Omgekeerde osmose (RO) systemen verwijderen effectief verontreinigingen uit water, maar het resulterende RO permeaat vereist vaak verdere behandeling om het gewenste zuiverheidsniveau te bereiken. Dit is waar elektrodeïonisatie (EDI) in beeld komt. Maar wat is een EDI-unit precies en hoe werkt het polijsten en zuiveren van RO-permeaat?
In deze uitgebreide gids kunt u als professional EDI-module Als leverancier behandelen we alles wat u moet weten over EDI-technologie, waaronder:
- Wat is een EDI-unit voor waterbehandeling
- Hoe EDI-units onzuiverheden verwijderen
- De onderdelen van een EDI-systeem
- Belangrijkste voordelen van EDI ten opzichte van andere methoden
- Te overwegen beperkingen
- Typische EDI-toepassingen voor de productie van zeer zuiver water
Na het lezen van deze gids hebt u een goed inzicht in EDI-systemen en weet u of de integratie van een EDI-systeem u kan helpen uw waterzuiveringsdoelen te bereiken.
Wat is een EDI-unit voor waterbehandeling?
Een EDI-unit is een geavanceerd, elektrisch aangedreven ionenverwijderingssysteem dat water kan zuiveren volgens nauwkeurige kwaliteitsnormen voor industriële toepassingen. Door membraandestionisatie te combineren met geautomatiseerde, chemicaliënvrije elektrische regeneratie biedt EDI-technologie een groene en kosteneffectieve oplossing voor waterbehandeling.
Hoe werken EDI-units?
Een EDI-unit combineert ionenuitwisselingsharsen, semi-permeabele ionenuitwisselingsmembranen en een elektrische stroom om continu geïoniseerde verontreinigingen uit water te verwijderen.
Hier volgt een overzicht van het EDI-proces:
- Toevoerwater komt in gestapelde EDI-cellen gevuld met kationen- en anionenwisselaarharsen
- Een elektrisch veld drijft positief geladen kationen naar de kathode en negatief geladen anionen naar de anode
- Ionen gaan door hun respectieve semipermeabele membranen in concentraatkanalen
- Gevangen ionen verlaten het EDI-systeem via de concentraatstroom
- Gezuiverd, gedeïoniseerd water verlaat de verdunde stroom
Kort samengevat zorgt elektrische stroom ervoor dat geladen deeltjes zijdelings door ion-specifieke membranen bewegen, waardoor verontreinigingen van zuiver water worden gescheiden.
Maar hoe vergemakkelijkt de EDI-unit deze ionenscheiding op een dieper niveau?
Overzicht elektrodialyse
Om EDI te begrijpen, helpt het om eerst te kijken naar een nauw verwant proces genaamd elektrodialyse (ED).
ED gebruikt een opeenstapeling van kation- en anionuitwisselingsmembranen om zouten onder een elektrisch veld te splitsen in zure en basische componenten.
Positief geladen kationen migreren door kationmembranen naar de negatieve kathode. Negatieve anionen bewegen door anionmembranen in de tegenovergestelde richting naar de positieve anode.
Hierdoor wordt de verdunde stroom (gezuiverd water) gescheiden van de concentraatstroom die hogere zoutconcentraties bevat.
Naarmate de zuiverheid van het water toeneemt, neemt echter ook de elektrische weerstand toe. Dit vereist een exponentieel hogere spanning om de ionenoverdracht in stand te houden, waardoor het moeilijk wordt om een consistente deïonisatie te bereiken.
Ionenwisselaarharsen
En dat is waar EDI om de hoek komt kijken!
Net als EDI maakt EDI gebruik van gestapelde membraancellen en elektroden om de ionenscheiding te vergemakkelijken.
Maar het belangrijkste verschil zit hem in de toegevoegde ionenuitwisselende harsen in elke cel:
Deze harsen met gemengd bed bieden een geleidende weg tussen de membranen waar ionen doorheen kunnen stromen.
Dus zelfs als de zuiverheid van het water toeneemt, kunnen ionen nog steeds gemakkelijk migreren naar hun respectieve membranen onder lage spanningsomstandigheden.
Deze innovatie omzeilt de beperkingen van conventionele ED en maakt een grondige scheiding van ionen mogelijk tot op het niveau van delen per miljard onzuiverheden.
