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Qu'est-ce que l'EDI?
Le nom complet en anglais de l'EDI est électrolyse, qui se traduit par désalinisation électrique, également connue sous le nom de technologie de désionisation électrique ou électrodialyse de lit emballé.
La technologie d'électrodéionisation combine les techniques d'échange ionique et d'électrodialyse.et est une technologie de traitement de l'eau de plus en plus utilisée et efficace après les résines d'échange d'ions.
Il utilise non seulement les avantages de la désalinisation continue par l'intermédiaire de la technologie d'électrodialyse, mais il parvient également à une désalinisation profonde par l'intermédiaire de la technologie d'échange ionique;
Ceci améliore non seulement le défaut de la diminution de l'efficacité du courant dans le processus d'électrodialyse pour le traitement de solutions à faible concentration, améliore le transfert d'ions,mais permet également la régénération des échangeurs d'ions, en évitant l'utilisation de régénérateurs et en réduisant la pollution secondaire générée lors de l'utilisation de régénérateurs acide-base, en réalisant un fonctionnement continu de déionisation.
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Diagramme schématique EDI
Les principes de base de la désionisation par EDI comprennent les trois processus suivants:
1. procédé d' électrodialyse
Sous l'action d'un champ électrique externe, les électrolytes dans l'eau migrent sélectivement à travers des résines d'échange d'ions et sont déchargés avec de l'eau concentrée, éliminant ainsi les ions de l'eau.
2. procédé d'échange d'ions
En utilisant une résine d'échange d'ions pour échanger des ions d'impuretés dans l'eau, combinée avec des ions d'impuretés dans l'eau, l'effet d'éliminer efficacement les ions de l'eau peut être obtenu.
3. procédé de régénération électrochimique
Utilisation de l'H+ et de l'OH- générés par la polarisation de l'eau à l'interface de la résine d'échange d'ions pour la régénération électrochimique de la résine, obtenant ainsi l'auto-régénération de la résine.
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Quels sont les facteurs influençant et les mesures de contrôle de l'EDI?
1. L'influence de la conductivité d'entrée
Sous le même courant de fonctionnement, à mesure que la conductivité de l'eau brute augmente, le taux d'élimination des électrolytes faibles par EDI diminue et la conductivité de l'effluent augmente également.
Si la conductivité de l'eau brute est faible, la teneur en ions est également faible,et la faible concentration d'ions provoque la formation d'un grand gradient de force électromotive à la surface de la résine et de la membrane dans la chambre d'eau douce, entraînant une augmentation du degré de dissociation de l'eau, une augmentation du courant maximal et une plus grande quantité de H+ et OH- produite,résultant d'un bon effet de régénération de la résine d'échange d'anions et de cations remplie dans la chambre d'eau douce.
Par conséquent, il est nécessaire de contrôler la conductivité de l'eau d'entrée pour s'assurer que la conductivité de l'eau d'entrée EDI est inférieure à 40us/cm,qui peut garantir la conductivité qualifiée des effluents et éliminer les électrolytes faibles.
2L'influence de la tension de travail et du courant
Le courant de fonctionnement augmente et la qualité de l'eau produite continue de s'améliorer.
Mais si le courant est augmenté après avoir atteint le point le plus élevé, en raison de la quantité excessive d'ions H + et OH - générés par l'ionisation de l'eau,un grand nombre d'ions excédentaires agissent comme ions porteurs de courant pour la conductionEn même temps, en raison de l'accumulation et du blocage d'un grand nombre d'ions porteurs de courant lors de leur mouvement,même contre diffusion se produit, ce qui entraîne une diminution de la qualité de l'eau produite.
Par conséquent, il est nécessaire de choisir une tension et un courant de fonctionnement appropriés.
3L'impact de l'indice de turbidité et de pollution (ISP)
Le canal de production d'eau du composant EDI est rempli de résine d'échange d'ions.entraînant une augmentation de la différence de pression du système et une diminution de la production d'eau.
Par conséquent, un prétraitement approprié est nécessaire et les effluents de l'OR satisfont généralement aux exigences de l'entrée EDI.
