16 फेब्रुवारी 2023
कौन सा बेहतर है, रिवर्स ऑस्मोसिस + ईडीआई या पारंपरिक आयन एक्सचेंज?
ईडीआई का पूरा अंग्रेजी नाम इलेक्ट्रोड आयनीकरण है, जिसे इलेक्ट्रोडियनाइजेशन तकनीक या पैक्ड बेड इलेक्ट्रोडायलिसिस के रूप में भी जाना जाता है
इलेक्ट्रोडेनाइजेशन तकनीक आयन एक्सचेंज और इलेक्ट्रोडायलिसिस की दो तकनीकों को जोड़ती है। यह इलेक्ट्रोडायलिसिस के आधार पर विकसित एक विलवणीकरण तकनीक है, और यह एक जल उपचार तकनीक है जिसका व्यापक रूप से उपयोग किया गया है और आयन एक्सचेंज रेजिन के बाद बेहतर परिणाम प्राप्त किए हैं।
यह न केवल इलेक्ट्रोडायलिसिस तकनीक द्वारा निरंतर विलवणीकरण के लाभों का लाभ उठाता है, बल्कि गहरे विलवणीकरण के प्रभाव को प्राप्त करने के लिए आयन एक्सचेंज तकनीक का भी उपयोग करता है;
यह न केवल उस दोष में सुधार करता है जो वर्तमान दक्षता में गिरावट आती है जब इलेक्ट्रोडायलिसिस प्रक्रिया का उपयोग कम-सांद्रता समाधानों के इलाज के लिए किया जाता है, आयन हस्तांतरण को बढ़ाता है, बल्कि आयन एक्सचेंजर को पुनर्जीवित करने में सक्षम बनाता है, पुनर्योजी के उपयोग से बचता है, और एसिड-बेस पुनर्जनन के उपयोग के दौरान उत्पन्न माध्यमिक को कम करता है। माध्यमिक प्रदूषण, विआयनीकरण के निरंतर संचालन का एहसास करें।
टनईडीआई 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 करेगा और केंद्रित पानी के साथ छुट्टी दे दी जाएगी, जिससे पानी में आयनों को हटा दिया जाएगा।
2. आयन विनिमय प्रक्रिया
पानी में अशुद्धता आयनों का आदान-प्रदान आयन एक्सचेंज राल द्वारा किया जाता है, और पानी में अशुद्धता आयनों को पानी में आयनों को प्रभावी ढंग से हटाने के प्रभाव को प्राप्त करने के लिए जोड़ा जाता है।
3. इलेक्ट्रोकेमिकल पुनर्जनन प्रक्रिया
राल के स्व-उत्थान का एहसास करने के लिए आयन एक्सचेंज राल के इंटरफेसियल पानी के ध्रुवीकरण द्वारा उत्पन्न एच + और ओएच का उपयोग करके राल को विद्युत रासायनिक रूप से पुनर्जीवित किया जाता है।
02 ईडीआई के कारकों और नियंत्रण साधनों को प्रभावित करना?
1. प्रभावशाली चालकता का प्रभाव
उसी ऑपरेटिंग करंट के तहत, जैसे-जैसे कच्चे पानी की चालकता बढ़ती है, ईडीआई द्वारा कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स को हटाने की दर कम हो जाती है, और प्रवाह की चालकता भी बढ़ जाती है।
यदि कच्चे पानी की चालकता कम है, तो आयनों की 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 बढ़ाया गया पानी पृथक्करण, सीमा वर्तमान में वृद्धि, और उत्पन्न एच + और ओह- की मात्रा अधिक है, ताकि ताजे पानी के कक्ष में भरे आयनों और कटियन एक्सचेंज राल का पुनर्जनन प्रभाव अच्छा हो।
इसलिए, प्रभावशाली पानी की चालकता को नियंत्रित करना आवश्यक है ताकि ईडीआई प्रभावशाली पानी की चालकता 40us/cm से कम हो, जो प्रवाह पानी की योग्य 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 गुणवत्ता में सुधार जारी रहता है।
हालांकि, यदि उच्चतम बिंदु तक पहुंचने के बाद करंट बढ़ जाता है, तो पानी के आयनीकरण द्वारा उत्पन्न H+ और OH- आयनों की अत्यधिक मात्रा के कारण, राल को पुन: उत्पन्न करने के लिए उपयोग किए जाने के अलावा, बड़ी संख्या में अधिशेष आयन चालन के लिए वाहक आयनों के रूप में कार्य करते हैं, और साथ ही साथ बड़ी मात्रा में वाहक आयन आंदोलन प्रक्रिया के कारण माध्यम में संचय और क्लॉगिंग होती है, और यहां तक कि वापस प्रसार भी होता है, जिसके परिणामस्वरूप उत्पादित पानी की गुणवत्ता में गिरावट आती है।
