रिवर्स ऑस्मोसिस + ईडीआई और पारंपरिक आयन एक्सचेंज प्रोसेस टेक्नोलॉजी की तुलना

1. ईडीआई क्या है?

ईडीआई का पूरा नाम इलेक्ट्रोड आयनीकरण है, जो विद्युत अलवणीकरण में अनुवाद करता है, जिसे इलेक्ट्रोडियनाइजेशन तकनीक या पैक्ड बेड इलेक्ट्रोडायलिसिस के रूप में भी जाना जाता है।
इलेक्ट्रोडेनाइजेशन तकनीक आयन एक्सचेंज और इलेक्ट्रोडायलिसिस को जोड़ती है। यह इलेक्ट्रोडायलिसिस के आधार पर विकसित एक विलवणीकरण तकनीक है। यह एक जल उपचार तकनीक है जिसका व्यापक रूप से उपयोग किया गया है और आयन एक्सचेंज रेजिन के बाद अच्छे परिणाम प्राप्त किए हैं।
यह न केवल इलेक्ट्रोडायलिसिस प्रौद्योगिकी के निरंतर विलवणीकरण के लाभों का उपयोग करता है, बल्कि गहरी अलवणीकरण प्राप्त करने के लिए आयन एक्सचेंज तकनीक का भी उपयोग करता है;
इलेक्ट्रोडायलिसिस प्रक्रिया में कम सांद्रता वाले समाधानों का इलाज करते समय यह न केवल वर्तमान दक्षता में कमी के दोष में सुधार करता है, आयन हस्तांतरण को बढ़ाता है, बल्कि आयन एक्सचेंजर्स को पुनर्जीवित करने में भी सक्षम बनाता है, पुनर्जनन एजेंटों के उपयोग से बचा जाता है, एसिड-बेस पुनर्जनन एजेंटों के उपयोग के दौरान उत्पन्न माध्यमिक प्रदूषण को कम करता है, और निरंतर विआयनीकरण ऑपरेशन का एहसास करता है।


ईडीआई विआयनीकरण के मूल सिद्धांत में निम्नलिखित तीन प्रक्रियाएं शामिल हैं:
1. इलेक्ट्रोडायलिसिस प्रक्रिया
बाहरी विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, पानी में इलेक्ट्रोलाइट चुनिंदा रूप से पानी में आयन एक्सचेंज राल के माध्यम से माइग्रेट करता है और केंद्रित पानी के साथ छुट्टी दे दी जाती है, जिससे पानी में आयनों को हटा दिया जाता है।

2. आयन विनिमय प्रक्रिया
पानी में अशुद्धता आयनों का आदान-प्रदान किया जाता है और आयन एक्सचेंज राल के माध्यम से पानी में अशुद्धता आयनों के साथ जोड़ा जाता है, जिससे पानी में आयनों को प्रभावी ढंग से हटाने का प्रभाव प्राप्त होता है।

3. इलेक्ट्रोकेमिकल पुनर्जनन प्रक्रिया
आयन एक्सचेंज राल इंटरफ़ेस पर पानी के ध्रुवीकरण द्वारा उत्पन्न H+ और OH- का उपयोग राल के स्व-पुनर्जनन को प्राप्त करने के लिए राल को विद्युत रासायनिक रूप से पुन: उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।

02 ईडीआई को प्रभावित करने वाले कारक क्या हैं और नियंत्रण उपाय क्या हैं?