4L'influence de la dureté
Si la dureté résiduelle de l'eau entrant dans l'EDI est trop élevée, elle provoque une écaillage sur la surface de la membrane du canal d'eau concentrée, réduit le débit de l'eau concentrée,diminuer la résistivité électrique de l'eau produite, affectent la qualité de l'eau produite et, dans les cas graves, bloquent les canaux d'eau concentrée et les canaux d'eau extrêmes des composants,entraînant des dommages aux composants dus au chauffage interne.
Peut être combiné avec l'élimination du CO2 pour adoucir et ajouter de l'alcali à l'influent RO; lorsque la teneur en sel dans l'influent est élevée,l'effet de dureté peut être ajusté en ajoutant une première étape de RO ou de nanofiltration en conjonction avec le dessalement.
5L'impact du carbone organique total (COT)
Si la teneur en matière organique dans l'influent est trop élevée, elle provoque une pollution organique de la résine et de la membrane perméable sélective,entraînant une augmentation de la tension de fonctionnement du système et une diminution de la qualité de l'eau produiteDans le même temps, il est également facile de former des colloïdes organiques dans le canal d'eau concentré, ce qui peut bloquer le canal.
Par conséquent, lors de la transformation, un niveau R0 supplémentaire peut être ajouté en conjonction avec d'autres exigences d'indicateur pour répondre aux exigences.
6L'influence des ions métalliques tels que Fe et Mn
Les ions métalliques tels que le Fe et le Mn peuvent provoquer un "empoisonnement" de la résine, et l'"empoisonnement" métallique de la résine peut entraîner une détérioration rapide de la qualité des effluents EDI,En particulier la diminution rapide du taux d'élimination du silicium.
En outre, l'effet catalytique d'oxydation des métaux à valence variable sur les résines d'échange d'ions peut causer des dommages permanents à la résine.
En règle générale, la teneur en Fe dans l'entrée EDI pendant le fonctionnement est contrôlée à moins de 0,01 mg/L.
7. l'impact du CO2 dans les
Le HCO3- généré par le CO2 dans l'afflux est un électrolyte faible qui peut facilement pénétrer la couche de résine d'échange ionique et provoquer une diminution de la qualité de l'eau produite.
Avant d'entrer dans l'eau, une tour de dégazage peut être utilisée pour l'enlever.
8L'influence de la teneur totale en anions (TEA)
Un TEA élevé réduira la résistivité de la production d'eau par EDI ou nécessitera une augmentation du courant de fonctionnement par EDI,tandis qu'un courant de fonctionnement trop élevé entraînera une augmentation du courant du système et de la concentration résiduelle de chlore dans l'eau polaire, ce qui est préjudiciable à la durée de vie de la membrane polaire.
Outre les 8 facteurs d'influence ci-dessus, la température de l'eau d'entrée, la valeur du pH, le SiO2 et les oxydes ont également une incidence sur le fonctionnement du système EDI.
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Caractéristiques de l'EDI
Ces dernières années, la technologie EDI a été largement appliquée dans des industries telles que l'énergie, les industries chimiques et pharmaceutiques qui nécessitent une eau de haute qualité.
Les recherches d'application à long terme dans le domaine du traitement de l'eau ont montré que la technologie de traitement EDI présente les six caractéristiques suivantes:
1. Haute qualité de l'eau et effluent stable
La technologie EDI combine les avantages de la désalinisation continue par électrodialyse et de la désalinisation profonde par échange ionique.Des recherches et des pratiques scientifiques continues ont montré que l'utilisation de la technologie EDI pour une désalinisation ultérieure peut éliminer efficacement les ions de l'eau et atteindre une pureté élevée des effluents.
2Faibles conditions d'installation des équipements et faible empreinte
Comparés aux lits d'échange d'ions, les dispositifs EDI sont de plus petite taille, plus légers et ne nécessitent pas de réservoirs de stockage d'acide ou d'alcali, ce qui permet d'économiser efficacement de l'espace.
