在生產超純水方面,現在都推薦用EDI,而慢慢淘汰混床。經常有客戶問到EDI與混床有什么區別,為使您對混床與EDI的性能有一個較為具體的了解,旗鋒水處理現就混床與EDI進行運行、操作、成本等方面作如下對比分析:
(一)混床與EDI的性能對比:
1)EDI與混床運行對比
混床設備
混床在有效的交換周期內,出水水質穩定,其電阻率可達14MΩ,一旦到達失效終點,則電導率會急劇上升,出水水質也隨之不穩定。由于其交換周期受操作工的操作水平、再生劑質量、預處理水質以及樹脂本身的質量等因素的影響,故存在有效周期時間長短不確定的因素。所以,在反滲透+混床的系統中至少存在兩個混床,一用一備,以減小混床突然失效帶來的風險。(內容來自:http://www.gz-qfw.com)
EDI設備
又稱連續電除鹽(EDI,Electro
deionization或CDI,continuous electrode
ionization),是將兩種已經成熟的水凈化技術--電滲析和離子交換相結合,溶解的鹽在低能耗的條件下被去除,在運行過程中不需要化學再生,并且其出水電阻率較混床出水還要高,可達10-18.2MΩ.CM,滿足國家電子級水I級標準。
EDI對一級反滲透出水電導率沒有太高的要求,進水電導率在4-30us∕cm其都能夠合格產水。可能需增加軟化裝置,去除水中的鈣、鎂離子。(內容來自:http://www.gz-qfw.com)
若電導率較高時只需調節運行電流的大小和加藥量(氯化鈉)的大小。
屬于環保型技術,離子交換樹脂不需酸、堿化學再生,節約大量酸、堿和清洗用水,大大降低了勞動強度。更重要的是無廢酸、廢堿液排放,屬于非化學式的水處理系統,它無需酸、堿的貯存、處理及無廢水的排放。
2)EDI與混床操作對比
混床設備
混床再生時間比較長,再生中需耗用大量的RO水將混床沖洗合格。混床的設備操作在純化水系統中是比較復雜的,從一開始的配酸、堿到最后的再生結束最少需經過兩個班、多人的配合,勞動強度較大,同時由于混床的交換有效周期的縮短帶來了混床的頻繁再生,進一步加大了再生時的勞動強度。(內容來自:http://www.gz-qfw.com)
混床再生時操作工需與酸、堿進行接觸,是一種危險性的操作,而且再生時雖然操作工穿戴有勞動保護用品,但仍使操作工的人身安全存在一定危險。
混床再生后的使用有效期與操作工的經驗、工作責任心及再生用酸堿的質量有很大的關系,由于其操作大部分靠經驗操作,難免會出現混床再生后在備用期內就失效,不能使用的事情。這樣就有可能會影響正常生產。
EDI設備
EDI是由幾個每小時產水量相同的模塊組成,根據實際純水的使用量開啟或停止EDI模塊,手動操作相對頻繁,但操作比較簡單,只需開啟EDI進水閥門、極水閥門和濃水閥門,以及打開電源同時根據出水水質調節加藥量(氯化鈉)、電解電壓和電流的大小即可,對操作工的責任心要求較高。(內容來自:http://www.gz-qfw.com)
3)EDI與混床成本對比
混床設備
詳見10m3/h反滲透+混床(10MΩ)純水處理系統運行成本分析表。
全年一條10m3/h反滲透+混床(10MΩ)純水處理系統運行成本在350400元左右。
EDI設備
詳見10m3/h反滲透+EDI(10MΩ)純水處理系統運行成本分析表。
全年一條10m3/h反滲透+EDI(10MΩ)純水處理系統運行成本在334400元左右。
4)EDI與混床對比分析
A、EDI與混床優、缺點分析
優點
混床設備
1、設備初期投入低
2、出水水質穩定
3、預處理要求簡單
4、水的利用率較高
EDI設備
1、設想周到的堆疊式設
2、水質穩定
3、無需酸堿再生,無危害性廢液排放
4、連續運行,簡單操作
5、運行費用低
6、占地面積小
7、便于安裝及保養
8、水的利用率高
缺點
混床設備
1、樹脂交換容量利用率低、損耗率大
2、酸堿再生有危險性廢液排放
3、細菌易在床層中繁殖
4、閥門較多,操作復雜
5、運行重量高,占用面積大
EDI設備
1、初期投資較大
2、 對預處理要求高
二、EDI與混床綜合分析
比較項目
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混床
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EDI
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性 能
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★★
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★★★
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操 作
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★
|
★★
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運行費用
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★
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★★★
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環 保
|
★
|
★★★
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綜 合
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一般
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優
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綜上所述,對于高純水系統,無論從產水質量、性能和操作等方面考慮,還是從運行費用和環保等方面考慮,反滲透+EDI工藝都是一個理想的選擇。(內容來自:http://www.gz-qfw.com)
EDI相對與混床具有如下的優勢:無需再生化學品的再生;不需要中和池及中和的酸堿;地面和高空作業能夠極大地減少;所有的水處理系統操作都能夠在控制室內完成 –
無需前往現場;減小了EHS風險;連續工作,不是間歇操作,長時間穩定的出水水質;沒有廢棄樹脂污染排放的風險。(內容來自:http://www.gz-qfw.com)
1.無需再生化學品的再生
無需化學品再生,意味著不需要相關化學品的運輸,儲存和使用(如圖6),也避免了相關的ESH風險,并且大大降低了系統的運行費用。
2.沒有中和藥劑的需要
混床再生會生成酸/堿廢液,需要用堿/酸對之進行中和處理。
相比之下,EDI無酸堿廢液產生,因此也就不需要酸堿中和池。此外,一般情況下,EDI的濃水可以完全回用;而且極水也可以在氣液分離后回用。EDI系統能很好的滿足ISO14000的要求。(內容來自:http://www.gz-qfw.com)
EDI的運行的費用幾乎全部為電耗,成本大幅往往低于混床。以E-Cell
MK-3為例,平均產水1噸,其運行所需的電耗僅為0.132~0.396KWhr;而且其運行過程中,幾乎不需要人工操作,降低了人工費用。
3.
水利用率高
以E-Cell
MK-3為例,相比于混床,由于沒有化學再生的需要,其系統的水利用率為95~99%,這對于中大型系統、水資源緊缺地區的節水效益尤為明顯。(內容來自:http://www.gz-qfw.com)
4.極大地減少了地面和高空作業
E-cell是EDI模塊化設計技術的倡導者和領導者,現在E-cell模塊化技術已經成為一種行業標準。這種設計既使得EDI模塊及其系統的安裝十分簡便,不同水量的系統就像搭積木一樣方便。
圖8為EDI系統示意圖,對于一般的EDI系統而言,其高度在2.25米左右,因此,高空作業也就很少。
5.所有的水處理系統操作都能夠在控制室內完成 –
無需前往現場
EDI 系統的自動化程度很高,以
E-cell 為例,GE 在歐美具有二十幾年的 EDI
系統工程自動化經驗,EDI系統所有的操作均可以在中空室完成。這樣平時操作,用戶不再需要到現場,從而降低了勞動強度。
6.連續工作,不是間歇操作,長時間穩定的出水水質

