Технология электродеионизации — самая современная технология деионизации в производстве высокоочищенной воды в микроэлектронике, энергетике и фармацевтике.

Назначение

Установки электродеионизации воды EDI применяются для глубокого обессоливания воды после установок обратного осмоса и позволяют получить воду до значения удельного сопротивления 16 МОм*см.

Данный метод глубокого обессоливания воды не требует никаких химических реагентов и, соответственно, отпадает необходимость в организации складов химических регентов, их транспортировке и пр. Аппаратурное оформление процесса электродеионизации является компактным и значительно экономит производственные площади. В процессе электродеионизации образуется всего лишь 5 — 7% “дренажных” вод, то есть воды (концентрата), которую направляют в начало процесса очистки воды.

Очищенную воду используют для подпитки паровых котлов высокого давления, для экологически чистого впрыска в турбину, а также в медицинской промышленности и микроэлектроники.

Принцип действия

Электродеионизация (ЭДИ или EDI) — это процесс непрерывной деминерализации воды с использованием ионообменных смол, ионоселективных мембран и постоянного электрического поля. Основной движущей силой ЭДИ процесса является разность потенциалов постоянного электрического поля по обе стороны мембранного канала образованного катионообменной и анионообменной мембранной, заполненного ионообменной смолой. Именно разность потенциалов обеспечивает перенос растворенных ионов из потока воды через ионоселективные мембраны и непрерывную регенерацию ионита.

Непрерывная ЭДИ состоит из трех процессов:

  • Ионный обмен, при котором растворенные в исходной воде ионы, проходя через слои ионообменных смол, адсорбируются на зернах катионита и анионита, в соответствии с условиями термодинамического равновесия и массопереноса;
  • Непрерывный отвод ионов через слои ионита и ионоселективные мембраны в зону концентрата;
  • Непрерывная регенерация ионита ионами водорода и гидроксила, полученными в результате электролиза молекул воды под воздействием постоянного тока.

Это главные процессы в технологии ЭДИ, они являются непрерывными и должны продолжаться, даже если в исходной воде отсутствуют растворенные ионы.

На рисунке ниже приведена схема организации процесса электродеионизации воды. Электродеионизация проводится в специальном модуле EDI, который представляет собой сложную комбинацию из высококачественных ионообменных (катионита и анионита) смол, анион- и катионпроницаемых мембран, помещенную между анодом и катодом. Подаваемая вода распределяется на три потока. Одна часть проходит через каналы электродов, а две другие через каналы очистки и концентрирования, представляющие собой слои катионита и анионита, разделенные между собой анионной и катионной мембранами. Эти смешанные слои задерживают примеси растворенные в исходной воде. Под воздействием электрического поля катионы направляются через катионитовую мембрану к катоду, а анионы — к аноду. Этот процесс ускоряется за счет катионной и анионной мембран и смешанного слоя ионообменных смол, так как возникает большой градиент концентраций из-за поглощения переносимых ионов смолой.
Одновременно с процессами обмена и переноса ионов происходит процесс восстановления (регенерации) смол. Этот процесс осуществляется за счет непрерывного образования на катоде и аноде ионов гидроксила и ионов водорода. Ионопроницаемые мембраны препятствуют проникновению катионов к катоду, а анионов к аноду. В результате чего все ионы концентрируются и сбрасываются в дренаж. Таким образом, модули электродеионизации сочетают в себе преимущества быстроты и эффективности ионного обмена с отсутствием трудоемкой и опасной для здоровья и окружающей среды стадии регенерации ионообменных смол кислотой и щелочью.

Для непрерывной электродеионизации (EDI) используются электродеионизационные модули (stack) плоскорамного или рулонного типа.

Преимущества электродеионизации по сравнению с традиционным ионным обменом

  • Непрерывная регенерация ионообменных смол ионами водорода и гидроксила, что делает ненужным использование химических реагентов (кислоты и щелочи) и отсутствует необходимость резервирования основного оборудования (отсутствует регенерация смол). Не требуется химически стойкое оборудование для системы регенерации смол.
  • Химическая очистка электродеионизационных ячеек проводится значительно реже при надлежащей работе обратноосмотической предподготовки, особенно при использовании двуступенчатого обратноосмотического обессоливания по пермеату.
  • Простота эксплуатации. Простое оборудование для управления процессом. Непрерывный процесс требует минимального вмешательства оператора при эксплуатации.

