1. Definición de EDI y CEDI
EDI: nombre completo Electrodesionización, traducción al español de electrodesionización, también conocida como tecnología de electrodesionización continua.
En esencia, integra la tecnología de electrodiálisis y la tecnología de intercambio iónico. A través de la permeación selectiva de cationes y aniones por membranas de cationes y aniones y el intercambio de iones en agua por resinas de intercambio iónico, se logra la migración direccional de iones en el agua bajo la acción de campos eléctricos, logrando así una purificación y desalinización profunda del agua, y regenerando continuamente la resina cargada a través de iones de hidrógeno e iones de hidróxido producidos por la electrólisis del agua.
CEDI: nombre completo Electrodesionización Continua, traducción al español de tecnología de electrodesionización continua.
Su principio básico es similar al EDI, pero a diferencia del EDI general, el CEDI también llena resinas de intercambio iónico en la cámara de agua concentrada (incluso la cámara de agua extrema).
Basándose en las diferencias mencionadas anteriormente, el CEDI no requiere circulación de agua concentrada (no es el proceso de reutilización del proceso inicial de reflujo) y es una versión mejorada del EDI.
2. Diferencias entre los sistemas EDI y CEDI
De las definiciones básicas anteriores, podemos encontrar que las estructuras de EDI y CEDI son básicamente las mismas, excepto por el llenado de la cámara de agua concentrada y la cámara de agua extrema (no todos los CEDI). La tecnología se basa esencialmente en la electrodiálisis y la tecnología de intercambio iónico.
La estructura básica de EDI y CEDI es en realidad la misma que la de la electrodiálisis (ED), con grupos de cámaras de agua dulce y cámaras de agua concentrada dispuestas en el medio y una cámara de agua extrema a cada lado.
Entre ellos, el sistema EDI se encarga principalmente de rellenar la cámara de agua dulce con resina de intercambio iónico para completar la desalinización y la regeneración. La estructura es la siguiente:
CEDI no solo llena resina de intercambio iónico en la cámara de agua dulce, sino también en la cámara de agua concentrada e incluso en la cámara de agua polar (comúnmente conocida como tecnología de llenado completo de resina).
Con base en las diferencias mencionadas anteriormente en la estructura de EDI y CEDI, las diferencias entre ambos se resumen brevemente de la siguiente manera:
| Sistema EDI | Sistema CEDI | Sistema CEDI | |
| Serie tipica | Serie E-CELL-MK (Suez/Veolia) | Serie E-CELL-3X (Suez/Veolia) | Serie ionpure-LXM (Yihua, anteriormente Siemens) |
| Cámara de agua concentrada | Lleno de sal refinada (NaCl de alta pureza), la resistencia del grupo de membranas se reduce mediante la circulación de salmuera; la conductividad del agua concentrada está entre 200-400μs/cm | Lleno de resina de intercambio iónico, la resistencia del grupo de membranas se reduce mediante el intercambio iónico y no se requiere circulación de agua concentrada; la conductividad del agua concentrada está entre 20-100μs/cm | Lleno de resina de intercambio iónico, el valor de resistencia del grupo de membrana se reduce mediante el intercambio iónico y no se requiere circulación de agua concentrada; la conductividad del agua concentrada está entre 20-100μs/cm |
| Cámara de agua de poste | El 1-2% del agua del polo se descarga; el agua del polo anódico produce cloro y el agua del polo catódico produce hidrógeno y oxígeno. | Hay una descarga de agua del polo; el agua del polo anódico produce cloro y el agua del polo catódico produce hidrógeno y oxígeno. | No hay descarga de agua del poste |
| Tubería | 6 entradas y salidas (cámara de agua pura, cámara de agua concentrada, cámara de agua polar); la cámara de agua concentrada necesita una bomba de circulación para regresar | 5 entradas y salidas (la cámara de agua dulce y la cámara de agua del polo comparten la entrada); la cámara de agua concentrada no necesita una bomba de circulación para regresar | 4 entradas y salidas; la cámara de agua concentrada no necesita bomba de circulación para regresar |
| Reciclaje | El agua concentrada regresa al tanque de agua de pretratamiento; el agua del poste debe recolectarse y procesarse o descargarse a través de una tubería abierta. | El agua concentrada retorna al tanque de agua de pretratamiento o al tanque de agua intermedio; el agua del polo debe recolectarse y procesarse o descargarse a través de una tubería abierta. | El concentrado regresa al tanque de pretratamiento o al tanque intermedio (sistema de ósmosis inversa de dos etapas, también es posible el retorno al tanque de ósmosis inversa de la primera etapa) |
| Otros | Módulo de alimentación compartido, la falla de un solo módulo puede provocar fácilmente el apagado del sistema, se requiere control del programa PLC. | Módulo de potencia independiente, la falla del módulo de nitrógeno no afecta el funcionamiento de los módulos restantes, el control del programa es simple. | Módulo de potencia independiente, la falla del módulo de nitrógeno no afecta el funcionamiento de los módulos restantes, el control del programa es simple. |
De hecho, a partir del nombre completo en inglés, se puede ver que el límite de separación entre EDI y CEDI es en realidad muy vago.