इसलिए, उपयुक्त कार्य वोल्टेज और वर्तमान का चयन किया जाना चाहिए।
3. मैलापन और प्रदूषण सूचकांक (एसडीआई) का प्रभाव
ईडीआई मॉड्यूल का जल उत्पादन चैनल आयन एक्सचेंज राल से भरा है। अत्यधिक मैलापन और प्रदूषण सूचकांक चैनल को अवरुद्ध कर देगा, जिसके परिणामस्वरूप सिस्टम दबाव अंतर में वृद्धि और जल उत्पादन में कमी आएगी।
इसलिए, उचित प्रीट्रीटमेंट की आवश्यकता होती है, और आरओ प्रवाह आमतौर पर ईडीआई प्रभाव की आवश्यकताओं को पूरा करता है।
4. कठोरता का प्रभाव
यदि ईडीआई में फ़ीड पानी की अवशिष्ट कठोरता बहुत अधिक है, तो यह केंद्रित जल चैनल की झिल्ली सतह पर दूषण का कारण होगा, केंद्रित पानी की प्रवाह दर कम हो जाएगी, उत्पादित पानी की प्रतिरोधकता कम हो जाएगी, और पानी की गुणवत्ता प्रभावित होगी। गंभीर मामलों में, मॉड्यूल के केंद्रित पानी और ध्रुवीय जल चैनलों को अवरुद्ध कर दिया जाएगा। आंतरिक हीटिंग के कारण घटक विनाश के परिणामस्वरूप।
इसे नरम करने के लिए CO2 हटाने के साथ जोड़ा जा सकता है और आरओ प्रभावशाली पानी में क्षार जोड़ा जा सकता है; जब प्रभावशाली पानी की नमक सामग्री अधिक होती है, तो इसे कठोरता के प्रभाव को समायोजित करने के लिए आरओ या नैनोफिल्ट्रेशन के स्तर को बढ़ाने के लिए विलवणीकरण के साथ जोड़ा जा सकता है।
5. टीओसी (कुल कार्बनिक कार्बन) का प्रभाव
यदि प्रभावशाली पानी में कार्बनिक पदार्थों की सामग्री बहुत अधिक है, तो यह राल और चुनिंदा पारगम्य झिल्ली के कार्बनिक प्रदूषण का कारण होगा, जिससे सिस्टम के ऑपरेटिंग वोल्टेज में वृद्धि होगी 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, इसके साथ काम करते समय, आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अन्य सूचकांक आवश्यकताओं के संयोजन में R0 का एक स्तर जोड़ा जा सकता है।
6. धातु आयनों जैसे Fe और Mn 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 गिरावट।
इसके अलावा, आयन एक्सचेंज रेजिन पर चर वैलेंस धातुओं के ऑक्सीडेटिव उत्प्रेरक प्रभाव से रेजिन को स्थायी नुकसान होगा।
सामान्यतया, ईडीआई प्रभाव में Fe को ऑपरेशन के दौरान 0.01mg/L से कम होने के लिए नियंत्रित किया जाता है।
7. प्रभावित करने वालों में C02 का प्रभाव
एचसीओ 3- प्रभावशाली पानी में सीओ 2 द्वारा उत्पन्न एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है, जो आसानी से आयन एक्सचेंज राल परत में प्रवेश कर सकता है और उत्पादित पानी की गुणवत्ता में गिरावट का कारण बन सकता है।
इसे पानी में प्रवेश करने से पहले टॉवर को डीगैसिंग करके हटाया जा सकता है।
8. कुल आयनों की मात्रा (टीईए) का प्रभाव
एक उच्च टीईए ईडीआई उत्पादित पानी की प्रतिरोधकता को कम करेगा, या ईडीआई ऑपरेटिंग करंट को बढ़ाएगा, जबकि अत्यधिक उच्च ऑपरेटिंग करंट सिस्टम करंट को बढ़ाएगा, इलेक्ट्रोड पानी में अवशिष्ट क्लोरीन की एकाग्रता को बढ़ाएगा, और हानिकारक होगा इलेक्ट्रोड झिल्ली के जीवन के लिए।
उपरोक्त आठ प्रभावित करने वाले कारकों के अलावा, इनलेट पानी का तापमान, पीएच मान, SiO2 और ऑक्साइड का भी ईडीआई प्रणाली के संचालन पर प्रभाव पड़ता है।
03 ईडीआई की विशेषताएं
हाल के वर्षों में, ईडीआई तकनीक का व्यापक रूप से उच्च जल गुणवत्ता आवश्यकताओं जैसे बिजली, रासायनिक उद्योग और चिकित्सा वाले उद्योगों में उपयोग किया गया है।
