2023년 2월 16일
역삼투압 + EDI 또는 기존 이온 교환 중 어느 것이 더 낫습니까?
EDI의 전체 영어 이름은 전극 이온화, 전기탈이온 처리 기술이라고도 하는 기술 또는 충전층 전기 투석입니다
전기탈이온화 기술은 이온 교환과 전기 투석의 두 가지 기술을 결합합니다. 전기투석을 기반으로 개발된 탈수화 기술로, 널리 사용되어 이온 교환수지 다음으로 더 나은 결과를 이룬 수처리 기술입니다.
전기 투석 기술에 의한 연속 담수화의 장점을 활용할 뿐만 아니라 이온 교환 기술을 사용하여 깊은 담수화 효과를 달성합니다.
전기 투석 공정을 사용하여 저농도 용액을 처리할 때 전류 효율이 떨어지는 결함을 개선하고 이온 전달을 향상시킬 뿐만 아니라 이온 교환기를 재생하여 재생제 사용을 피하고 산-염기 재생제 사용 중 발생하는 2차 재생을 줄일 수 있습니다. 2 차 오염, 탈이온화의 연속 작동을 실현합니다.
TEDI 탈이온화의 기본 원리에는 다음 세 가지 프로세스가 포함됩니다.
1. 전기 투석 과정
외부 전기장의 작용으로 물 속의 전해질은 물 속의 이온 교환 수지를 통해 선택적으로 이동하고 농축된 물과 함께 배출되어 물 속의 이온을 제거합니다.
2. 이온 교환 과정
물 속의 불순물 이온은 이온 교환 수지에 의해 교환되고 물 속의 불순물 이온이 결합되어 물 속의 이온을 효과적으로 제거하는 효과를 얻습니다.
3. 전기화학적 재생 공정
상기 수지는 이온교환수지의 계면수의 분극에 의해 생성된 H+와 OH-를 이용하여 전기화학적으로 재생되어 수지의 자기재생을 실현한다.
02 EDI의 영향 요인 및 제어 수단은?
1. 유입 전도도의 영향
동일한 작동 전류에서 원수의 전도도가 증가함에 따라 EDI에 의한 약한 전해질의 제거율이 감소하고 폐수의 전도도도 증가합니다.
원수의 전도도가 낮으면 이온 함량도 낮고 이온 농도가 낮아 담수 챔버의 수지 및 멤브레인 표면에 형성된 기전력 구배도 커져 물 해리가 향상되고 한계 전류가 증가하며 생성된 H+ 및 OH-의 양이 더 많습니다. 담수 챔버에 채워진 음이온 및 양이온 교환 수지의 재생 효과가 좋다.
따라서 EDI 유입수의 전도도가 40us/cm 미만이 되도록 유입수의 전도도를 제어해야 하며, 이는 유출수의 적격 전도성과 약한 전해질의 제거를 보장할 수 있습니다.
2. 작동 전압 및 전류의 영향
작동 전류가 증가함에 따라 생산된 물의 수질이 계속 개선되고 있습니다.
그러나, 최고점에 도달한 후 전류를 증가시키면, 물 이온화에 의해 발생하는 H+ 및 OH- 이온의 과도한 양으로 인해, 수지를 재생시키기 위해 사용되는 것 외에도, 많은 수의 잉여 이온이 전도를 위한 캐리어 이온으로 작용하며, 동시에 많은 양의 캐리어 이온 이동 과정으로 인해 매체에 축적 및 막힘이 발생하고, 심지어 역확산(back diffusion)이 발생하여 생산된 물의 수질이 저하됩니다.
따라서 적절한 작동 전압과 전류를 선택해야 합니다.
3. 탁도 및 오염 지수(SDI)의 영향
EDI 모듈의 물 생산 채널은 이온 교환 수지로 채워져 있습니다. 과도한 탁도 및 오염 지수는 채널을 차단하여 시스템 압력 차이를 증가시키고 물 생산을 감소시킵니다.