El concepto de CEDI en sí mismo tiene importancia comercial (ionpure fue el creador de la aplicación de la tecnología EDI en 1987, pero posteriormente su participación en el mercado fue mucho menor que la de la serie E-cell de Suez).
La tecnología de la serie LXM es ciertamente superior a la de la serie MK (circulación de concentrado), pero su precio también es relativamente alto. Para reflejar la brecha técnica correspondiente, se creó el nombre de CEDI y se agregó Continuo antes de la Electrodesionización para reflejar la función más conveniente y continua.
Sin embargo, el efecto publicitario no es tan bueno como esperaba Siemens (la empresa matriz de ionpure). Todo el mundo está acostumbrado a ello, por lo que poca gente distingue la diferencia entre ambos. A excepción de la instalación, que es un poco complicada, casi no hay diferencias en la calidad del agua y la relación calidad-precio de la competencia es superior.
Con el tiempo, el nombre de CEDI incluso se ha asimilado. Solo existe el proceso EDI en el mundo y pocas personas enfatizarán la diferencia entre CEDI y la tecnología EDI. Nadie dice que el proceso EDI en la tecnología de tratamiento de agua definitivamente no sea tecnología CEDI y pocas personas indicarán por separado que es tecnología CEDI.
Más tarde, E-CELL lanzó el módulo EDI de la serie -3X de tercera generación, que también llenaba la cámara de agua concentrada con resina, pero no la cámara de agua polar con resina. La gente no hizo hincapié en que se trataba de tecnología CEDI, sino que solo dijo que se utilizaban principalmente para la desalinización continua industrial.
En este momento, mi corazón está hecho un lío. Estrictamente hablando, la serie -3X es sin duda una mejora con respecto a la serie MK, pero si se basa en la definición de CEDI promovida por ionpure, obviamente todavía hay una diferencia.
3. Factores influyentes y medidas de control del EDI/CEDI
1. Influencia de la conductividad del agua de entrada
Bajo la misma corriente de funcionamiento, a medida que aumenta la conductividad del agua cruda, la tasa de eliminación de EDI de electrolitos débiles disminuye y la conductividad del agua efluente también aumenta.
Si la conductividad del agua cruda es baja, el contenido de iones también es bajo y la baja concentración de iones hace que el gradiente de fuerza electromotriz formado en la superficie de la resina y la membrana en la cámara de agua dulce también sea grande, lo que resulta en un mayor grado de disociación del agua, un aumento en la corriente limitante y una gran cantidad de H+ y OH-, de modo que el efecto de regeneración de la resina de intercambio de aniones y cationes llena en la cámara de agua dulce es bueno.
Por lo tanto, es necesario controlar la conductividad del agua de entrada para que la conductividad del agua de entrada EDI sea inferior a 40us/cm, lo que puede garantizar la conductividad del agua efluente calificada y la eliminación de electrolitos débiles.
2. Influencia de la tensión y corriente de trabajo
A medida que aumenta la corriente de trabajo, la calidad del agua producida continúa mejorando.