Onderdelen van een EDI-eenheid
Nu u de basisprincipes van de werking van EDI begrijpt, gaan we dieper in op de belangrijkste onderdelen van een EDI-systeem:
Voorbehandeling voedingswater
Voor optimale EDI-prestaties moet het voedingswater uitgebreid worden voorbehandeld, meestal met een omgekeerd osmosesysteem.
RO vermindert effectief hardheid, organische stoffen en ionische onzuiverheden uit de toevoerstroom die de EDI-unit binnenkomt. Dit beschermt de ionenwisselaarharsen en membranen tegen vervuiling of kalkaanslag.
Sommige toepassingen kunnen ook extra voorbehandelingsstappen gebruiken, zoals micronfiltratie, actieve koolfilters en ontgassing.
Ionenwisselaarharsen
Zoals eerder beschreven vormen de ionenwisselaarharsen in EDI-cellen een geleidend medium waar ionen gemakkelijk doorheen migreren onder een elektrisch veld.
Ze vergemakkelijken ook de splitsing van watermoleculen in waterstof- (H+) en hydroxyl- (OH-) ionen. De voortdurende regeneratie van harsen met deze ionen maakt een betrouwbare, langdurige werking van EDI mogelijk.
Ionenwisselaar membranen
De anion- en kationmembranen fungeren als selectieve barrières tussen de verdunde en geconcentreerde kanalen.
Dit dwingt de scheiding van ionen op basis van lading over de membraanstapel in hun respectieve concentraatstromen.
Verschillende membraanmaterialen kunnen gecombineerd worden voor specifieke ionenscheidingen. Monovalente selectieve membranen laten bijvoorbeeld anionen of kationen door terwijl ze tweewaardige ionen weigeren.
Elektrodekanalen
Elektroden zorgen voor het elektrische veld over de EDI-membraanstapel om de ionenstroom te induceren.
De elektroden zelf bevinden zich in elektrodespoelkanalen die geïsoleerd zijn van het voedingswater om te voorkomen dat elektrochemische bijproducten de verdunde stroom verontreinigen.
Eindblokken
De eindblokken huisvesten en bevestigen de elektroden en vergemakkelijken de elektrische verbindingen met de EDI-stapel.
De membraanstapel moet zorgvuldig worden samengedrukt tussen de eindblokken om lekkage tussen de cellen te voorkomen en toch voldoende toevoerwater toe te laten.
Belangrijkste voordelen van het gebruik van EDI-technologie
Nu u een goed begrip hebt van waar een EDI-systeem uit bestaat, laten we eens kijken naar enkele van de belangrijkste voordelen die EDI biedt:
Geen chemische regeneratie
In tegenstelling tot conventionele ionenuitwisselende deïonisatie, maken EDI-eenheden gebruik van elektrochemische regeneratie van harsen in plaats van agressieve chemicaliën.
Dit maakt EDI een zeer milieuvriendelijk proces zonder zuur of loog afvalwater dat behandeld moet worden. De operationele kosten die gepaard gaan met de aankoop, opslag en verwerking van gevaarlijke chemicaliën vallen ook weg.
Continue werking
De elektrische regeneratie maakt continue zuivering mogelijk zonder onderbrekingen of uitvaltijd. Bij traditionele ionenuitwisselingssystemen moeten de harsbedden periodiek offline worden gehaald voor tijdrovende chemische regeneratie.
EDI kan dus op betrouwbare wijze een constante stroom water van hoge zuiverheid produceren om aan de eisen van het proces te voldoen.
Verwijdert zwak geïoniseerde verbindingen
Naast het verwijderen van vrije ionische zouten kan EDI ook zwak geïoniseerde verontreinigingen zoals silica, kooldioxide, boor en ammoniak effectief verwijderen.
Omzetting in ionische vormen door hydroxylionen maakt vervolgens scheiding over EDI-membranen mogelijk. Dit vermogen overtreft wat single-pass omgekeerde osmose of ionenwisseling alleen kan bereiken.
Lagere bedrijfskosten
Ondanks de hogere kapitaaluitgaven zijn de operationele kosten van EDI na verloop van tijd aanzienlijk lager in vergelijking met conventionele ionenuitwisselings- of destillatieprocessen.