En outre, le dispositif EDI est une structure entièrement assemblée avec une courte période de construction et une charge de travail minimale d'installation sur site.
3. Conception simple, fonctionnement et entretien faciles
Le dispositif de traitement EDI peut être modulaire pour la production et peut se régénérer automatiquement en continu sans avoir besoin d'équipements de régénération de grande taille et complexes.,Il est facile à utiliser et à entretenir.
4Le contrôle automatique du processus de purification de l'eau est simple et pratique
Les dispositifs EDI peuvent connecter plusieurs modules en parallèle au système, assurant un fonctionnement sûr et stable du module, une qualité fiable et un contrôle facile du programme pour le fonctionnement et la gestion du système.
5Aucun rejet d'acide et de solution alcaline, bénéfique pour la protection de l'environnement
Les dispositifs EDI ne nécessitent pas de régénération chimique acide ou alcaline et il n'y a pratiquement pas de rejet de déchets chimiques.
6Le taux de récupération de l'eau est élevé et le taux d'utilisation de l'eau de la technologie de traitement EDI est généralement supérieur à 90%
En résumé, la technologie EDI présente des avantages importants en termes de qualité de l'eau, de stabilité opérationnelle, de facilité d'exploitation et d'entretien, de sécurité et de protection de l'environnement.
Mais elle présente également certaines lacunes: les dispositifs EDI ont des exigences élevées en matière de qualité de l'eau d'entrée et leur investissement ponctuel (coûts d'infrastructure et d'équipement) est relativement élevé.
Il convient de noter que, bien que les coûts d'infrastructure et d'équipement de l'EDI soient légèrement plus élevés que ceux des procédés mixtes, compte tenu des coûts d'exploitation globaux de l'équipement,La technologie EDI présente encore certains avantages.
Par exemple, une station d'eau pure a comparé les coûts d'investissement et d'exploitation de deux procédés,et le dispositif EDI peut compenser la différence d'investissement par rapport au procédé à lit mixte après un an de fonctionnement normal.
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Osmose inverse + EDI par rapport à l'échange ionique traditionnel
1Comparaison des investissements initiaux pour le projet
En termes d'investissement initial pour le projet, dans des systèmes de traitement des eaux à faible débit de production d'eau,le procédé d'osmose inverse+EDI élimine le grand système de régénération requis par les procédés traditionnels d'échange d'ions, en particulier en éliminant deux réservoirs de stockage d'acides et d'alcali, ce qui réduit non seulement considérablement les coûts d'approvisionnement en équipement, mais permet également d'économiser environ 10 à 20% de la superficie,en réduisant ainsi les coûts de génie civil et d'acquisition de terrains pour la construction d'usines.
En raison du fait que la hauteur des équipements d'échange d'ions traditionnels est généralement supérieure à 5 m, tandis que la hauteur des équipements d'osmose inverse et d'EDI est inférieure à 2,5 m,la hauteur de l'atelier de traitement de l'eau peut être réduite de 2 à 3 m, ce qui permet d'économiser 10 à 20% de l'investissement de construction dans l'atelier.
Compte tenu des taux de récupération de l'osmose inverse et de l'EDI, toute l'eau concentrée issue de l'osmose inverse secondaire et de l'EDI est récupérée,mais l'eau concentrée de l'osmose inverse primaire (environ 25%) doit être rejetée.Lorsque l'on utilise les procédés traditionnels de clarification et de filtration par coagulation dans le système de prétraitement, il est nécessaire d'augmenter en conséquence le rendement du système de prétraitement.l'investissement initial doit être augmenté d'environ 20% par rapport au système de prétraitement utilisant des procédés d'échange ionique.
En tenant compte de tous les facteurs, le procédé d'osmose inverse + EDI est à peu près équivalent en investissement initial aux procédés traditionnels d'échange d'ions dans les systèmes de traitement de l'eau à petite échelle.