1. इनलेट जल चालकता का प्रभाव
उसी ऑपरेटिंग करंट के तहत, जैसे-जैसे कच्चे पानी की चालकता बढ़ती है, कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स की ईडीआई हटाने की दर कम हो जाती है, और प्रवाह चालकता भी बढ़ जाती है।
यदि कच्चे पानी की चालकता कम है, तो आयन सामग्री भी कम है, और आयनों की कम सांद्रता ताजे पानी के कक्ष में राल और झिल्ली की सतह पर गठित इलेक्ट्रोमोटिव बल ढाल को भी बड़ा बनाती है, जिसके परिणामस्वरूप पानी के पृथक्करण की एक बढ़ी हुई डिग्री, सीमित वर्तमान में वृद्धि, और बड़ी संख्या में एच + और ओएच-, ताकि ताजे पानी के कक्ष में भरे आयन और कटियन एक्सचेंज रेजिन का पुनर्जनन प्रभाव अच्छा हो।
इसलिए इनलेट जल चालकता को नियंत्रित करना आवश्यक है ताकि ईडीआई इनलेट पानी चालकता 40us/cm से कम हो, जो योग्य प्रवाह चालकता और कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स को हटाने को सुनिश्चित कर सके।

2. काम वोल्टेज और वर्तमान का प्रभाव
जैसे-जैसे काम की धारा बढ़ती है, उत्पादित पानी की पानी की गुणवत्ता में सुधार जारी रहता है।
हालांकि, यदि उच्चतम बिंदु तक पहुंचने के बाद वर्तमान में वृद्धि हुई है, तो पानी के आयनीकरण द्वारा उत्पादित एच + और ओएच- आयनों की अत्यधिक मात्रा के कारण, राल के पुनर्जनन के लिए उपयोग किए जाने के अलावा, बड़ी संख्या में अधिशेष आयन चालन के लिए वाहक आयनों के रूप में कार्य करते हैं। इसी समय, आंदोलन के दौरान बड़ी संख्या में वाहक आयनों के संचय और रुकावट के कारण, यहां तक कि रिवर्स प्रसार भी होता है, जिसके परिणामस्वरूप उत्पादित पानी की गुणवत्ता में कमी आती है।
इसलिए, उपयुक्त कार्यशील वोल्टेज और वर्तमान का चयन करना आवश्यक है।

3. मैलापन और प्रदूषण सूचकांक (एसडीआई) का प्रभाव
ईडीआई घटक का जल उत्पादन चैनल आयन एक्सचेंज राल से भरा है। अत्यधिक मैलापन और प्रदूषण सूचकांक चैनल को अवरुद्ध कर देगा, जिससे सिस्टम दबाव अंतर बढ़ जाएगा और पानी का उत्पादन कम हो जाएगा।
इसलिए, उचित दिखावा की आवश्यकता है, और आरओ प्रवाह आम तौर पर ईडीआई इनलेट आवश्यकताओं को पूरा करता है।

4. कठोरता का प्रभाव
यदि ईडीआई में इनलेट पानी की अवशिष्ट कठोरता बहुत अधिक है, यह केंद्रित जल चैनल की झिल्ली सतह पर स्केलिंग का कारण बनेगा, केंद्रित जल प्रवाह दर को कम करेगा, उत्पादित पानी की प्रतिरोधकता को कम करेगा, उत्पादित पानी की पानी की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं, और गंभीर मामलों में, घटक के केंद्रित पानी और ध्रुवीय जल प्रवाह चैनलों को अवरुद्ध करते हैं, जिससे आंतरिक हीटिंग के कारण घटक नष्ट हो जाता है।
आरओ इनलेट पानी को नरम किया जा सकता है और क्षार को सीओ 2 हटाने के संयोजन में जोड़ा जा सकता है; जब इनलेट पानी में नमक की मात्रा अधिक होती है, तो कठोरता के प्रभाव को समायोजित करने के लिए विलवणीकरण के साथ संयोजन में प्रथम-स्तर आरओ या नैनोफिल्ट्रेशन जोड़ा जा सकता है।

5. टीओसी (कुल कार्बनिक कार्बन) का प्रभाव
यदि प्रभाव में कार्बनिक सामग्री बहुत अधिक है, तो यह राल और चयनात्मक पारगम्य झिल्ली के कार्बनिक प्रदूषण का कारण होगा, जिसके परिणामस्वरूप सिस्टम ऑपरेटिंग वोल्टेज में वृद्धि और उत्पादित पानी की गुणवत्ता में कमी आएगी। इसी समय, केंद्रित जल चैनल में कार्बनिक कोलाइड बनाना और चैनल को अवरुद्ध करना भी आसान है।
इसलिए, उपचार करते समय, आप आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए R0 के स्तर को बढ़ाने के लिए अन्य सूचकांक आवश्यकताओं को जोड़ सकते हैं।