De enige terugkerende kosten zijn periodieke membraanvervangingen en elektriciteit om de unit van stroom te voorzien. De elektrochemische regeneratie van EDI verlengt ook de levensduur van de hars onbeperkt.
Compact, modulair ontwerp
De gestapelde membraanconfiguratie van EDI maakt compacte, ruimtebesparende systemen mogelijk in vergelijking met traditionele ionenwisselingskolommen. En elk membraan is een zelfstandige module voor eenvoudig onderhoud of vervanging.
Beperkingen van EDI-technologie
Hoewel EDI-zuivering belangrijke voordelen biedt, heeft de technologie ook inherente beperkingen waar rekening mee moet worden gehouden:
Vereist uitgebreide voorbehandeling
Voedingswater van hoge kwaliteit is essentieel om vervuiling of kalkaanslag op de interne onderdelen van de EDI te voorkomen. Dit vereist een intensieve voorbehandeling (meestal RO).
Hogere kapitaalkosten
Hoewel de OPEX op de lange termijn lager is, vereisen EDI-systemen een grotere investering vooraf dan alternatieve technologieën.
Beperkte chemische tolerantie
De introductie van oxiderende middelen of vrij chloor kan ionenwisselaarharsen of -membranen snel aantasten, waardoor EDI-systemen uitvallen. Zorgvuldige bewaking van het voedingswater is essentieel.
Langzamere verwijdering van organische stoffen
EDI richt zich voornamelijk op ionische verontreinigingen - terwijl sommige organische stoffen worden verwijderd door ionisatie, kan het grootste deel van de grotere niet-ionische organische stoffen ongewijzigd passeren.
Typische EDI-toepassingen
De unieke mogelijkheden van EDI-technologie maken het zeer geschikt voor de productie van ultrapuur water in meerdere toepassingen:
Energie-industrie - Behandeling van ketelvoedingswater om het risico op corrosie en kalkaanslag in stoomsystemen te minimaliseren
Productie van halfgeleiders - Levert ultrazuiver spoelwater om te voldoen aan hoge zuiverheidseisen
Farmaceutisch - Zuivering van water dat wordt gebruikt in ingrediënten, processen of uiteindelijke geneesmiddelformuleringen
Elektronica - Polijstspoelwater voor het wassen en reinigen van metalen oppervlakken of circuits
Laboratoria - Water van constante kwaliteit leveren voor het uitvoeren van gevoelige analyses of experimenten
In veel gevallen vormen EDI-systemen de laatste zuiveringsfase na een uitgebreide voorbehandeling - of het nu gaat om het polijsten van omgekeerde osmose permeaat of om ongekend schoon gedemineraliseerd water.
Hierdoor is het een onmisbare laatste stap om ionische spoorverontreinigingen te verwijderen die anders de procesintegriteit en -kwaliteit bij het eindgebruik zouden kunnen ondermijnen.
Dus samengevat - EDI's ongeëvenaarde effectiviteit in het elimineren van de "laatste sporen" van opgeloste zouten of anorganische verbindingen maakt het ideaal om te voldoen aan strenge eisen voor waterzuiverheid in verschillende industrieën.
Conclusie
Elektrodeïonisatie combineert het chemicaliënvrije proces van elektrodialyse met de continue regeneratievoordelen van ionenwisselingstechnologie.
Dit maakt een ononderbroken productie mogelijk van water met een constante zuiverheid die anders onhaalbaar zou zijn met conventionele behandelingsmethoden.
Door de grondige verwijdering van alle ionische verontreinigingen tot op het niveau van deeltjes per miljard, garanderen EDI-systemen de integriteit van zeer zuiver water om vitale processen en producten te beschermen.
Hoewel intensieve voorbehandeling essentieel is en de kapitaalkosten hoger zijn, rechtvaardigen de operationele besparingen en procesbetrouwbaarheid de implementatie van EDI voor veel toepassingen die een uitzonderlijke waterkwaliteit vereisen.
Dus als u voor uw activiteiten de grenzen van de huidige technologie op het gebied van waterzuiverheid moet verleggen, kan de integratie van een elektrodeïonisatie-eenheid een concurrentievoordeel opleveren dat van vitaal belang is voor uw bedrijf.
Dutch 
English 
German 
Spanish 
French 
Italian 
Russian 
Turkish 
Polish