2Comparaison des coûts d'exploitation
Comme on le sait bien, en termes de consommation de drogues, le coût d'exploitation de la technologie d'osmose inverse (y compris le dosage par osmose inverse, le nettoyage chimique, le traitement des eaux usées, etc.)Le taux d'utilisation de la technologie d'échange ionique traditionnelle (y compris la régénération des résines d'échange ionique) est inférieur à celui de la technologie d'échange ionique traditionnelle (y compris la régénération des résines d'échange ionique)., le traitement des eaux usées, etc.).
Toutefois, en termes de consommation d'énergie et de remplacement des pièces de rechange, le procédé d'osmose inverse et d'EDI est beaucoup plus élevé que le procédé traditionnel d'échange ionique.
Selon les statistiques, le coût d'exploitation de l'osmose inverse combinée au procédé EDI est légèrement supérieur à celui du procédé traditionnel d'échange d'ions.
En tenant compte de tous les facteurs, le coût global d'exploitation et d'entretien de l'osmose inverse combinée au procédé EDI est de 50% à 70% plus élevé que celui du procédé d'échange ionique traditionnel.
3L'osmose inverse+EDI présente une grande adaptabilité, un degré élevé d'automatisation et une pollution environnementale minimale
Le procédé d'osmose inverse + EDI a une forte adaptabilité à la teneur en sel de l'eau brute et peut être utilisé pour l'eau de mer, l'eau saumâtre, l'eau de déshydratation des mines, les eaux souterraines et les eaux fluviales.le procédé d'échange d'ions n'est pas économique lorsque la teneur en solides dissous dans l'influent est supérieure à 500 mg/l.
L'osmose inverse et l'EDI ne nécessitent pas de régénération acide-base, ne consomment pas une grande quantité d'acide-base ou ne génèrent pas une grande quantité d'eaux usées acide-base.inhibiteur de l' échelle, et un agent réducteur doit être ajouté.
En termes d'exploitation et de maintenance, l'osmose inverse et l'EDI présentent également les avantages d'une automatisation élevée et d'un contrôle facile du programme.
4L'équipement d'osmose inverse + EDI est coûteux et difficile à réparer, et le traitement de l'eau salée concentrée est difficile
Bien que le procédé d'osmose inverse plus EDI présente de nombreux avantages, en cas de défaillance de l'équipement, en particulier lorsque la membrane d'osmose inverse et la pile de membranes EDI sont endommagées,Il ne peut être arrêté que pour être remplacé.Dans la plupart des cas, des techniciens professionnels sont nécessaires pour le remplacement, et le temps d'arrêt peut être plus long.
Bien que l'osmose inverse ne produise pas une grande quantité d'eaux usées acides et alcalines, le taux de récupération de l'osmose inverse primaire n'est généralement que de 75%,qui produit une grande quantité d'eau concentréeLa teneur en sel de l'eau concentrée est beaucoup plus élevée que celle de l'eau brute.Il polluera l'environnement..
À l'heure actuelle, dans les centrales électriques domestiques, la récupération et l'utilisation de l'eau salée concentrée issue de l'osmose inverse sont principalement utilisées pour le lavage du charbon et l'humidification des cendres;Certaines universités mènent des recherches sur le processus de purification par évaporation et cristallisation de l'eau salée concentrée, mais le coût et la difficulté sont élevés, elle n'a donc pas encore été largement appliquée dans l'industrie.
Le coût des équipements d'osmose inverse et d'EDI est relativement élevé, mais dans certains cas, l'investissement initial est même inférieur à celui des procédés traditionnels d'échange d'ions.
Dans les systèmes de traitement des eaux à grande échelle (lorsque le système produit une grande quantité d'eau),l'investissement initial dans les systèmes d'osmose inverse et EDI est beaucoup plus élevé que celui des procédés traditionnels d'échange d'ions.
Dans les systèmes de traitement de l'eau à petite échelle, le procédé d'osmose inverse plus EDI a un investissement initial similaire par rapport aux procédés traditionnels d'échange d'ions.
En résumé, lorsque le rendement du système de traitement de l'eau est faible, le processus de traitement par osmose inverse et EDI peut être privilégié.et une pollution environnementale minimale.