6. Fe और Mn जैसे धातु आयनों का प्रभाव
Fe और Mn जैसे धातु आयन राल के "विषाक्तता" का कारण बनेंगे, और राल की धातु "विषाक्तता" ईडीआई प्रवाह की गुणवत्ता में तेजी से गिरावट का कारण बनेगी, विशेष रूप से सिलिकॉन की हटाने की दर में तेजी से कमी।
इसके अलावा, आयन एक्सचेंज रेजिन पर चर वैलेंस धातुओं के ऑक्सीडेटिव उत्प्रेरक प्रभाव से राल को स्थायी नुकसान होगा। सामान्यतया, ईडीआई प्रभाव का Fe ऑपरेशन के दौरान 0.01 mg/L से कम होने के लिए नियंत्रित किया जाता है।

7. प्रभावशाली में CO2 का प्रभाव
HCO3- प्रभावित में CO2 द्वारा उत्पन्न एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है, जो आसानी से आयन एक्सचेंज राल परत में प्रवेश कर सकता है और उत्पादित पानी की गुणवत्ता को कम कर सकता है। प्रभावशाली होने से पहले इसे हटाने के लिए एक degassing टॉवर का उपयोग किया जा सकता है।

8. कुल आयनों की सामग्री (टीईए) का प्रभाव
उच्च टीईए ईडीआई उत्पादित पानी की प्रतिरोधकता को कम करेगा, या ईडीआई ऑपरेटिंग करंट में वृद्धि की आवश्यकता होगी। अत्यधिक ऑपरेटिंग करंट सिस्टम करंट को बढ़ाएगा और इलेक्ट्रोड पानी में अवशिष्ट क्लोरीन एकाग्रता को बढ़ाएगा, जो इलेक्ट्रोड झिल्ली के जीवन के लिए अच्छा नहीं है।

उपरोक्त 8 प्रभावित करने वाले कारकों के अलावा, इनलेट पानी का तापमान, पीएच मान, SiO2 और ऑक्साइड का भी संचालन पर प्रभाव पड़ता है ईडीआई प्रणाली.

03 ईडीआई के लक्षण
बिजली, रसायन उद्योग और दवा जैसे उच्च जल गुणवत्ता आवश्यकताओं वाले उद्योगों में ईडीआई तकनीक का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।
जल उपचार के क्षेत्र में दीर्घकालिक अनुप्रयोग अनुसंधान से पता चलता है कि ईडीआई उपचार तकनीक में निम्नलिखित 6 विशेषताएं हैं:
1. उच्च पानी की गुणवत्ता और स्थिर पानी का उत्पादन
ईडीआई तकनीक इलेक्ट्रोडायलिसिस द्वारा निरंतर विलवणीकरण और आयन एक्सचेंज द्वारा गहरी अलवणीकरण के फायदों को जोड़ती है। निरंतर वैज्ञानिक अनुसंधान अभ्यास से पता चलता है कि विलवणीकरण के लिए ईडीआई प्रौद्योगिकी का उपयोग पानी में आयनों को प्रभावी ढंग से हटा सकता है और उच्च शुद्धता वाले पानी के उत्पादन का उत्पादन कर सकता है।

2. कम उपकरण स्थापना की स्थिति और छोटे पदचिह्न
आयन एक्सचेंज बेड की तुलना में, ईडीआई डिवाइस आकार में छोटे और वजन में हल्के होते हैं, और एसिड या क्षार भंडारण टैंक की आवश्यकता नहीं होती है, जो प्रभावी रूप से अंतरिक्ष को बचा सकते हैं।
इतना ही नहीं, ईडीआई डिवाइस एक पूर्वनिर्मित संरचना है जिसमें एक छोटी निर्माण अवधि और छोटे ऑन-साइट इंस्टॉलेशन वर्कलोड होते हैं।

