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EDIとは?
EDIの完全な英語名は電解で,電解塩化 (electro desalination) であり,電解離子化技術 (electro deionization technology) またはパックベッド電解塩化 (packed bed electrodialysis) とも呼ばれています.
電子イオン化技術とは,イオン交換と電解解の技術を組み合わせたものです.これは電解解の基礎で開発された脱塩技術です.イオン交換樹脂の後にますます広く使用され,効果的な水処理技術です.
電気ダイアリスス技術による連続脱塩の利点だけでなく,イオン交換技術による深層脱塩も実現する.
低濃度の溶液を処理する電解液プロセスにおける電流効率の低下の欠陥を改善し,イオン転送を強化するだけでなく,しかし,またイオン交換器の再生も可能にします.酸塩再生器の使用中に発生する二次汚染を削減し,連続的な離子化作業を達成する.
画像
EDI スキマ図
EDI デイオニゼーションの基本原理には以下の3つのプロセスが含まれます.
1電気ダイアリシス
外部電場の影響下,水中の電解質は,離子交換樹脂を通って選択的に移動し,濃縮水で放出され,それによって水から離子を取り除く.
2イオン交換プロセス
水中の不浄性イオンと結合して不浄性イオンを交換するためにイオン交換樹脂を使用することで,水からイオンを効果的に除去する効果を達成することができる.
3電気化学再生プロセス
イオン交換樹脂の接点で水の偏振によって生成されるH+とOHを利用して樹脂の電気化学再生を行い,樹脂の自己再生を達成する.
02
EDI に 影響 する 要因 と 制御 措置 は 何 です か
1. 入口電導性の影響
同じ稼働電流下では,原水の伝導性が増加するにつれて,EDIによる弱い電解質の除去率は低下し,排水の伝導性が増加します.
低電導性であれば イオン含有も低い低濃度のイオンは,淡水室の樹脂と膜表面に大きな電動力グラディエントを形成させます., 水の分離度,最大電流の増加,および生産されたH+とOHの量の増加につながります.淡水室で満たされたアニオンとカチオン交換樹脂の良好な再生効果をもたらす.
したがって,入水水の伝導性を制御し,EDIの入水伝導性が40us/cm未満であることを確保する必要があります.合格な流水伝導性と弱い電解質の除去を保証できる.
2作業電圧と電流の影響
稼働電流は増加し,生産された水の質は改善し続けています.
水の電離化によって生成される過剰なH+とOH−イオンにより,大量の余分なイオンが電流伝導のイオンとして作用します同時に,電流を運ぶイオンの大量の蓄積と阻塞により,逆拡散が起きても生産された水の質が低下する.
したがって,適切な作業電圧と電流を選択する必要があります.
3. ぼんやりと汚染指数 (SDI) の影響
EDI 部品の水生成チャネルは,イオン交換樹脂で満たされています.過剰な曇りや汚染指数は,チャネルを塞ぐ可能性があります.システム圧力差の増加と水生産の減少を.
したがって,適切な予備処理が必要であり,RO排水は一般的にEDI入口要件を満たします.
4硬さの影響
濃縮水管の膜表面にスケーリングを引き起こし,濃縮水の流量を下げます.生産された水の電阻性を低下させる生産された水の質に影響し,重症の場合,コンセント水とコンセント水のチャンネルを遮断します.内部加熱による部品の損傷を引き起こす.
CO2の除去と組み合わせて,RO流にアルカリを加え,柔らかくすることができます.流中の塩分が高くなった場合,硬さの効果は,塩化と併用して最初の段階のROまたはナノフィルタリングを加えることで調整できます..
5総有機炭素 (TOC) の影響
熱流中の有機物質の含有量が高すぎると,樹脂と選択的に透ける膜に有機汚染が起こります.システム稼働電圧の上昇と生産水質の低下を招く同時に,濃縮された水チャネルで有機コロイドを形成することも容易で,チャネルを遮断することができます.
