Установки электродеионизации воды

Особенности электродеионизации воды

Электродеионизация - это процесс непрерывного глубокого обессоливания воды, который включает в себя сразу две технологии очистки: электродиализ и ионный обмен. Данный способ деминерализации воды безреагентный и является эффективной современной альтернативой ионообменным фильтрам смешанного действия, позвляющий получить высокоочищенную (деионизированную) воду с удельным сопротивлением до 18 МОмхсм.

 

Преимущества использования установок электродеионизации воды УЭДВ:

• непрерывная работа установки. Регенерация ионообменных смол происходит в процессе фильтрации под действием постоянного электрического поля. Таким образом не требуется остановка системы для восстановления обменной способности ионитов;
• низкие эксплуатационные затраты. Модули электродеионизации имеют большой срок службы. Кроме того, не требуется применение химических реагентов для регенерации ионнообменных смол;
• высокое качество фильтрата и концентрата. Электропроводность деионизированной воды может достигать значения до 0,055 мкСим/см. Что касается концентрата, а это всего лишь 5-10% от общего объема подаваемой на установку воды, то его показатели даже лучше качества сырой воды для систем обратного осмоса. Поэтому его можно использовать в различных технических целях или в качестве подпитки воды для того же обратного осмоса;
• компактные габариты установки;
• простота обслуживания;
• полностью автоматизированная работа установки;
• низкие расходы электроэнергии.

 

Единственным существенным недостатком электродеионизации считается дороговизна самих модулей.

 

Конструктивные особенности

К основным элементам установок электродеоинизации воды следует отнести EDI-модули (ячейки/стек-модули) и систему трубопроводной обвязки (запорно-регулирующая арматура и КИП). Модули электродеионизации в свою очередь представляют собой ячейки из чередующихся анион - и катионселективных мембран, пространство между которыми заполнено сильнокислотными катионитами и сильноосновными анионитами.

 

В установках электродеионизации воды EDI-WZ мы используем стек-модули производителей IONPURE, Osmonics, Omexell (США), Iontech (Китай).

 

Особые требования

При расчете и подборе установки электродеионизации воды помимо общей производительности важно также учитывать следующее:

1. Предварительная ступень очистки - обратный осмос. К входной воде на EDI-модули устанавливаются высокие требования по общей минерализации/электропроводности и жесткости. Решение данной задачи сводится, как правило, к применению двухступенчатого обратного осмоса.
2. Наличие качественной предподготовки воды.  Контролируемые показатели качества сырой воды, подаваемой на систему обратного осмоса:

• Общее железо и марганец (решения: аэрационный комплекс, озонатор, станция дозирования окислителя, фильтры засыпные обезжелезивания и деманганации, фильтры засыпные комплексной очистки, установки ультрафильтрации воды, установки нанофильтрации воды, установки обратного осмоса).
• Перманганатная окисляемость (решения: станция дозирования окислителя, фильтры засыпные сорбционной очистки, фильтры засыпные комплексной очистки, установки ультрафильтрации воды, установки нанофильтрации воды, установки обратного осмоса).
• Электропроводность (решения: установки обратного осмоса).
• Общая жесткость (решения: установки обратного осмоса). 
• Взвешенные вещества. Если после системы обратного осмоса фильтрат поступает в накопительные емкости, то перед подачей на установку электродеионизации нужно предусмотреть механический фильтр с рейтингом очистки 1 микрон.
• Кремний (решения: установки обратного осмоса).
• Хлор (решения: засыпные фильтры сорбционной очистки, станция дозирования бисульфита натрия).

3. Температура очищаемой воды. Данный показатель оказывает прямое влияние на производительность системы.

4. Требования, предъявляемые к качеству фильтрата (пермеата).

5. Метод утилизации/применения концентрата. 

 

Принцип действия электродеионизационных установок

Исходная, предварительно деминерализованная вода, под давлением не менее 1,5 бар подается на модули электродеионизации, где происходят сразу 3 процесса одновременно:

1. Электродиализ. Принцип действия электродиализа основан на движении положительно заряженных ионов к аноду и отрицательно заряженных ионов к катоду, соответственно, под воздействием электрического тока. Проходя через чередующиеся ионселективные мембраны загрязнители направляются в зону концентрата, а фильтрату предстоит очередная стадия очистки - ионный обмен.

2. Ионный обмен. Пространство между ионселективными мембранами заполнено смесью катионообменных и анионоомбенных смол. Ионы растворенных в воде солей присоединяются к молекулам смолы, высвобождая в результате ионообменных реакций, соответственно, ионы водорода Н⁺ (в катионите) и гидроксильные группы ОН^- (в анионите), которые соединяются, образуя молекулы воды Н₂0. Ультрачистая вода по каналам направляется на выход установки.

3. Регенерация смолы. Под действием электрического тока обменная способность смол восстанавливается диссоциированной водой.

 

Модули электродеионизации нуждаются в периодической химической очистки и санитаризации, осуществляемые с помощью CIP-мойки.

 

Химическая очистка EDI-модулей необходима в следующих случаях:

• падение давления фильтрата и/или концентрата возросло на 50% от первоначального при неизменной скорости потока и температуре;
• снижение качества фильтрата на 25% и более от первоначального при неизменной скорости потока, температуре и электропроводности исходной воды.

 

Санитарная обработка EDI-модулей необходима в случае превышения бактериального загрязнения пермеата.

 

Процедуры химической очистки и санитаризации проводят без подачи напряжения на EDI-модули!

 

Применяемые химрастворы:

1. 2% раствор соляной кислоты (HCl) - для удаления оксидов металлов и карбонатов;
2. 5% солевой раствор (NaCl) или 1% раствор каустической соды (NaOH) - для удаления органики и биопленки;
3. 1% раствор перкарбоната натрия (Na₂CO₃·1,5H₂O₂) - для удаления органики, биопленки и дезинфекции модулей EDI;
4. 0,2% раствор перекиси водорода (Н₂0₂) и 0,04% надуксусной кислоты C₂H₄O₃ - для предотвращения роста бактериальной пленки и дезинфекции модулей EDI.

 

Комплектность установок электродеионизации воды EDI-WZ

В стандартную комплектацию EDI входят:

 

• модули EDI;
• контроллер управления;
• КИП (ротаметры, манометры, датчики давления);
• запорно-регулирующая и защитная арматура;
• трубопроводы и фитинги;
• каркасная рама;
• паспорт;
• инструкция по эксплуатации;
• сертификаты.

 

В расширенную комплектацию EDI входят:

• шкаф управления с контроллером-кондуктометром и панелью управления;
• система обратного осмоса;
• блок механической очистки воды (1 мкм);
• станция химической очистки и санитаризации (CIP-мойка);
• блок микрофильтрации (капсульные микрофильтры 0,22 мкм).

 

Гарантия на установки электродеионизации воды EDI-WZ составляет 12 месяцев со дня сдачи их в эксплуатацию.

 

Прочая информация

Электродеионизационные установки могут поставляться как отдельно, так и в составе установки водоподготовки. Компания "WATER ZKO" предоставляет полный комплекс услуг по расчету и подбору, поставке, монтажу, запуску и сервисному обслуживанию установок EDI.

 

Срок службы модулей EDI устанавливается производителем и в среднем составляет не менее 5 лет при правильной эксплуатации установки электродеионизации воды. Это касается соблюдения требований к качеству подаваемой воды, а также своевременного проведения химических очисток и санитаризации.