EDI与混床的比较

作者:本网编辑 文章来源:弗戈化工网 发布时间:2010-09-10

在生产超纯水方面,现在都推荐用EDI,而慢慢淘汰混床。经常有客户问到EDI与混床有什么区别,为使您对混床与EDI的性能有一个较为具体的了解,益民水处理现就混床与EDI进行运行、操作、成本等方面作如下对比分析:

(一)混床与EDI的性能对比:

1)EDI与混床运行对比

混床

  混床在有效的交换周期内,出水水质稳定,其电阻率可达14MΩ,一旦到达失效终点,则电导率会急剧上升,出水水质也随之不稳定。由于其交换周期受操作工的操作水平、再生剂质量、预处理水质以及树脂本身的质量等因素的影响,故存在有效周期时间长短不确定的因素。所以,在反渗透+混床的系统中至少存在两个混床,一用一备,以减小混床突然失效带来的风险。

EDI

  又称连续电除盐(EDI,Electro deionization或CDI,continuous electrode ionization),是将两种已经成熟的水净化技术--电渗析和离子交换相结合,溶解的盐在低能耗的条件下被去除,在运行过程中不需要化学再生,并且其出水电阻率较混床出水还要高,可达10-18.2MΩ.CM,满足国家电子级水I级标准。

  EDI对一级反渗透出水电导率没有太高的要求,进水电导率在4-30us∕cm其都能够合格产水。可能需增加软化装置,去除水中的钙、镁离子。

  若电导率较高时只需调节运行电流的大小和加药量(氯化钠)的大小。

  属于环保型技术,离子交换树脂不需酸、碱化学再生,节约大量酸、碱和清洗用水,大大降低了劳动强度。更重要的是无废酸、废碱液排放,属于非化学式的水处理系统,它无需酸、碱的贮存、处理及无废水的排放。

2)EDI与混床操作对比

混床

  混床再生时间比较长,再生中需耗用大量的RO水将混床冲洗合格。混床的设备操作在纯化水系统中是比较复杂的,从一开始的配酸、碱到最后的再生结束最少需经过两个班、多人的配合,劳动强度较大,同时由于混床的交换有效周期的缩短带来了混床的频繁再生,进一步加大了再生时的劳动强度。

  混床再生时操作工需与酸、碱进行接触,是一种危险性的操作,而且再生时虽然操作工穿戴有劳动保护用品,但仍使操作工的人身安全存在一定危险。
混床再生后的使用有效期与操作工的经验、工作责任心及再生用酸碱的质量有很大的关系,由于其操作大部分靠经验操作,难免会出现混床再生后在备用期内就失效,不能使用的事情。这样就有可能会影响正常生产。

EDI

  EDI是由几个每小时产水量相同的模块组成,根据实际纯水的使用量开启或停止EDI模块,手动操作相对频繁,但操作比较简单,只需开启EDI进水阀门、极水阀门和浓水阀门,以及打开电源同时根据出水水质调节加药量(氯化钠)、电解电压和电流的大小即可,对操作工的责任心要求较高。

3)EDI与混床成本对比

混床
  详见10m3/h反渗透+混床(10MΩ)纯水处理系统运行成本分析表。
  全年一条10m3/h反渗透+混床(10MΩ)纯水处理系统运行成本在350400元左右。

EDI
  详见10m3/h反渗透+EDI(10MΩ)纯水处理系统运行成本分析表。
  全年一条10m3/h反渗透+EDI(10MΩ)纯水处理系统运行成本在334400元左右。

4)EDI与混床对比分析

A、EDI与混床优、缺点分析

优点
混床 
  1、设备初期投入低
  2、出水水质稳定
  3、预处理要求简单
  4、水的利用率较高   
EDI
  1、设想周到的堆叠式设
  2、水质稳定
  3、无需酸碱再生,无危害性废液排放
  4、连续运行,简单操作
  5、运行费用低
  6、占地面积小
  7、便于安装及保养
  8、水的利用率高

缺点   

混床
  1、树脂交换容量利用率低、损耗率大
  2、酸碱再生有危险性废液排放
  3、细菌易在床层中繁殖
  4、阀门较多,操作复杂
  5、运行重量高,占用面积大   
EDI   1、初期投资较大   2、 对预处理要求高

二、EDI与混床综合分析



  综上所述,对于高纯水系统,无论从产水质量、性能和操作等方面考虑,还是从运行费用和环保等方面考虑,反渗透+EDI工艺都是一个理想的选择。  

 
EDI设备
  

   
EDI技术的发展
 
       
图2 混床与EDI模块运行状态的比较

 

