Was ist der Unterschied zwischen EDI- und DI-Wasser?

Elektrodeionisation (EDI) und Deionisation (DI) sind zwei fortschrittliche Wasserreinigungstechnologien, die zur Herstellung von ultrareinem Wasser eingesetzt werden. Obwohl sie einige Ähnlichkeiten aufweisen, unterscheiden sich ihre Funktionsprinzipien und Möglichkeiten erheblich.

Das Verständnis der Hauptunterschiede zwischen EDI und DI ist unerlässlich, um zu bestimmen, welches Verfahren den Anforderungen Ihrer Anwendung an die Wasserreinheit am besten entspricht. Als Profi EDI-Modul Ich habe diesen Leitfaden verfasst, um diese Technologien zu vergleichen und Ihnen zu helfen, eine fundierte Entscheidung zu treffen.

Wie funktionieren EDI- und DI-Wasser-Systeme?

DI und EDI verwenden beide den Ionenaustausch, um gelöste Salze und Mineralien aus dem Speisewasser zu entfernen. Ihre Methoden unterscheiden sich jedoch:

DI-Wasser-Systeme

DI-Systeme leiten das Speisewasser durch Kationen- und Anionenaustauscherharze. Diese Harze enthalten positiv und negativ geladene Stellen, die gegensätzlich geladene Ionen anziehen und binden.

Während das Wasser durch die Mischbettharze fließt, werden unerwünschte Ionen wie Kalzium, Magnesium, Chlorid und Sulfat gegen Wasserstoff- (H+) und Hydroxyl- (OH-) Ionen ausgetauscht. Das so entstehende deionisierte Wasser enthält fast ausschließlich H+- und OH--Ionen, die sich sofort wieder zu reinen H2O-Molekülen verbinden.

Wenn die Austauschkapazität erschöpft ist, müssen die Harze einer chemischen Regeneration unterzogen werden, um ihre Fähigkeit zur Ionenentfernung wiederherzustellen. Die Häufigkeit der Regeneration hängt von der Qualität des Speisewassers und der Durchsatzmenge ab.

EDI-Systeme

Bei EDI werden ebenfalls Ionenaustauscherharze verwendet, die jedoch elektrisch und nicht chemisch regeneriert werden. Die wichtigsten Komponenten eines EDI-Moduls sind:

• Ionenaustauschharze
• Kationen-durchlässige Membranen
• Anionenpermeable Membranen
• Gegensätzlich geladene Elektroden

Das Speisewasser gelangt in verdünnte Strömungskanäle, die mit Harzen zur Ionenentfernung gefüllt sind. Gleichzeitig bewirkt eine über die Elektroden angelegte Gleichspannung, dass Kationen und Anionen aus den verdünnten Kanälen in die angrenzenden Konzentratkanäle wandern.

Die ionenselektiven Membranen verhindern, dass sich die Ionen wieder vermischen, und lassen gleichzeitig Wasser durch. Das elektrische Feld regeneriert die Harze kontinuierlich, während die extrahierten Ionen in den Abfall geleitet werden.

Reinheitsgrade von EDI- und DI-Wasser

Sowohl mit DI als auch mit EDI kann extrem reines Wasser erzeugt werden, aber EDI erreicht in Bezug auf die Restleitfähigkeit und die Gesamtqualität eine neue Stufe:

• DI-Wasser erreicht normalerweise 0,1 bis 1 μS/cm Leitfähigkeit was weniger als 5 ppb Siliziumdioxid und 10 ppb TOC entspricht
• EDI-Wasser kann eine Leitfähigkeit von 0,06 μS/cm erreichen, was weniger als 1 ppb Kieselsäure und TOC entspricht.

Während also DI mehr als 99% an ionischen Verunreinigungen entfernt, kann EDI 99,9% eliminieren und Wasser mit nahezu theoretischem Reinheitsgrad produzieren.

Hauptunterschiede zwischen EDI- und DI-Wasser

Im Folgenden werden einige wesentliche Merkmale von EDI- und DI-Prozessen verglichen:

Stromverbrauch: EDI verbraucht mehr Strom für den Betrieb des elektrischen Feldes. DI braucht nur Pumpenergie.

Verwendung von Chemikalien: DI ist auf gefährliche Säuren/Laugen für die Regeneration des Harzes angewiesen. EDI verwendet keine Chemikalien.

Wasserrückgewinnung: ~75% für DI im Vergleich zu 90% für EDI. Es wird weniger Wasser als Konzentrat verschwendet.

Skalierbarkeit: DI kann höhere Kapazitäten kostengünstig bewältigen. Große EDI-Systeme werden sehr teuer.

Vorbehandlungsbedarf: EDI erfordert eine umfangreiche Vorbehandlung wie Hochdruck-RO, um Verschmutzungsprobleme zu vermeiden.

Anwendungen von EDI und DI-Wasser

Wann sollte man sich für EDI entscheiden?

EDI sollte die Technologie Ihrer Wahl sein, wenn Sie es brauchen:

• Reinstwasser mit einer Leitfähigkeit unter 0,1 μS/cm
• Gleichbleibende und zuverlässige Qualität ohne Schwankungen
• Niedrige TOC-Werte für High-End-Anwendungen
• Vollständige Eliminierung von Ionen ohne Leckagen oder Schlupf
• Hohe Wasserrückgewinnungsrate des Endprodukts
• Chemikalienfreies und umweltfreundliches Verfahren

Typische EDI-Anwendungen:

• Endpolitur für pharmazeutische WFI-Systeme
• Spülung und Reinigung von Halbleiterfabriken
• Hochreine klinische Diagnostik
• Vorbereitung der mobilen HPLC-Phase
• Kühlsysteme für Kernreaktoren

Wann sollte man DI wählen?

DI bietet eine kosteneffiziente Möglichkeit zur Herstellung von extrem reinem Wasser für Anwendungen wie:

• Industrielle Reindampferzeugung
• Wasser im Labor
• Optik und Fotolithografie
• Automatisierte Analyseinstrumente
• Spülung von medizinischen Geräten
• Speisewasser für die Energieindustrie

DI ist wirtschaftlicher für größere Mengen, bei denen eine etwas höhere Leitfähigkeit toleriert werden kann. Die modulare Bauweise ermöglicht auch einfache Kapazitätserweiterungen.

Schlussfolgerung

EDI verwendet eine ausgeklügelte Elektrodeionisationstechnik, um Wasser von höchster Reinheit zu erzeugen, die praktisch erreichbar ist. Die elektrische Regeneration der Harze eliminiert alle Chemikalien und extrahiert dabei fast 100% gelöster Ionen.

DI bietet auch phänomenal reines Wasser zu einem hervorragenden Preis. Es erfordert eine einfachere Vorbehandlung und kann höhere Kapazitäten in skalierbarer Weise bewältigen. DI ist ideal, wenn die Anforderungen an die Leitfähigkeit eher mäßig streng als extrem streng sind.

Berücksichtigen Sie also bei der Entscheidung zwischen EDI- und DI-Systemen Ihre Speisewasserqualität, die angestrebte Wasserreinheit, den Kapazitätsbedarf, das Betriebsbudget und Umweltfaktoren. Ihre technisch-wirtschaftliche Bewertung wird Sie zur optimalen Wahl führen.