Sin embargo, si la corriente aumenta después de alcanzar el punto más alto, debido a la cantidad excesiva de iones H+ y OH- producidos por la ionización del agua, además de usarse para la regeneración de la resina, una gran cantidad de iones sobrantes actúan como iones portadores para la conducción. Al mismo tiempo, debido a la acumulación y bloqueo de una gran cantidad de iones portadores durante el movimiento, se produce incluso una difusión inversa, lo que resulta en una disminución de la calidad del agua producida.
Por lo tanto, es necesario seleccionar el voltaje y la corriente de trabajo adecuados.
3. Influencia de la turbidez y el índice de contaminación (SDI)
El canal de producción de agua del componente EDI está lleno de resina de intercambio iónico. La turbidez excesiva y el índice de contaminación bloquearán el canal, lo que hará que la diferencia de presión del sistema aumente y la producción de agua disminuya.
Por lo tanto, se requiere un pretratamiento adecuado y el efluente de RO generalmente cumple con los requisitos de entrada de EDI.
4. Influencia de la dureza
Si la dureza residual del agua de entrada en el EDI es demasiado alta, provocará incrustaciones en la superficie de la membrana del canal de agua concentrada, reducirá el caudal de agua concentrada, reducirá la resistividad del agua producida, afectará la calidad del agua producida y, en casos graves, bloqueará los canales de flujo de agua concentrada y agua polar del componente, lo que provocará que el componente se destruya debido al calentamiento interno.
La eliminación de CO2 se puede combinar para suavizar el agua de entrada de RO y agregar álcali; cuando el contenido de sal del agua de entrada es alto, se puede agregar una RO de primera etapa o nanofiltración en combinación con desalinización para ajustar la dureza.
5. Impacto del COT (carbono orgánico total)
Si el contenido orgánico en el agua de entrada es demasiado alto, provocará contaminación orgánica de la resina y de la membrana de permeabilidad selectiva, lo que provocará un aumento de la tensión de funcionamiento del sistema y una disminución de la calidad del agua producida. Al mismo tiempo, también es fácil que se formen coloides orgánicos en el canal de agua concentrada y se bloquee el canal.
Por lo tanto, durante el tratamiento, se puede combinar con otros requisitos de índice para agregar un R0 de primera etapa para cumplir con los requisitos.
6. Impacto de iones metálicos como Fe y Mn
Los iones metálicos como Fe y Mn pueden causar "envenenamiento" de la resina, y el "envenenamiento" metálico de la resina puede causar el rápido deterioro de la calidad del agua del efluente de EDI, especialmente la rápida disminución en la tasa de eliminación de silicio. Además, el efecto catalítico oxidativo de los metales de valencia variable en las resinas de intercambio iónico puede causar daño permanente a la resina.
En términos generales, el Fe del agua de entrada de EDI se controla para que sea inferior a 0,01 mg/L durante el funcionamiento.
7. Efecto del CO2 en el agua de entrada
El HCO3- generado por el CO2 en el agua afluente es un electrolito débil, que puede penetrar fácilmente la capa de resina de intercambio iónico y provocar que la calidad del agua producida se deteriore.
Se puede eliminar mediante una torre desgasificadora antes de que entre el agua.
8. Efecto del contenido total de aniones (TEA)
Un alto nivel de TEA reducirá la resistividad del agua producida por EDI, o requerirá un aumento en la corriente de operación de EDI, y la corriente de operación excesiva conducirá a un aumento en la corriente del sistema y un aumento en la concentración de cloro residual del agua del electrodo (CEDI no tiene un problema de cloro residual, pero el impacto integral del exceso de TEA en el sistema está presente objetivamente. En el campo electrónico, el proceso CEDI a menudo es seguido por un fuerte proceso de resina de intercambio aniónico alcalino), lo que no es bueno para la vida útil de la membrana del electrodo.
Además de los 8 factores de influencia mencionados anteriormente, la temperatura del influente, el valor del pH, el SiO2 y los óxidos también influyen en el funcionamiento del sistema EDI.