扩展阅读:EDI与混床的比较

  EDI相对与混床具有如下的优势:无需再生化学品的再生;不需要中和池及中和的酸碱;地面和高空作业能够极大地减少;所有的水处理系统操作都能够在控制室内完成 – 无需前往现场;减小了EHS风险;连续工作,不是间歇操作,长时间稳定的出水水质;没有废弃树脂污染排放的风险。

3.1无需再生化学品的再生

  无需化学品再生,意味着不需要相关化学品的运输,储存和使用(如图6),也避免了相关的ESH风险,并且大大降低了系统的运行费用。


   
图6 化学品的运输,储存和使用过程


    
3.2 没有中和药剂的需要

  混床再生会生成酸/碱废液,需要用碱/酸对之进行中和处理。

  相比之下,EDI无酸碱废液产生,因此也就不需要酸碱中和池。此外,一般情况下,EDI的浓水可以完全回用;而且极水也可以在气液分离后回用。EDI系统能很好的满足ISO14000的要求。

 
图7 EDI没有中和药剂的需要
    

3.3 运行成本低

  EDI的运行的费用几乎全部为电耗,成本大幅往往低于混床。以E-Cell MK-3为例,平均产水1吨,其运行所需的电耗仅为0.132~0.396KWhr;而且其运行过程中,几乎不需要人工操作,降低了人工费用。

3.4 水利用率高

  以E-Cell MK-3为例,相比于混床,由于没有化学再生的需要,其系统的水利用率为95~99%,这对于中大型系统、水资源紧缺地区的节水效益尤为明显

3.5 极大地减少了地面和高空作业

   E-cell是EDI模块化设计技术的倡导者和领导者,现在E-cell模块化技术已经成为一种行业标准。这种设计既使得EDI模块及其系统的安装十分简便,不同水量的系统就像搭积木一样方便。

   图8为EDI系统示意图,对于一般的EDI系统而言,其高度在2.25米左右,因此,高空作业也就很少。


   
图8 EDI系统示意图
    

 

 

 


图9 EDI系统控制示意图

3.4. 所有的水处理系统操作都能够在控制室内完成 – 无需前往现场 

EDI 系统的自动化程度很高,以 E-cell 为例,GE 在欧美具有二十几年的 EDI 系统工程自动化经验,EDI系统所有的操作均可以在中空室完成。这样平时操作,用户不再需要到现场,从而降低了劳动强度。

  
3.5. 连续工作,不是间歇操作,长时间稳定的出水水质


    

如图10所示,混床运行过程为间歇运行过程,混床在运行一段时间后,树脂会被穿透,此时产水电阻率会下降,这时就需要对混床进行停机再生,再生后的混床将能继续提供高品质的产水,直到下一次再生。

  如图11所示,EDI运行过程为连续过程,EDI 在运行过程中将能持续不断地提供 10~18Mohm•cm的产水,在运行过程中,几乎不需要人工干预,没有复杂的操作,并不需要化学药品的再生。  


图12 实际运行的E-Cell系统产水电阻率图
 

  
  
  图12为某实际运行的E-Cell系统产水电阻率,当进水水质发生波动的时候,产水水质能很好的稳定在18Mohm•cm左右。

  当用户要求对二氧化硅,硼,钠等进行控制的时候,EDI相对混床的优势就进一步体现出来。比如,混床运行过程中,常会出现硅先于电阻率穿透的现象,即使产水电阻率合格,但硅已经超过控制标准,这就意味着混床需要更为频繁的再生。

  而E-CellTM率先对二氧化硅出水水质提供了担保,按照其进水中二氧化硅的含量可以提供<5ppb,<10ppb,<20ppb的担保(具体数据清参照表2)

EDI对于二氧化硅的去除率相当高,一般在94.6~99.4%之间,图13为实际运行的E-Cell系统对于硅的去处效果。

3.6设备占地空间更小 

  
相对与混床及其附属设备而言,EDI系统的占地空间更小,下图为的单套17~120t/hr产水量的E-Cell系统占地空间,而对于更大的系统,仅需将系统做相应的延伸或者增加套数即可。 
 
  
  由表1可见,E-CellTM系统所需要的空间很小,而且对厂房的要求不高。

  此外,其运输和安装重量也较轻。

 

  5.结论

  EDI作为一种经济实用型的环保超纯水处理解决方案,相对与混床具有如下优点: 无需再生化学品的再生,运行成本低;没有中和药剂的需要;水利用率高;地面和高空作业能够极大地减少;全自动操作;减小了EHS风险;连续工作,出水水质稳定等优势。EDI技术是超纯水降低生产成本,提高生产效率,减少废水排放,将生产地的危险降至最低的有效手段

  EDI技术在超纯水生产将由于其突出的优势,将越来越多成为超纯水水处理的首选技术。

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