따라서 적절한 전처리가 필요하며 RO 유출물은 일반적으로 EDI 유입수의 요구 사항을 충족합니다.
4. 경도의 영향
EDI에서 급수의 잔류 경도가 너무 높으면 농축수 채널의 멤브레인 표면에 오염이 발생하고 농축수의 유속이 감소하고 생산된 물의 저항률이 감소하며 수질에 영향을 미칩니다. 심한 경우 모듈의 농축수와 극지 수로가 차단됩니다. 내부 가열로 인한 구성 요소 파괴의 결과.
CO2 제거와 결합하여 RO 유입수에 알칼리를 연화시키고 첨가할 수 있습니다. 유입수의 염분 함량이 높을 때 담수화와 결합하여 RO 또는 나노 여과 수준을 높여 경도의 영향을 조정할 수 있습니다.
5. TOC(총 유기탄소)의 영향
유입수 내 유기물 함량이 너무 높으면 수지와 선택적 투과성 멤브레인의 유기 오염을 일으켜 시스템의 작동 전압이 증가하고 생산된 물의 품질이 저하됩니다. 동시에 농축수 채널에 유기 콜로이드를 형성하고 채널을 막는 것도 쉽습니다.
그러므로, 이를 다룰 때, R0의 한 레벨은 요구 사항을 충족하기 위해 다른 인덱스 요구 사항과 조합하여 추가될 수 있습니다.
6. Fe 및 Mn과 같은 금속 이온의 영향
Fe 및 Mn과 같은 금속 이온은 수지의 "중독"을 일으키고 수지의 금속 "중독"은 EDI 유출 품질의 급속한 악화, 특히 실리콘 제거율의 급속한 저하를 유발할 것입니다.
또한, 이온 교환 수지에 대한 가변 원자가 금속의 산화 촉매 효과는 수지에 영구적인 손상을 일으킵니다.
일반적으로 EDI 유입수의 Fe는 작동 중에 0.01mg/L 미만으로 제어됩니다.
7. 유입수에 대한 C02의 영향
유입수에서 CO2에 의해 생성된 HCO3-는 약한 전해질로 이온 교환 수지층을 쉽게 관통하여 생성된 물의 품질을 저하시킬 수 있습니다.
물에 들어가기 전에 타워를 탈기하여 제거할 수 있습니다.
8. 총 음이온 함량(TEA)의 영향
TEA가 높으면 EDI에서 생성된 물의 저항이 감소하거나 EDI 작동 전류가 증가하는 반면, 과도하게 높은 작동 전류는 시스템 전류를 증가시키고 전극 물의 잔류 염소 농도를 증가시키며 전극 멤브레인의 수명에 해를 끼칩니다.
위의 8가지 영향 요인 외에도 입구 수온, pH 값, SiO2 및 산화물도 EDI 시스템의 작동에 영향을 미칩니다.
03 EDI의 특징
최근 몇 년 동안 EDI 기술은 전력, 화학 산업 및 의약과 같이 수질 요구 사항이 높은 산업에서 널리 사용되었습니다.
수처리 분야의 장기적인 응용 연구에 따르면 EDI 처리 기술에는 다음과 같은 6가지 특성이 있습니다.
1. 수질이 높고 물 출력이 안정적입니다.
EDI 기술은 전기 투석에 의한 연속 담수화와 이온 교환에 의한 깊은 담수화의 장점을 결합합니다. 지속적인 과학적 연구와 실습은 담수화를 위해 EDI 기술을 다시 사용하면 물의 이온을 효과적으로 제거할 수 있고 폐수의 순도가 높다는 것을 보여주었습니다.
2. 낮은 장비 설치 조건 및 작은 설치 공간
이온 교환 베드와 비교하여 EDI 장치는 크기가 작고 무게가 가벼우며 산 및 알칼리 저장 탱크를 장착할 필요가 없으므로 공간을 효과적으로 절약할 수 있습니다.