如圖10所示,混床運行過程為間歇運行過程,混床在運行一段時間后,樹脂會被穿透,此時產水電阻率會下降,這時就需要對混床進行停機再生,再生后的混床將能繼續提供高品質的產水,直到下一次再生。內容來自www.gz-qfw.com
如圖11所示,EDI運行過程為連續過程,EDI
在運行過程中將能持續不斷地提供 10~18Mohm?cm的產水,在運行過程中,幾乎不需要人工干預,沒有復雜的操作,并不需要化學藥品的再生。(內容來自:http://www.gz-qfw.com)

圖12 實際運行的E-Cell系統產水電阻率圖
如圖12為某實際運行的E-Cell系統產水電阻率,當進水水質發生波動的時候,產水水質能很好的穩定在18Mohm?cm左右。
當用戶要求對二氧化硅,硼,鈉等進行控制的時候,EDI相對混床的優勢就進一步體現出來。比如,混床運行過程中,常會出現硅先于電阻率穿透的現象,即使產水電阻率合格,但硅已經超過控制標準,這就意味著混床需要更為頻繁的再生。(內容來自:http://www.gz-qfw.com)
而E-CellTM率先對二氧化硅出水水質提供了擔保,按照其進水中二氧化硅的含量可以提供<5ppb,<10ppb,<20ppb的擔保(具體數據清參照表2)
表2
E-CellTM對于硅的保證值 |
產水SiO2
Ppb
|
進水SiO2
Ppb
|
進水TEA
ppm CaCO3
|
進水CO2
Ppm
|
溫度
Deg. C
|
20 ppb
|
<=500
|
20
|
7.5
|
10
|
10 ppb
|
<=250
|
20
|
7.5
|
10
|
5 ppb
|
<=150
|
15
|
5.0
|
10
|
|
EDI對于二氧化硅的去除率相當高,一般在94.6~99.4%之間,圖13為實際運行的E-Cell系統對于硅的去處效果。

7.設備占地空間更小
相對與混床及其附屬設備而言,EDI系統的占地空間更小,下圖為的單套17~120t/hr產水量的E-Cell系統占地空間,而對于更大的系統,僅需將系統做相應的延伸或者增加套數即可。
表1標準E-CellTM系統的尺寸 |
產水t/hr
|
E-cell系統體積(長×寬×高)
|
90-120
|
6.2m×2.2m×2.1m
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45-110
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5.3m×2.2m×2.1m
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35-80
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4.7m×2.0m×2.1m
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20-55
|
3.3m×1.3m×2.1m
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17-41
|
2.2m×1.3m×2.1m
|
|
由表1可見,E-CellTM系統所需要的空間很小,而且對廠房的要求不高。
此外,其運輸和安裝重量也較輕。(內容來自:http://www.gz-qfw.com)
8.結論
EDI作為一種經濟實用型的環保超純水處理解決方案,相對與混床具有如下優點:
無需再生化學品的再生,運行成本低;沒有中和藥劑的需要;水利用率高;地面和高空作業能夠極大地減少;全自動操作;減小了EHS風險;連續工作,出水水質穩定等優勢。EDI技術是超純水降低生產成本,提高生產效率,減少廢水排放,將生產地的危險降至最低的有效手段。(內容來自:http://www.gz-qfw.com)
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