pré-tratamento deve ser aumentada em conformidade.O investimento inicial deve ser aumentado em cerca de 20% em comparação com o sistema de pré-tratamento utilizando processos de troca de íons..
Tendo em conta todos os factores, o processo de osmose inversa + EDI é aproximadamente equivalente em investimento inicial aos processos tradicionais de troca de iões em sistemas de tratamento de água de pequena escala.
2Comparação dos custos de exploração
Como é bem sabido, em termos de consumo de drogas, o custo operacional da tecnologia de osmose reversa (incluindo a dosagem por osmose reversa, limpeza química, tratamento de águas residuais, etc.)A utilização de resinas de troca de iões (incluindo a regeneração de resinas de troca de iões) é inferior à da tecnologia tradicional de troca de iões (incluindo a regeneração de resinas de troca de iões)., tratamento de águas residuais, etc.).
No entanto, em termos de consumo de energia e de substituição de peças sobressalentes, o processo de osmose reversa e EDI é muito superior ao processo tradicional de troca de íons.
De acordo com as estatísticas, o custo operacional da osmose reversa combinada com o processo EDI é ligeiramente superior ao do processo tradicional de troca de íons.
Tendo em conta todos os factores, o custo global de funcionamento e manutenção da osmose inversa combinada com o processo EDI é 50% a 70% superior ao do processo de troca de iões tradicional.
3A osmose reversa+EDI tem uma forte adaptabilidade, um elevado grau de automação e uma poluição ambiental mínima
O processo de osmose reversa + EDI tem uma forte adaptabilidade ao teor de sal da água crua e pode ser usado para água do mar, água salobra, água de desaguamento de minas, águas subterrâneas e águas fluviais.o processo de troca de íons não é económico quando o teor de sólidos dissolvidos no fluxo é superior a 500 mg/l.
A osmose reversa e a EDI não exigem regeneração ácido-base, não consomem uma grande quantidade de ácido-base ou não geram uma grande quantidade de águas residuais ácido-base.inibidor da escala, e um agente redutor devem ser adicionados.
Em termos de operação e manutenção, a osmose reversa e a EDI também têm as vantagens de alta automação e fácil controlo do programa.
4O equipamento de osmose reversa+EDI é caro e difícil de reparar, e o tratamento da água salgada concentrada é um desafio
Embora o processo de osmose reversa mais EDI tenha muitas vantagens, em caso de falha do equipamento, especialmente quando a membrana de osmose reversa e a camada de membrana EDI estão danificadas,Só pode ser desligado para substituição.Na maioria dos casos, são necessários técnicos profissionais para a substituição e o tempo de desligamento pode ser mais longo.
Embora a osmose reversa não produza uma grande quantidade de águas residuais ácidas e alcalinas, a taxa de recuperação da osmose reversa primária é geralmente de apenas 75%,que produz uma grande quantidade de água concentradaO teor de sal da água concentrada é muito superior ao da água crua.vai poluir o ambiente.
Atualmente, nas centrais eléctricas domésticas, a recuperação e utilização de água salgada concentrada proveniente da osmose reversa é utilizada principalmente para lavagem de carvão e umidificação de cinzas;Algumas universidades estão a conduzir pesquisas sobre o processo de evaporação e cristalização de purificação de água salgada concentrada, mas o custo e a dificuldade são elevados, pelo que ainda não foi amplamente aplicado na indústria.
O custo dos equipamentos de osmose inversa e EDI é relativamente elevado, mas, em alguns casos, o investimento inicial é ainda inferior ao dos processos tradicionais de troca de íons.
Em sistemas de tratamento de águas de grande escala (quando o sistema produz uma grande quantidade de água),O investimento inicial em sistemas de osmose reversa e EDI é muito superior ao dos processos tradicionais de troca de íons.
Em sistemas de tratamento de água em pequena escala, o processo de osmose reversa mais EDI tem um investimento inicial similar em comparação com os processos tradicionais de troca de íons.
Em resumo, quando a produção do sistema de tratamento de água é baixa, o processo de tratamento por osmose reversa e EDI pode ser priorizado.e poluição ambiental mínima.