3. सरल डिजाइन, आसान संचालन और रखरखाव
ईडीआई उपचार उपकरणों को मॉड्यूलर रूप में उत्पादित किया जा सकता है, स्वचालित रूप से और लगातार पुनर्जीवित किया जा सकता है, बड़े और जटिल पुनर्जनन उपकरण की आवश्यकता नहीं होती है, और ऑपरेशन में डालने के बाद संचालित और बनाए रखना आसान होता है।

4. जल शोधन प्रक्रिया का सरल स्वचालित नियंत्रण
ईडीआई डिवाइस समानांतर में सिस्टम से कई मॉड्यूल कनेक्ट कर सकता है। मॉड्यूल विश्वसनीय गुणवत्ता के साथ सुरक्षित और स्थिर हैं, जिससे सिस्टम के संचालन और प्रबंधन को प्रोग्राम नियंत्रण और सुविधाजनक संचालन को लागू करना आसान हो जाता है।

5. कोई अपशिष्ट एसिड और अपशिष्ट क्षार तरल निर्वहन, जो पर्यावरण संरक्षण के लिए फायदेमंद है
ईडीआई डिवाइस को एसिड और क्षार रासायनिक पुनर्जनन की आवश्यकता नहीं होती है, और मूल रूप से कोई रासायनिक अपशिष्ट निर्वहन नहीं होता है
.
6. उच्च पानी वसूली दर। ईडीआई उपचार प्रौद्योगिकी की जल उपयोग दर आम तौर पर 90% या उससे अधिक है

संक्षेप में, पानी की गुणवत्ता, परिचालन स्थिरता, संचालन और रखरखाव में आसानी, सुरक्षा और पर्यावरण संरक्षण के मामले में ईडीआई प्रौद्योगिकी के बहुत फायदे हैं।
हालाँकि, इसमें कुछ कमियाँ भी हैं। ईडीआई उपकरणों में प्रभावशाली पानी की गुणवत्ता के लिए उच्च आवश्यकताएं होती हैं, और उनका एक बार का निवेश (बुनियादी ढांचा और उपकरण लागत) अपेक्षाकृत अधिक होता है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हालांकि ईडीआई बुनियादी ढांचे और उपकरणों की लागत मिश्रित बिस्तर प्रौद्योगिकी की तुलना में थोड़ी अधिक है, डिवाइस ऑपरेशन की लागत पर व्यापक रूप से विचार करने के बाद, ईडीआई तकनीक में अभी भी कुछ फायदे हैं।
उदाहरण के लिए, एक शुद्ध जल स्टेशन ने दो प्रक्रियाओं के निवेश और परिचालन लागत की तुलना की। सामान्य ऑपरेशन के एक वर्ष बाद, ईडीआई डिवाइस मिश्रित बिस्तर प्रक्रिया के साथ निवेश अंतर को ऑफसेट कर सकता है।



04 रिवर्स ऑस्मोसिस + ईडीआई बनाम पारंपरिक आयन एक्सचेंज

1. परियोजना के प्रारंभिक निवेश की तुलना
परियोजना के प्रारंभिक निवेश के संदर्भ में, एक छोटे जल प्रवाह दर के साथ जल उपचार प्रणाली में, रिवर्स ऑस्मोसिस + ईडीआई प्रक्रिया पारंपरिक आयन विनिमय प्रक्रिया द्वारा आवश्यक विशाल पुनर्जनन प्रणाली को समाप्त करती है, विशेष रूप से दो एसिड भंडारण टैंक और दो क्षार भंडारण टैंक का उन्मूलन, जो न केवल उपकरण खरीद लागत को बहुत कम करता है, लेकिन फर्श क्षेत्र का लगभग 10% से 20% भी बचाता है, जिससे सिविल इंजीनियरिंग लागत और संयंत्र के निर्माण की भूमि अधिग्रहण लागत कम हो जाती है।