したがって,加工では,他の指標要件と組み合わせて追加のレベルR0を追加して要件を満たすことができます.
6. Fe や Mn などの金属イオンの影響
FeやMnのような金属イオンは樹脂"中毒"を引き起こし,樹脂の金属"中毒"は,EDI排水質の急速な悪化につながる可能性があります.特にシリコン除去率が急激に減少している.
さらに,変価性金属がイオン交換樹脂に及ぼす酸化触媒作用は樹脂に永久的な損傷を引き起こす可能性があります.
一般的には,動作中のEDI入口のFe含有量は0.01mg/L以下に制御されます.
7影響する
流入中のCO2によって生成されるHCO3は弱い電解質で,イオン交換樹脂層に容易に浸透し,生成された水の質を低下させることができます.
水に潜る前に脱ガス塔を使って除去できます
8総アニオン含有量 (TEA) の影響
高いTEAは,EDI水生産の抵抗性を低下させるか,EDI稼働電流を増やす必要があります.極水中のシステム電流と残留塩素濃度の増加につながる極膜の寿命を損なう
上記8つの影響要因に加えて,入水水温,pH値,SiO2および酸化物もEDIシステムの動作に影響を与える.
03
EDI の特徴
近年,EDI技術は高品質な水を必要とする電力,化学,製薬などの産業で広く使用されています.
水処理分野における長期的応用研究では,EDI処理技術には以下の6つの特徴があることが示されています.
1高品質の水と安定した下水
EDI技術では,電解解液による連続脱塩とイオン交換による深層脱塩の利点を組み合わせています.継続的な科学研究と実践により,さらに塩水を淡化するためにEDI技術を使用することで,水からイオンを効果的に除去し,高純度な排水液を達成することが示されています.
2設備の設置条件が低く,足跡が小さい
イオン交換装置と比較して,EDIデバイスはサイズが小さく,重量が軽く,酸素やアルカリの貯蔵タンクを必要とせず,効果的にスペースを節約できます.
さらに,EDI装置は完全に組み立てられた構造で,短期間で建設され,現場設置作業は最小限です.
3シンプルな設計,操作と保守が簡単
EDI 処理装置は,生産のためにモジュール化され,大規模で複雑な再生装置を必要とせず,自動的に継続的に再生することができます.,操作し メンテナンスを容易にする
4浄水プロセスの自動制御はシンプルで便利です
EDIデバイスは複数のモジュールをシステムと並行して接続することができ,安全で安定したモジュール操作,信頼性の高い品質,システム操作および管理のための簡単なプログラム制御を保証します.
5廃棄された酸とアルカリ溶液の放出はなく,環境保護に有益です
EDI装置は酸や塩基化学再生を必要とせず,化学廃棄物の排出も基本的には起こらない.
6水回収率は高く,EDI処理技術の水利用率は一般的に90%を超えています.
概要すると,EDI技術は水質,運用安定性,操作と保守の容易さ,安全性,環境保護の面で大きな利点があります.
しかし,EDI装置には,入水水質に対する要求が高く,一回限りの投資 (インフラストラクチャと設備費用) は比較的高い.
EDIのインフラストラクチャと設備コストは,混合床プロセスのコストよりわずかに高いが,設備の総運用コストを考えると,EDI テクノロジーは依然として一定の利点を持っています.
例えば 純水発電所では 2つのプロセスにおける投資と運用コストを比較しましたそしてEDI装置は,通常の動作の1年後に混合ベッドプロセスとの投資差を補うことができます..
04
リバースオスモス+EDI vs 伝統的なイオン交換
1プロジェクトの初期投資の比較
低水量流量を持つ水処理システムへの初期投資の観点からリバースオスモス+EDI プロセスは,伝統的なイオン交換プロセスに必要とされる大規模な再生システムを排除します.これは,設備の調達コストを大幅に削減するだけでなく,約10%から20%の土地面積を節約します.工場建設のための土木工学と土地の購入コストを削減.
