ED / EDR - Zero Liquid Discharge

2) Funkcja procesu

Rys. 1. Schematyczny opis procesu odwróconej elektrodializy

W każdym stosie EDR znajdują się dwie elektrody na zewnętrznej stronie, zanurzone w wodnym roztworze soli, który jest w stanie przewodzić prąd elektryczny i umożliwia wytworzenie pola elektrycznego wokół stosu. Roztwór soli jest pompowany w celu utrzymania równowagi jonowej. Ponieważ roztwór soli (prąd zasilający) znajduje się również pomiędzy membranami jonowymiennymi, pole elektryczne powoduje transport jonów. W przestrzeniach między elektrodami, oznaczonych jako „Rozcieńczalnik”, kationy będą dyfundować przez membranę CM do elektrody ujemnej (katody), a aniony będą dyfundować przez membranę AM do elektrody dodatniej (anody).

Jony opuszczające dopływ rozcieńczalnika przemieszczają się do sąsiedniej komory dopływu koncentratu, co prowadzi do spadku stężenia jonów w komorach rozcieńczalnika w procesie EDR. W komorach koncentratu kationy będą próbowały przemieszczać się do elektrody ujemnej, ale zostaną zablokowane przez membranę AM, a aniony będą próbowały przemieszczać się do elektrody dodatniej, ale zostaną zablokowane przez membranę CM. Prowadzi to do wzrostu ich stężeń w komorach koncentratu.

W procesie EDR napięcie na elektrodach jest odwracane co 30–60 minut, co powoduje również odwrócenie kierunku transportu jonów i usunięcie z powierzchni membrany substancji naładowanych elektrycznie, które mogą spowodować poważne, być może nieodwracalne uszkodzenia. Ogólnie zaleca się ich wcześniejsze usunięcie.

• cząstki rozproszone,
• koloidy
• kwasy próchniczne
• oleje i tłuszcze

Średnia żywotność membran ED wynosi od 5 do 7 lat.

3) Zalety i wady

Zalety:

EDR ma zalety, które stanowią o jego sukcesie. Po pierwsze, EDR może działać przy bardzo wysokim odzysku wody dzięki odwróceniu polaryzacji, co pozwala na oczyszczanie, bez użycia chemikaliów, wsadów o stężeniu kamienia solnego znacznie przekraczającym poziom nasycenia. Dodanie środka antyskalantowego jeszcze bardziej zwiększa tolerancję na sól w EDR.

W przeciwieństwie do odwróconej osmozy (RO), która jest procesem zależnym od ciśnienia, EDR działa poprzez przepływ wody zasilającej po powierzchni membran jonowymiennych, podczas gdy pole elektryczne usuwa jony z powierzchni membrany. EDR nie ma zwartej warstwy zanieczyszczeń, jak RO, co ogranicza jego wydajność odzysku.

Wady:

Główną wadą jest to, że powyżej określonej gęstości prądu (granicy gęstości prądu) dyfuzja jonów przez membrany EDR nie jest już liniowa w stosunku do przyłożonego napięcia, lecz prowadzi do dysocjacji wody (rozpadu wody na jony H⁺ i OH^-) i obniża wydajność systemu. Dlatego EDR musi zawsze działać poniżej granicy gęstości prądu. Dostępne są eksperymentalne procedury pomiarowe pozwalające określić CDL dla konkretnego paszy.

Kolejną wadą EDR jest to, że nie usuwa on mikroorganizmów i zanieczyszczeń organicznych, dlatego zawsze konieczne jest dodatkowe uzdatnianie, jeśli wymagana jest wysoka jakość wody.

4) Zastosowania w przemyśle przetwórczym