चूंकि पारंपरिक आयन एक्सचेंज उपकरण की ऊंचाई आम तौर पर 5 मीटर से ऊपर होती है, जबकि रिवर्स ऑस्मोसिस और ईडीआई उपकरण की ऊंचाई 2.5 मीटर के भीतर होती है, जल उपचार कार्यशाला की ऊंचाई 2 से 3 मीटर तक कम की जा सकती है, जिससे 10% से 20% की बचत होती है।

रिवर्स ऑस्मोसिस और ईडीआई की वसूली दर को ध्यान में रखते हुए, माध्यमिक रिवर्स ऑस्मोसिस और ईडीआई का केंद्रित पानी पूरी तरह से ठीक हो गया है, लेकिन प्राथमिक रिवर्स ऑस्मोसिस (लगभग 25%) के केंद्रित पानी को छुट्टी देने की आवश्यकता है, और प्रीट्रीटमेंट सिस्टम के उत्पादन को तदनुसार बढ़ाने की आवश्यकता है। जब प्रीट्रीटमेंट सिस्टम पारंपरिक जमावट, स्पष्टीकरण और निस्पंदन प्रक्रिया को अपनाता है, तो आयन एक्सचेंज प्रक्रिया के प्रीट्रीटमेंट सिस्टम की तुलना में प्रारंभिक निवेश को लगभग 20% तक बढ़ाने की आवश्यकता होती है।
सभी कारकों को ध्यान में रखते हुए, छोटे जल उपचार प्रणाली में रिवर्स ऑस्मोसिस + ईडीआई प्रक्रिया का प्रारंभिक निवेश पारंपरिक आयन विनिमय प्रक्रिया के बराबर है।

2. परिचालन लागत की तुलना
जैसा कि हम सभी जानते हैं, अभिकर्मक खपत के संदर्भ में, रिवर्स ऑस्मोसिस प्रक्रिया (रिवर्स ऑस्मोसिस खुराक, रासायनिक सफाई, अपशिष्ट जल उपचार, आदि सहित) की परिचालन लागत पारंपरिक आयन एक्सचेंज प्रक्रिया (आयन एक्सचेंज राल पुनर्जनन, अपशिष्ट जल उपचार सहित) की तुलना में कम है।
हालांकि, बिजली की खपत, स्पेयर पार्ट्स के प्रतिस्थापन आदि के संदर्भ में, रिवर्स ऑस्मोसिस प्लस ईडीआई प्रक्रिया पारंपरिक आयन एक्सचेंज प्रक्रिया की तुलना में बहुत अधिक है।
आंकड़ों के अनुसार, रिवर्स ऑस्मोसिस प्लस ईडीआई प्रक्रिया की परिचालन लागत पारंपरिक आयन एक्सचेंज प्रक्रिया की तुलना में थोड़ी अधिक है।
सभी कारकों को ध्यान में रखते हुए, रिवर्स ऑस्मोसिस प्लस ईडीआई प्रक्रिया का समग्र संचालन और रखरखाव लागत पारंपरिक आयन एक्सचेंज प्रक्रिया की तुलना में 50% से 70% अधिक है।

3. रिवर्स ऑस्मोसिस + ईडीआई में मजबूत अनुकूलन क्षमता, स्वचालन की उच्च डिग्री और कम पर्यावरण प्रदूषण है
रिवर्स ऑस्मोसिस + ईडीआई प्रक्रिया में कच्चे पानी की नमक सामग्री के लिए मजबूत अनुकूलन क्षमता है। रिवर्स ऑस्मोसिस प्रक्रिया का उपयोग समुद्री जल, खारे पानी, खान जल निकासी, भूजल और नदी के पानी के लिए किया जा सकता है, जबकि आयन विनिमय प्रक्रिया किफायती नहीं होती है जब प्रभावशाली पानी की भंग ठोस सामग्री 500 मिलीग्राम / एल से अधिक होती है।
रिवर्स ऑस्मोसिस और ईडीआई को एसिड और क्षार पुनर्जनन की आवश्यकता नहीं होती है, बड़ी मात्रा में एसिड और क्षार का उपभोग नहीं करते हैं, और बड़ी मात्रा में एसिड और क्षार अपशिष्ट जल का उत्पादन नहीं करते हैं। केवल थोड़ी मात्रा में एसिड, क्षार, स्केल अवरोधक और कम करने वाले एजेंट की आवश्यकता होती है।
संचालन और रखरखाव के संदर्भ में, रिवर्स ऑस्मोसिस और ईडीआई में उच्च स्तर के स्वचालन और आसान कार्यक्रम नियंत्रण के फायदे भी हैं।