जल उपचार के क्षेत्र में दीर्घकालिक अनुप्रयोग अनुसंधान से पता चलता है कि ईडीआई उपचार तकनीक में निम्नलिखित छह विशेषताएं हैं:
1. पानी की गुणवत्ता उच्च है और पानी का उत्पादन स्थिर है
ईडीआई तकनीक इलेक्ट्रोडायलिसिस द्वारा निरंतर विलवणीकरण और आयन एक्सचेंज द्वारा गहरी अलवणीकरण के फायदों को जोड़ती है। निरंतर वैज्ञानिक अनुसंधान और अभ्यास से पता चला है कि फिर से विलवणीकरण के लिए ईडीआई तकनीक का उपयोग करने से पानी में आयनों को प्रभावी ढंग से हटाया जा सकता है, और प्रवाह वाले पानी की शुद्धता अधिक होती है।
2. कम उपकरण स्थापना की स्थिति और छोटे पदचिह्न
आयन एक्सचेंज बेड की तुलना में, ईडीआई डिवाइस आकार में छोटा और वजन में हल्का है, और एसिड और क्षार भंडारण टैंक से लैस होने की आवश्यकता नहीं है, जो प्रभावी रूप से अंतरिक्ष को बचा सकता है।
इतना ही नहीं, ईडीआई डिवाइस एक स्व-निहित संरचना है, निर्माण अवधि कम है, और साइट पर स्थापना कार्यभार छोटा है।
3. सरल डिजाइन, सुविधाजनक संचालन और रखरखाव
ईडीआई प्रसंस्करण उपकरण को मॉड्यूलर तरीके से उत्पादित किया जा सकता है, और बड़े और जटिल पुनर्जनन उपकरण के बिना स्वचालित रूप से और लगातार पुनर्जीवित किया जा सकता है। ऑपरेशन में लगाए जाने के बाद, इसे संचालित करना और बनाए रखना आसान है।
4. जल शोधन प्रक्रिया का स्वत: नियंत्रण सरल और सुविधाजनक है
ईडीआई डिवाइस को कई मॉड्यूल के समानांतर सिस्टम से जोड़ा जा सकता है। मॉड्यूल संचालन में सुरक्षित और स्थिर हैं और गुणवत्ता में विश्वसनीय हैं, जिससे सिस्टम के संचालन और प्रबंधन को प्रोग्राम नियंत्रण का एहसास करना आसान हो जाता है और संचालित करना आसान हो जाता है।
5. अपशिष्ट एसिड और अपशिष्ट लाइ का कोई निर्वहन नहीं, जो पर्यावरण संरक्षण के लिए अनुकूल 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. जल वसूली दर अधिक है, और ईडीआई उपचार प्रौद्योगिकी की जल उपयोग दर आम तौर पर 90% या उससे अधिक है
संक्षेप में, पानी की गुणवत्ता, संचालन स्थिरता, संचालन और रखरखाव में आसानी, सुरक्षा और पर्यावरण संरक्षण के मामले में ईडीआई प्रौद्योगिकी के बहुत फायदे हैं।
लेकिन इसमें कुछ कमियां भी हैं। ईडीआई डिवाइस की प्रभावशाली पानी की गुणवत्ता पर उच्च आवश्यकताएं हैं, और इसका एक बार का निवेश (बुनियादी ढांचा और उपकरण लागत) अपेक्षाकृत अधिक है।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हालांकि ईडीआई के लिए बुनियादी ढांचे और उपकरणों की लागत मिश्रित बिस्तर प्रक्रिया की तुलना में थोड़ी अधिक है, फिर भी डिवाइस ऑपरेशन की लागत पर विचार करने के बाद ईडीआई तकनीक के कुछ फायदे हैं।
उदाहरण के लिए, एक शुद्ध जल स्टेशन ने दो प्रक्रियाओं के निवेश और परिचालन लागत की तुलना की, और ईडीआई डिवाइस सामान्य ऑपरेशन के एक वर्ष के बाद मिश्रित बिस्तर प्रक्रिया के साथ निवेश अंतर को ऑफसेट कर सकता है।
04 रिवर्स ऑस्मोसिस + ईडीआई बनाम पारंपरिक आयन एक्सचेंज
1. प्रारंभिक परियोजना निवेश की तुलना
