EDI与混床离子交换法的经济性比较

EDI与混床离子交换法的经济性比较

一、EDI的工作原理：

电去离子（ electrodeionization ，简称 EDI ）技术是由电渗析和离子交换有机结合形成的一种新型膜分离技术。借助离子交换树脂的离子交换作用与阴、阳离子交换膜对阴、阳离子的选择性透过作用，在直流电场的作用下，实现离子定向迁移，从而完成水的深度除盐。由于离子交换、离子传递及离子交换树脂的电再生相伴发生，犹如一个边工作边再生的混床离子交换树脂柱，可以连续不断地制取高质量的纯水、高纯水，因而又称连续去离子（ continuous deionization ，简称 CDI ）。 由于不需要酸碱化学再生而能连续制取高纯水，技术*，操作简便，具有优异的环保特性，是清洁生产技术，在电子、电力、医药、冶金、化工、生物技术和实验研究等领域得到日趋广泛的应用。

二、EDI的组成及优点：
　   EDI膜堆中各膜对为板框式组装，每个膜对由精选的离子交换膜（一张阳膜、一张阴膜）及允许水流通过和促进水流在流道中湍流的隔栅组成。另外，交错的膜对间填充满象混合离子交换树脂之类的离子化导电物质。膜对中对进水起纯化作用的单元称为淡水室，起聚集离子作用的单元称为浓水室。多个膜对构成一个膜堆，膜堆设计为水平放置，在膜堆的两侧安装有一副电极（阳极及阴极），整个的组件通常称为一个EDI膜堆。
　　 在直流电场的作用下，离子从淡水室中选择性地透过离子膜进入到浓水室中，zui后在淡水室中制出除盐的产品水。浓水室中的废水可以回收至水处理系统的前端或回收至其它设备中使用，小流量的极水可以同设备的废水一样进行排放处理。
　　 EDI于应用在经RO脱盐后的水质精处理阶段。EDI设备无需化学药剂的再生，可以连续运行。在具体的应用中，仅调节EDI的运行电流就可以改变其出水水质。在进水电导率为60ms/cm或更低的条件下，EDI可制出1－18MW.cm的产品水。
     EDI为膜堆式设计，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，因而它对新用户具有特别的吸引力。采用EDI对旧系统进行改造也是非常经济的，因为EDI可*地利用现有的厂房及辅助设施。
三、EDI与离子交换的对比：

分析的目标是将经RO预脱盐的后续处理EDI与混床离子交换精化方式作经济性比较。

假定水的预处理过程及RO单元与精处理的选择无关（如果RO出水中含有较高浓度的CO2，可以在EDI或混床前进行处理以减小CO2的含量，这可以通过在RO的出水后应用除碳风机或通过加碱的方式提高RO进水PH的方法完成）。

1、同等处理，假定每套系统都占有适当的空间，由于EDI系统占用的空间较后者小，因而在经济上更合算。
　　1EDI系统由装在同一个搁架上的多个EDI膜堆电源、浓水泵、控制盘、必要的阀门等组成，多个膜堆组装在同一膜架内。EDI的电耗根据进入TDS的含量大小一般为每小时1.1－2.8KWh/kgal。一个EDI膜堆一般按其正常出力运行，但在短时间内可以在保证出水水质的条件下以更高的流量运行。
　　当EDI膜堆要求进行维护及更换时（当然这种情况是比较少见的），系统中剩余的膜堆可以在保证出水水质的前提下比正常出力略大的负荷运行，直至有故障的膜堆被修复或更换为止。这种能力可使其根据产水量和水质提供一定程度的富余量，并允许系统连续地运行，当然这种膜堆式系统出力的提高是有限度的（zui大可提高20％的出力）。同时需要指出的是，更大的出力将增加EDI膜堆的运行压差。
　　2在混床系统中，为保持连续的运行，一般设置有两台床。混床系统还包括酸碱再生装置、酸碱贮存罐（30天的贮存量）、碱稀释水加热器、风机、相关的仪表、控制盘及废水中和系统（罐、泵、混合器等）。需要指出的是在EDI及混床系统中都含有控制盘，但混床系统的控制盘比EDI系统的控制

2、EDI的回收率高于混床。EDI系统的回收率为97.2％；混床回收率根据运行时间一般为95.4%。

3、同等出力，EDI安装费比混床所需费用更低。

　　  同等出力，安装费用可按总投资的百分比进行估算，对于EDI系统费用系数取0.2％，混床系统取0.4％。

原因是：混床安装的部件要比EDI要多得多，而且系统连接也较为复杂（线路、管线及垫料等的互相连接），对混床安装费用系数的分析比较灵活，当混床的安装费用系数降至0.3％时，年度费用按具体情况仅降低3％至5％。

4、同等出力，EDI比混床所需运行费用更低。
　 　运行费用主要从如下几方面考虑：人力、水耗、废水的处置等。

以1吨为例：

5、环保方面

　　目前随着企业数量的不断扩大，有害化学物质的使用及其相关的负效应问题变得更加尖锐。对化学药品所引起的争端包括运行人员的操作及安全问题、防止泄漏的措施、废弃物的排放及定期控制等问题。随着水处理技术的发展，现在可以采用膜处理及其它非化学方法的净水技术，EDI技术对此是一个较大的贡献。

6、其他方面（如原水TDS增大）

当进水TDS增大时，EDI系统可以通过增大运行电流的方式在保证出水水质及水量的条件下适应这一情况。因此当RO系统的除盐能力有所下降时，EDI系统可以相对不受影响（仅增加电耗），而混床系统将缩短运行周期，从而增大了化学药剂的使用，增加了人力。这对混床的运行费用有较大的影响。

总的来说，在运行费用中，常规混床吨水运行成本高于EDI装置。因此，EDI装置多投资的费用在几年内*可以回收