4. रिवर्स ऑस्मोसिस + ईडीआई उपकरण महंगा है, मरम्मत करना मुश्किल है, और नमकीन का इलाज करना मुश्किल है
हालांकि रिवर्स ऑस्मोसिस प्लस ईडीआई प्रक्रिया के कई फायदे हैं, जब उपकरण विफल हो जाता है, खासकर जब रिवर्स ऑस्मोसिस झिल्ली और ईडीआई झिल्ली स्टैक क्षतिग्रस्त हो जाते हैं, तो इसे केवल प्रतिस्थापन के लिए बंद किया जा सकता है। ज्यादातर मामलों में, इसे बदलने के लिए पेशेवर तकनीशियनों की आवश्यकता होती है, और शटडाउन का समय लंबा हो सकता है।
हालांकि रिवर्स ऑस्मोसिस बड़ी मात्रा में एसिड और क्षारीय अपशिष्ट जल का उत्पादन नहीं करता है, पहले स्तर के रिवर्स ऑस्मोसिस की वसूली दर आम तौर पर केवल 75% होती है, जो बड़ी मात्रा में केंद्रित पानी का उत्पादन करेगी। केंद्रित पानी की नमक सामग्री कच्चे पानी की तुलना में बहुत अधिक होगी। वर्तमान में केंद्रित पानी के इस हिस्से के लिए कोई परिपक्व उपचार उपाय नहीं है, और एक बार छुट्टी देने के बाद, यह पर्यावरण को प्रदूषित करेगा।
वर्तमान में, घरेलू बिजली संयंत्रों में रिवर्स ऑस्मोसिस ब्राइन की रिकवरी और उपयोग का उपयोग ज्यादातर कोयले की धुलाई और राख आर्द्रीकरण के लिए किया जाता है; कुछ विश्वविद्यालय नमकीन वाष्पीकरण और क्रिस्टलीकरण शुद्धिकरण प्रक्रियाओं पर शोध कर रहे हैं, लेकिन लागत अधिक है और कठिनाई बहुत अधिक है, और यह अभी तक उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया गया है।
रिवर्स ऑस्मोसिस और ईडीआई उपकरण की लागत अपेक्षाकृत अधिक है, लेकिन कुछ मामलों में यह पारंपरिक आयन एक्सचेंज प्रक्रिया के प्रारंभिक निवेश से भी कम है।
बड़े पैमाने पर जल उपचार प्रणालियों में (जब सिस्टम बड़ी मात्रा में पानी का उत्पादन करता है), रिवर्स ऑस्मोसिस और ईडीआई सिस्टम का प्रारंभिक निवेश पारंपरिक आयन विनिमय प्रक्रियाओं की तुलना में बहुत अधिक है।
छोटे जल उपचार प्रणालियों में, रिवर्स ऑस्मोसिस प्लस ईडीआई प्रक्रिया प्रारंभिक निवेश के संदर्भ में पारंपरिक आयन विनिमय प्रक्रिया के बराबर है।
सारांश में, जब जल उपचार प्रणाली का उत्पादन छोटा होता है, तो रिवर्स ऑस्मोसिस प्लस ईडीआई उपचार प्रक्रिया को प्राथमिकता दी जा सकती है। इस प्रक्रिया में कम प्रारंभिक निवेश, स्वचालन की उच्च डिग्री और कम पर्यावरण प्रदूषण है।

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