뿐만 아니라 EDI 장치는 독립형 구조로 공사 기간이 짧고 현장 설치 작업량이 적습니다.
3. 심플한 디자인, 편리한 작동 및 유지 보수
EDI 처리 장치는 모듈식으로 생산할 수 있으며 크고 복잡한 재생 장비 없이 자동으로 연속적으로 재생될 수 있습니다. 작동에 들어간 후에는 작동 및 유지 보수가 쉽습니다.
4. 정수 공정의 자동 제어는 간단하고 편리합니다.
EDI 장치는 여러 모듈과 병렬로 시스템에 연결할 수 있습니다. 모듈은 안전하고 작동이 안정적이며 품질이 신뢰할 수 있어 시스템의 작동 및 관리가 프로그램 제어를 쉽게 실현하고 작동하기 쉽습니다.
5. 환경 보호에 도움이 되는 폐산 및 폐잿물의 배출 없음
EDI 장치는 산 및 알칼리 화학 재생이 필요하지 않으며 기본적으로 화학 폐기물 배출이 없습니다.
6. 수분 회수율이 높고 EDI 처리 기술의 물 이용률은 일반적으로 90% 이상으로 높습니다.
요약하자면, EDI 기술은 수질, 작동 안정성, 작동 및 유지 보수 용이성, 안전 및 환경 보호 측면에서 큰 장점이 있습니다.
그러나 몇 가지 단점도 있습니다. EDI 장치는 유입수 수질에 대한 요구 사항이 더 높으며 일회성 투자(인프라 및 장비 비용)가 상대적으로 높습니다.
EDI를 위한 인프라 및 장비 비용이 혼합층 공정의 비용보다 약간 높지만 EDI 기술은 장치 작동 비용을 고려한 후에도 여전히 특정 이점이 있다는 점에 유의해야 합니다.
예를 들어, 순수 스테이션은 두 프로세스의 투자 및 운영 비용을 비교했으며 EDI 장치는 정상 작동 1년 후 혼합 베드 프로세스와의 투자 차이를 상쇄할 수 있습니다.
04 역삼투압 + EDI VS 기존 이온 교환
1. 초기 프로젝트 투자 비교
프로젝트의 초기 투자 측면에서 역삼투 + EDI 공정이 전통적인 이온 교환 공정에 필요한 거대한 재생 시스템을 취소하기 때문에 물의 유속이 작은 수처리 시스템에서는 특히 2개의 산성 저장 탱크와 2개의 알칼리 저장 탱크를 취소합니다. 대만은 장비 조달 비용을 크게 절감할 뿐만 아니라 토지 면적의 약 10%에서 20%를 절약하여 공장 건설을 위한 토목 공학 및 토지 취득 비용을 절감합니다.
역삼투와 EDI 장비의 고도가 2.5m 안에 있는 그러나, 전통적인 이온 교환 장비의 고도가 일반적으로 5m 이상 있기 때문에, 그로 인하여 식물의 시민 건축 투자의 또 다른 10%-20%를 저장하는 그러나, 물 처리 작업장의 고도는 2-3m 감소될 수 있습니다.
역삼투와 EDI의 회수율을 고려할 때 2차 역삼투압과 EDI의 농축수는 완전히 회수되지만 1차 역삼투의 농축수(약 25%)는 배출되어야 하며 그에 따라 전처리 시스템의 출력을 증가시켜야 합니다. 체계가 전통적인 응고, 정화 및 여과 과정을 채택할 때, 처음 투자는 이온 교환 과정의 전처리 체계와 비교된 대략 20%까지 증가할 필요가 있습니다.
포괄적인 고려 사항, 역삼투 + EDI 공정은 소규모 수처리 시스템에 대한 초기 투자 측면에서 기존 이온 교환 공정과 거의 동일합니다.
