Elektrodionisatie (EDI) is een geavanceerde technologie voor de productie van ultrazuiver water en wordt gebruikt in toepassingen waar een zeer laag geleidingsvermogen en een lage restmineralisatie vereist zijn. Het EDI-proces combineert elementen van ionenwisselingstechnologie en elektrodialyse en maakt continue waterbehandeling zonder chemische regeneratie mogelijk.
Inhoudsopgave
Technische basisprincipes van elektrodeïonisatie (EDI)
Het EDI-systeem maakt gebruik van een elektrisch veld dat door elektroden wordt opgewekt om ionen uit het water te verwijderen. De hoofdstructuur van een EDI-cel bestaat uit ionenuitwisselingsmembranen (kationen- en anionenuitwisselingsmembranen) die afwisselend in de cel zijn geplaatst, en ionenuitwisselingsharsen die tussen de membranen zijn geplaatst. Het ruwe water wordt door het harsbed geleid, dat de ionen absorbeert en transporteert naar de overeenkomstige membranen voor lozing in de concentraatkamers. Automatische regeneratie van de harsen wordt bereikt door de continue toepassing van een elektrisch veld, waardoor er geen chemische regeneratiemiddelen nodig zijn.
Structuur van een EDI-cel
Ionenuitwisselingsmembranen:
- Kationenuitwisselingsmembranen laten alleen positief geladen ionen door (bv. calcium, magnesium), terwijl anionenuitwisselingsmembranen alleen negatief geladen ionen doorlaten (bv. chloride, sulfaat). Ze leiden de ionen naar de concentraatkamers, waar ze uit het systeem worden gespoeld.
Ionenwisselaarharsen:
- Deze speciale harsen, die zowel kationen als anionen absorberen, bieden een groot contactoppervlak voor ionenscheiding en dienen als transportmedium voor de ionen. In de EDI zorgen de harsen voor een continue ionenuitwisselingscapaciteit en dragen ze bij aan de hoge zuiverheid van het behandelde water.
Elektroden:
- Door een gelijkstroom tussen de elektroden aan te leggen, worden de ionen in het elektrische veld getrokken. Positieve ionen migreren naar de kathode, negatieve ionen naar de anode, waardoor het water bijna volledig gedemineraliseerd wordt.
Hoe elektrodionisatie werkt
EDI wordt meestal gebruikt als een nabehandelingsstap na omgekeerde osmose (RO) om restionen te verwijderen en water te produceren met een zeer laag geleidingsvermogen (meestal minder dan 0,1 μS/cm). Het proces omvat de volgende stappen:
Voorreiniging:
- Het ruwe water wordt eerst behandeld in een omgekeerd osmosesysteem om de meeste ionen te verwijderen. Het RO-systeem verlaagt de geleidbaarheid van het water en bereidt het optimaal voor op de EDI.
Ionscheiding en -transport:
- In de EDI-cel worden de resterende ionen door het elektrische veld geabsorbeerd door de ionenwisselaarharsen en naar de concentraatkamers geleid. Dit leidt tot een zeer lage geleidbaarheid in het pure water.
Continue harsregeneratie:
- Het elektrische veld regenereert de harsen continu terwijl de ionen in de concentraatkamers worden afgevoerd, waardoor chemische regeneratie niet meer nodig is en het EDI-proces continu en milieuvriendelijk verloopt.
Afbeelding: Ultrazuiver watersysteem met EDI ALMA OSMO VE
Voordelen van elektrodionisatie
EDI is een krachtige en milieuvriendelijke technologie die aanzienlijke voordelen biedt ten opzichte van traditionele waterontziltingsprocessen:
Chemievrije regeneratie:
- In tegenstelling tot conventionele ionenuitwisselingsprocessen, waarbij zuren en logen nodig zijn voor de regeneratie van de hars, vindt de regeneratie in de EDI plaats via het elektrische veld. Dit verlaagt de bedrijfskosten en milieuvervuiling aanzienlijk.