परियोजना के प्रारंभिक निवेश के संदर्भ में, एक छोटे जल प्रवाह दर के साथ जल उपचार प्रणाली में, क्योंकि रिवर्स ऑस्मोसिस + ईडीआई प्रक्रिया पारंपरिक आयन विनिमय प्रक्रिया द्वारा आवश्यक विशाल पुनर्जनन प्रणाली को रद्द कर देती है, विशेष रूप से दो एसिड भंडारण टैंक और दो क्षार भंडारण टैंक रद्द कर देती है। ताइवान, न केवल उपकरण खरीद की लागत को बहुत कम करता है, बल्कि भूमि क्षेत्र का लगभग 10% से 20% बचाता है, जिससे कारखानों के निर्माण के लिए सिविल इंजीनियरिंग और भूमि अधिग्रहण की 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 2-3 मीटर तक कम की जा सकती है, जिससे एक और 10% -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 सिस्टम पारंपरिक जमावट, स्पष्टीकरण और निस्पंदन प्रक्रिया को अपनाता है, तो आयन एक्सचेंज प्रक्रिया के प्रीट्रीटमेंट सिस्टम की तुलना में प्रारंभिक निवेश में लगभग 20% की वृद्धि की आवश्यकता होती है।
व्यापक विचार, रिवर्स ऑस्मोसिस + ईडीआई प्रक्रिया छोटे जल उपचार प्रणालियों में प्रारंभिक निवेश के संदर्भ में पारंपरिक आयन एक्सचेंज 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 विनिमय 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 होगी।
आंकड़ों के अनुसार, रिवर्स ऑस्मोसिस प्लस ईडीआई प्रक्रिया की परिचालन लागत पारंपरिक आयन एक्सचेंज प्रक्रिया की तुलना में थोड़ी अधिक है।
व्यापक विचार, 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 थोड़ा पर्यावरण प्रदूषण है
रिवर्स ऑस्मोसिस + ईडीआई प्रक्रिया कच्चे पानी की लवणता के लिए अत्यधिक अनुकूल है। रिवर्स ऑस्मोसिस प्रक्रिया का उपयोग समुद्री जल, खारे पानी, मेरा जल निकासी पानी, भूजल से नदी के पानी तक किया जा सकता है, जबकि आयन एक्सचेंज प्रक्रिया में आने वाले पानी में 500 मिलीग्राम से अधिक की भंग ठोस सामग्री होती है।
रिवर्स ऑस्मोसिस और ईडीआई को एसिड-बेस पुनर्जनन की आवश्यकता नहीं होती है, बड़ी मात्रा में एसिड-बेस का उपभोग करते हैं, और बड़ी मात्रा में एसिड-बेस अपशिष्ट जल उत्पन्न नहीं करते हैं। उन्हें केवल थोड़ी मात्रा में एसिड, क्षार, एंटीस्केलेंट और कम करने वाले एजेंट को जोड़ने की आवश्यकता होती है।
संचालन और रखरखाव के संदर्भ में, रिवर्स ऑस्मोसिस और ईडीआई में उच्च स्वचालन और आसान कार्यक्रम नियंत्रण के फायदे भी हैं।
4. रिवर्स ऑस्मोसिस + ईडीआई उपकरण महंगा और मरम्मत करना मुश्किल है, और केंद्रित 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 शटडाउन द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। ज्यादातर मामलों में, इसे बदलने के लिए पेशेवर और तकनीकी कर्मियों की आवश्यकता होती है, और शटडाउन का समय लंबा हो सकता है।
हालांकि रिवर्स ऑस्मोसिस बड़ी मात्रा में एसिड-बेस अपशिष्ट जल का उत्पादन नहीं करता है, प्राथमिक रिवर्स ऑस्मोसिस की वसूली दर आम तौर पर केवल 75% है, और बड़ी मात्रा में केंद्रित पानी का उत्पादन किया जाएगा। केंद्रित पानी की नमक सामग्री कच्चे पानी की तुलना में बहुत अधिक होगी। उपचार के उपाय, एक बार छुट्टी दे दी जाने के बाद पर्यावरण को प्रदूषित करेंगे।
वर्तमान में, घरेलू बिजली संयंत्रों में, रिवर्स ऑस्मोसिस से अधिकांश केंद्रित नमकीन को पुनर्नवीनीकरण किया जाता है और कोयला धोने और राख आर्द्रीकरण के लिए उपयोग किया जाता है; कुछ विश्वविद्यालय केंद्रित नमकीन के वाष्पीकरण और क्रिस्टलीकरण पर शोध कर रहे हैं, लेकिन लागत अधिक और कठिन है, और अभी तक कोई बड़ा मुद्दा नहीं है। औद्योगिक अनुप्रयोगों की रेंज।
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 छोटे जल उपचार प्रणालियों में प्रारंभिक निवेश के संदर्भ में पारंपरिक आयन विनिमय प्रक्रिया के बराबर है।
संक्षेप 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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