伝統的なイオン交換機器の高さは一般的に5mを超え,逆オスモスとEDI機器の高さは2.5m以内である.水処理ワークショップの高さは2-3m削減できます工房の建設投資の10%から20%を節約する.
リバースオスモスとEDIの回収率を考慮すると,二次リバースオスモスとEDIからの水は全て回収されます.しかし,初回反 osmose (約 25%) の濃縮水は放出する必要があります.予備処理システムで従来の凝固澄清と過濾プロセスを使用する場合,初期投資は,イオン交換プロセスを用いた予処理システムと比較して約20%増加する必要があります..
すべての要素を考慮すると,逆オスモス+EDIプロセスは,小規模な水処理システムにおける伝統的なイオン交換プロセスに初期投資でほぼ同等である.
2運用コストの比較
薬物の消費量に関しては,リバースオスモス技術 (リバースオスモス用投与,化学清掃,廃水処理などを含む) の運用コストは,よく知られているように,) は,伝統的なイオン交換技術 (イオン交換樹脂再生を含む) よりも低い.廃水処理など).
しかし,電力を消費し,部品を交換する際には,逆オスモスとEDIプロセスは従来のイオン交換プロセスよりもはるかに高い.
統計によると,EDIプロセスと組み合わせた反 osmoseの運用コストは,従来のイオン交換プロセスよりもわずかに高い.
すべての要素を考慮すると,EDIプロセスと組み合わせた逆オスモースの全体的な運用と保守コストは,従来のイオン交換プロセスよりも50%~70%高い.
3リバースオスモス+EDIは,高度な適応性,高度な自動化,最小限の環境汚染
リバースオスモシス+EDIプロセスは,原水の塩分に強い適応性を有し,海水,塩水,鉱山脱水水,地下水,川水に使用することができます.流入中の溶けた固体濃度が500 mg/Lを超えると,イオン交換プロセスは経済的ではありません..
逆オスモスとEDIは,酸塩再生を必要とせず,大量の酸塩を消費したり,大量の酸塩廃棄水を生成したりしません.スケール阻害剤減量剤を加える必要があります.
操作と保守の観点からすると,逆オスモスとEDIは高度な自動化と簡単なプログラム制御の利点もあります.
4逆オスモス+EDI機器は高価で修理が困難で,濃縮塩水の処理は困難です
リバースオスモス+EDIプロセスは多くの利点がありますが,機器の故障の場合,特にリバースオスモス膜とEDI膜スタックが損傷した場合,交換のためだけに 切れるほとんどの場合,プロの技術者が置き換える必要があり,停電時間は長くなります.
リバースオスモスにより大量の酸性およびアルカリ性廃水は生成されないが,初次リバースオスモスの回収率は一般的に75%のみである.濃縮水の大量を生成する濃縮水の塩分は,原水よりもはるかに高い.現在,この濃縮水のための成熟した処理措置はありません.環境を汚染する.
現在,家庭用発電所で,反 osmoseによる濃縮塩水の回収と利用は,主に石炭洗浄と灰の湿化に使用されています.いくつかの大学は,濃縮塩水の蒸発と結晶化浄化プロセスについて研究を行っていますしかし,コストも難易度は高く,産業ではまだ広く使用されていません.
リバースオスモスとEDI機器のコストは比較的高いが,一部の場合,初期投資は伝統的なイオン交換プロセスよりも低い.
大規模な水処理システム (システムで大量の水が生成される場合)リバースオスモスとEDIシステムへの初期投資は,伝統的なイオン交換プロセスよりもはるかに高い.
小規模な水処理システムでは,リバースオスモス+EDIプロセスは,従来のイオン交換プロセスと比較して同様の初期投資を持っています.
総括すると,水処理システムの出力が低い場合,逆オスモスとEDI処理プロセスを優先することができます.このプロセスは初期投資が低く,自動化度が高い,環境汚染を最小限に抑える.