Continue werking:
- EDI kan 24 uur per dag worden gebruikt zonder onderbrekingen door regeneratiecycli, waardoor de efficiëntie en beschikbaarheid van het systeem aanzienlijk toenemen.
Zuiver water:
- Door de laatste overgebleven ionen te verwijderen, bereikt EDI extreem lage geleidbaarheid, wat essentieel is voor toepassingen in de farmaceutische industrie, elektronicaproductie en energiecentraletechnologie.
Compact en ruimtebesparend ontwerp:
- De EDI-cellen hebben een modulair ontwerp, waardoor ze zeer ruimtebesparend zijn en geschikt voor flexibele systeemconcepten. Continue werking vermindert de behoefte aan opslagtanks voor regeneratiegerelateerde stilstandtijden.
Toepassingsgebieden voor elektrodionisatie
EDI wordt vooral gebruikt in gebieden die bijzonder hoge eisen stellen aan de waterkwaliteit:
farmaceutische industrie:
- Zuiver water is van groot belang voor farmaceutische processen, omdat onzuiverheden de kwaliteit van de producten kunnen aantasten. Dankzij de chemicaliënvrije werking is EDI-technologie een milieuvriendelijke en efficiënte oplossing voor de continue toevoer van ultrazuiver water.
Productie van elektronica en halfgeleiders:
- In de productie van micro-elektronica en halfgeleiders is ultrazuiver water nodig om gevoelige componenten te reinigen. Zelfs het kleinste residu kan de functionaliteit van de producten in gevaar brengen. Daarom is EDI hier gevestigd als de standaardtechnologie voor de productie van ultrazuiver water.
Elektriciteitscentrales en stoomopwekking:
- In energiecentraletechnologie is het gebruik van ultrazuiver water voor stoomgeneratoren en ketelvoedingswater cruciaal om corrosie en afzettingen te voorkomen. EDI is een optimale oplossing voor het leveren van water voor gebruik in hogedrukketels.
Voedingsmiddelen- en drankenindustrie:
- Bij de productie van dranken en voedingsmiddelen wordt EDI gebruikt om zuiver water te produceren om de smaak en kwaliteit van de eindproducten te garanderen. De hoge waterzuiverheid maakt ook langere productiecycli mogelijk zonder onderbreking door systeemreiniging.
Uitdagingen en technische vereisten van elektrodeïonisatie
Eisen voor de kwaliteit van het voedingswater:
- Aangezien de EDI gevoelig reageert op hoge ionenconcentraties, is voorbehandeling van het water (bijv. door omgekeerde osmose) nodig om aan de kwaliteitseisen voor het voedingswater te voldoen en de efficiëntie van het systeem te garanderen.
Operationele stabiliteit en energievoorziening:
- Aangezien het elektrische veld cruciaal is voor de continue regeneratie van de harsen, moet een constante stroomtoevoer worden gegarandeerd. Fluctuaties in de stroomtoevoer kunnen de efficiëntie van het proces nadelig beïnvloeden.
Vervuiling en regelmatig onderhoud:
- Hoewel EDI-technologie minder onderhoud vereist dan conventionele ionenwisselaars, kunnen aangroei en afzettingen de prestaties van het systeem beïnvloeden. Regelmatige reiniging en onderhoud zijn nodig om de membranen en harsen te beschermen tegen afzettingen en biofouling.
Conclusie
Elektrodionisatie (EDI) is een geavanceerde en milieuvriendelijke technologie voor de productie van ultrazuiver water. Dankzij de combinatie van ionenuitwisseling en elektrodialyse kunnen EDI-systemen continu worden gebruikt en hebben ze geen chemische regeneratie nodig, wat de bedrijfskosten verlaagt en de impact op het milieu minimaliseert. Toepassingen variëren van de farmaceutische en elektronica-industrie tot energiecentrales, waar hoge eisen worden gesteld aan de zuiverheid van het water. EDI-systemen bieden een uitstekende oplossing voor veel industriële toepassingen vanwege het eenvoudige onderhoud, de hoge efficiëntie en de uitstekende waterkwaliteit.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