Качество подготовленной воды

  • Сопротивление очищенной воды – 10-18 МОм*см (25oС). Для стабильного получения воды с сопротивлением до 18 МОм*см необходимо использовать полировочный нерегенерируемый ФСД.
  • Эффективность удаления соединений бора и кремния – до 95%.

Экономическая эффективность

  • Капитальные затраты на внедрение системы непрерывной электродеионизации воды меньше, чем капитальные затраты на систему традиционного ионного обмена за счет экономии производственных площадей (отсутствует реагентное и нейтрализационное хозяйство).
  • Эксплуатационные расходы на электродеионизацию ниже в 1,5-2 раза по сравнению с ионным обменом. Основная статья расходов при использовании электродеионизации – электроэнергия. Удельный расход электроэнергии на 1 м3 очищенной воды составляет 0,7-1,0 кВт-ч/м3.
  • Сбрасываемый концентрат имеет проводимость 300-400 мкСм/см при нейтральном рН и может быть возвращен на стадию предподготовки до обратного осмоса. Процент отбора очищенной воды (дилюата) с установки электродеионизации достигает 90-95% от количества исходной воды.

Подготовка воды для непрерывной электродеионизации

  • В большинстве случаев достаточно одноступенчатой обратноосмотической предподготовки.

Требования к качеству исходной воды подаваемой на электродеионизатор

Показатель Норматив
Электропроводность не более 40,0 мкСм/см
Общее содержание анионовТЕА (включая СО2) не более 25,0 мг/л (по CaCO3)
Жесткость общая < 1,0 мг/л (по CaCO3)
Общее содержание углерода (TOC) < 0,5 мг/л
Кремний <1,0 мг/л
СО2 < 5,0 мг/л
Свободный хлор < 0,02 мг/л
Fe, Mn, H2S < 0,01 мг/л
Давление 3,1-6,9 Бар
Температура 5-45 0С
рН 5,0-9,0

Для непрерывной электродеионизации (EDI) используются электродеионизационные модули (stack) плоскорамного или рулонного типа. Наиболее распространены на сегодняшний день, электродеионизаторы плоскорамного типа.

Область применения

  • Подготовка воды для теплоэнергетики (котлы высокого давления);
  • Подготовка воды для медицинских целей;
  • Подготовка воды для микроэлектроники;

Технические данные стандартных установок EDI

Тип Номинальная производительность, поток пермеата м3
EDI — 0,5 0,2÷0,6
EDI — 1,0 0,5÷1,5
EDI — 2,0 ,0÷3,0
EDI — 3,0 1,5÷4,0
EDI — 4,0 1,6÷5,0
EDI — 5,0 2,0÷6,0
EDI — 6,5 2,5÷8,0
EDI — 8,0 3,0÷10,0
EDI — 10 4,0÷12,0
EDI — 12 5,0÷15,0
EDI — 15 6,0÷20,0
EDI — 20 8,0÷25,0
EDI — 25 9,0÷30,0
EDI — 30 11,0÷35,0
EDI — 35 13,0÷40,0

Комплект поставки СТАНДАРТНЫХ установок электродеионизации

  • Рама из нержавеющей стали;
  • Трубная обвязка из ПВХ, ПВДФ (до 10 бар);
  • EDI модули (плоскорамные или рулонные);
  • Комплект запорной арматуры с электро- или пневмоприводом;
  • Шкаф управления установкой EDI, включая контроллер;
  • Датчик электропроводности обработанной воды;
  • Ротаметры (или расходомеры) на линии пермеата, концентрата;
  • Контур для проведения химической промывки модуля;

Форма заказа

Заполните, пожалуйста, все поля формы, и в ближайшее время мы свяжемся с Вами.

Для оптимального и скорейшего решения задач просим вас наиболее полно заполнить предлагаемые в этом разделе анкеты и выслать на наш электронный адрес updizh@list.ru или по факсу +7 (3412) 53-98-76.

При заказе оборудования, пожалуйста, укажите марку, модель, артикул, а также необходимое количество