2. 운영 비용 비교
우리 모두 알고 있듯이 시약 소비 측면에서 역삼투 공정(역삼투 투여, 화학 세척, 폐수 처리 등 포함)의 운영 비용은 기존 이온 교환 공정(이온 교환 수지 재생, 폐수 처리 등 포함)보다 낮습니다.
그러나 전력 소비, 예비 부품 교체 등의 측면에서 역삼투압 플러스 EDI 프로세스는 기존 이온 교환 프로세스보다 훨씬 높을 것입니다.
통계에 따르면 역삼투압과 EDI 공정의 운영 비용은 기존 이온 교환 공정의 운영 비용보다 약간 높습니다.
포괄적인 고려사항, 역삼투 플러스 EDI 공정의 전체 운영 및 유지 보수 비용은 기존 이온 교환 공정보다 50%에서 70% 더 높습니다.
3. 역삼투 + EDI는 적응력이 강하고 자동화도가 높으며 환경 오염이 적습니다.
역삼투 + EDI 공정은 원수의 염분에 매우 잘 적응합니다. 역삼투 공정은 해수, 기수, 광산 배수 물, 지하수에서 강물에 이르기까지 사용할 수 있는 반면, 이온 교환 공정은 유입수/L에서 500mg 이상의 용존 고형분 함량을 갖는 반면 비경제적입니다.
역삼투압 및 EDI는 산-염기 재생이 필요하지 않고 많은 양의 산-염기를 소비하며 많은 양의 산-염기 폐수를 생성하지 않습니다. 그들은 소량의 산, 알칼리, 스케일 방지제 및 환원제만 첨가하면 됩니다.
운영 및 유지 보수 측면에서 역삼투압 및 EDI는 높은 자동화와 쉬운 프로그램 제어의 장점도 있습니다.
4. 역삼투압 + EDI 장비는 고가가 비싸고 수리가 어렵고 농축된 염수 처리가 어렵습니다.
역삼투압 플러스 EDI 공정에는 많은 장점이 있지만 장비가 고장 났을 때, 특히 역삼투막과 EDI 멤브레인 스택이 손상된 경우 셧다운으로만 교체할 수 있습니다. 대부분의 경우 교체를 위해 전문 기술 인력이 필요하며 종료 시간이 더 길어질 수 있습니다.
역삼투는 많은 양의 산성 폐수를 생성하지 않지만 1차 역삼투의 회수율은 일반적으로 75%에 불과하며 많은 양의 농축수가 생성됩니다. 농축된 물의 염분 함량은 원수보다 훨씬 높을 것입니다. 처리 조치는 일단 배출되면 환경을 오염시킵니다.
현재 국내 발전소에서는 역삼투압에서 추출한 농축된 염수의 대부분이 재활용되어 석탄 세척 및 재 가습에 사용됩니다. 일부 대학에서는 농축 염수의 증발 및 결정화에 대한 연구를 진행하고 있지만 비용이 많이 들고 어렵고 아직 큰 문제는 없습니다. 다양한 산업 응용 분야.
역삼투압 및 EDI 장비의 비용은 상대적으로 높지만 경우에 따라 기존 이온 교환 공정의 초기 투자보다 훨씬 저렴합니다.
대규모 수처리 시스템(시스템이 많은 양의 물을 생산하는 경우)에서 역삼투압 및 EDI 시스템의 초기 투자는 기존 이온 교환 공정의 투자보다 훨씬 높습니다.
소규모 수처리 시스템에서 역삼투 플러스 EDI 공정은 소규모 수처리 시스템에 대한 초기 투자 측면에서 기존 이온 교환 공정과 거의 동일합니다.
요약하자면, 수처리 시스템의 출력이 작을 때 역삼투와 EDI 처리 공정이 우선적으로 이루어질 수 있습니다. 이 프로세스는 초기 투자가 적고 자동화 수준이 높으며 환경 오염이 적습니다.
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