Установки электродеионизации
В современном мире постоянно возрастают требования к качеству чистой воды. Это приводит к созданию и развитию новых технологий по очистке воды. Электродеионизация воды (EDI) - это способ глубокой очистки воды, который позволяет получить деминерализованную и очень чистую воду с удельным сопротивлением до 18,2 МОм·см. Это один из самых современных методов непрерывного очищения воды.
На протяжении десятилетий все технологии очистки воды имели свои недостатки: низкая производительность установок, ограниченное время работы фильтрующих элементов, энергоемкость. Установка электродеионизации имеет значительные преимущества, которые делают ее эксплуатацию экономически выгодной.
Принцип работы установки электродеионизации
В качестве источника энергии установка использует непрерывный электрический ток. Работа электродеионизатора построена на синхронном протекании следующих процессов:
- Электродиализ. Ионы металлов и кислотных остатков под действием непрерывного электрического тока движутся к электродам с противоположным зарядом и сквозь мембраны отводятся в зону концентрата.
- Ионный обмен. Пространство между мембранами заполнено смесью катионитов и анионитов. Ионы солей, растворенных в воде, поглощаются ионообменной смолой, то есть замещаются анионами гидроксила и катионами водорода.
- Регенерация. Диссоциированная вода под действием электрического тока восстанавливает обменную способность смол.
Бланк Техническое задание для проектирования сооружения
Области применения электродеионизации воды
- Фармацевтическая промышленность. Производство лекарственных препаратов.
- Энергетическая промышленность. В процессе производства электроэнергии требуется вода для питания паровых котлов высокого давления.
- Химическая промышленность.Требование ультрачистой воды.
- Микроэлектроника. Производство жидкокристаллических дисплеев, солнечных батарей, электронных устройств памяти.
Особенности ионообменных и мембранных процессов в установке ЭДИ
В установках электродиализа и электродеионизации воды применяются однотипные мембраны. Матрица из нейтрального полимера заполнена ионообменной смолой, которая пропускает частицы с противоположным зарядом и задерживает одноименно заряженные ионы. Высокая селективность к воде является основным свойством мембран. В этом и есть главное отличие установок электродеионизации от установок обратного осмоса, которые легко пропускают воду и задерживают вредные примеси.
Ионообменная смола - смесь катионитов и анионитов - имеет зернистую структуру. Она впитывает нежелательные ионы и с отрицательным, и с положительным зарядом. В процессе очистки воды повышается ее удельное сопротивление до 18 МОм×см. Смесь катионитов и анионитов выполняет роль проводника электрического тока и снижает затраты энергии, которая необходима для непрерывного протекания процесса.
Состав системы EDI
Любая комплектация установки определяется первоначальным составом воды. Перед попаданием в модуль EDI она должна пройти через двухступенчатый обратноосмотический фильтр или через одну ступень обратного осмоса и фильтр мембранной дегазации. Когда вода подается на электродеионизацию через промежуточную емкость, необходима установка механического фильтра с размером ячейки 1 мкм. Поэтому предварительная подготовка воды играет очень важную роль в работе EDI установок.
Если концентрации некоторых соединений превышена, то это приводит к преждевременному выходу из строя электродеионизатора:
- Соли жесткости создают карбонатные отложения на мембране, что приводит к перепаду давлений в ячейке и снижает производительность установки.
- Органические вещества загрязняют ионообменные смолы, и снижая их активность, приводят к увеличению электрического сопротивления.
- Марганец и железо являются главными врагами мембранных и ионообменных фильтров.
- Углекислый газ, растворенный в воде, взаимодействует с ионами кальция и магния с образованием известковых отложений.
Достоинства установки электродеионизации
Приведем самые важные достоинства установок ЭДИ:
- Безостановочная работа электродеионизаторов. Процессы ионного обмена и регенерации ионитов идут параллельно. Установку ЭДИ не требуется останавливать для замены модуля или восстановления его фильтра.
- Эксплуатационные затраты довольно низки. Технология электродеионизации запрашивает меньших затрат энергии по сравнению с процессами, которые основаны на конденсации и выпаривании. Ионообменные модули обладают большим рабочим ресурсом.
- Высокоочищенная вода на выходе составляет практически 100%. В процессе электродеионизации не возникают загрязнения сточных вод. Кроме того, концентрат на выходе EDI оказывается чище исходной воды для фильтров установки обратного осмоса. В значительной части установок его не сливают, а снова передают на предварительную мембранную очистку.
Среди недостатков, пожалуй, можно выделить лишь один - это высокая стоимость на модули электродеионизации, которая достигает половины стоимости всей системы edi.
Другие услуги
- Установки умягчения
- Установки обратного осмоса
- Отстойники с тонкослойными модулями
- Установки биологической очистки сточных вод
- Установки очистки промышленных ливневых сточных вод
- Блочно-модульные станции водоподготовки
- Блочно-модульные насосные станции
- Установки аэрации воды
- Установки фильтрации и обезжелезивания
- Фильтры предварительной очистки