混床及EDI的性能对比

..混床与EDI的性能对比在生产超纯水方面,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,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：1EDI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,Electrodeionization或CDI,continuouselectrodeionization,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。

2EDI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。

3EDI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。

4EDI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EDI1、初期投资较大2、对预处理要求高

二、EDI与混床综合分析

比较项目混床EDI性

能★★★★★操

作★★★运行费用★★★★环

保★★★★综

合一般优

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7EDI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-CellMK-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-CellMK-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8EDI系统示意图

3.4.所有的水处理系统操作都能够在控制室内完成–无需前往现场图9EDI系统控制示意图

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

表2E-CellTM对于硅的保证值

产水SiO2Ppb进水SiO2Ppb进水TEAppmCaCO3进水CO2Ppm温度Deg.C20ppb<=500207.51010ppb<=250207.5105ppb<=150155.010

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。

图13E-Cell系统对于二氧化硅的去除率

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。表1标准E-CellTM系统的尺寸

产水t/hrE-cell系统体积〔长×宽×高90-1206.2m×2.2m×2.1m45-1105.3m×2.2m×2.1m35-804.7m×2.0m×2.1m20-553.3m×1.3m×2.1m17-412.2m×1.3m×2.1m

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