Elektro-Deiyonizasyon (EDI)

EDI nedir?

Yüksek saflıkta su üretimi, geleneksel olarak membran separasyonu ve iyon değiştirme proseslerinin kombinasyonunu kullanmıştır. EDI prosesi ise, yarı-geçirgen membrane teknolojisi ile iyon değiştirici medyayı kendi bünyesinde birleştirerek, yüksek verimlilikte bir demineralizasyon sağlar.

Elektro-diyaliz ile elektriksel akım sağlanır. Özel tasarlanmış yeri geçirgen membranlar ile ise yüklerine bağlı olarak iyon konsantrasyonu düşürülür.

Elektro-diyaliz ile yaratılan elektriksel potansiyonel sayesinde yüklü iyonlar taşınır ve ayrıştırılır. Elektriksel akım, reçineyi sürekli rejenere eder. Bu sayede periyodik rejenerasyon ihtiyacı ortadan kalkar.

EDI prosesi ile yüksek saflıkta endüstriyel proses suyu elde edilir. Konvansiyonel iyon değiştirici sistemlere kıyasla %95 oranında daha az kimyasal kullanır. EDI sistemi ile, membran ve elektrik, eski proseslerin her gün ihtiyaç duydukları milyonlarca litre asit ve kostiğin yerini almaktadır.

Nasıl Çalışır?

Bir EDI ünitesi, deiyonizasyon bölmesinin basit yapısına sahiptir. Bölme, katyon değiştirici membran ve anyon değiştirici membran arasına yerleştirimiş bir iyon değiştirici reçine içerir. Membrandan sadece iyonlar geçebilir. Su geçemez.

Su, reçine dolu seyreltici kompartımana girdiğinde, birçok proses harekete başlar. Kuvvetli iyonlar, besi suyundan karışık yatak reçine sayesinde ayrılır. Kuvvetli doğru akım etkisi altında, yüklü iyonlar reçineden çekilerek, zıt yüklü elektrotlara geçer. Bu sayede, yüklü kuvvetli iyonlar sürekli olarak ayrıştırılır ve bitişik konsantre kompartımana transfer edilir.

İyonlar membrandan geçtikçe, konsantre bölmesine doğru ilerler fakat elektroda erişemez. Bitişikteki aynı yüklü membran tarafından bloke edilirler.

Kuvvetli iyonlar sudan ayrıldıkça, suyun iletkenliği ciddi derecede düşer. Uygulanan kuvvetli elektriksel voltaj, suyu reçine üzerinde hidrojen ve hidroksil iyonları olarak ayırır. Bunlar, iyon değiştirici reçineyi sürekli şekilde rejenere eden ajanlardır. Bu rejenere reçineler, karbondioksit veya silikat gibi nötr veya zayıf türlerin iyonizasyonuna olanak sağlar. İyonizasyonu da takiben, doğru akım ve iyon değiştirici membranlar ile giderim başlar.

Zayıf iyonize bileşiklerin giderilmesi için reçinede hidrojen ve hidroksil formlarında meydana gelen iyonlaşma reaksiyonları aşağıda listelenmiştir.

CO2 + OH– → HCO3–

HCO3– + OH– → CO3-2

SiO2 + OH– → HSiO3–

H3BO3 + OH– → B(OH)4–

NH3 + H+ → NH4+

Uygulamalar

EDI, tehlikeli kimyasal kullanmadan sudaki safsızlıkların sürekli ve ekonomik olarak giderilmesini gerektiren herhangi bir uygulama için kullanışlıdır. Bazı örnekler:

  • Gıda ve içecek endüstrisinde suyun yeniden kullanımı
  • Kimyasal üretim
  • Bio-teknoloji
  • Elektronik
  • Kosmetik
  • Laboratuvarlar
  • İlaç endüstrisi
  • Kazan besi suyu (link)
  • İyonize SiO2 ve TOK (toplam organik karbon) giderimi

Kurulumu takiben, EDI üniteleri oldukça güvenilir bir şekilde çalıştığından, enerji santrali kazan besi suyu veya mikroçip durulama suyu gibi son kullanıcı uygulamalarında yüksek saflıkta ürün suyu sağlar. Üretilen su, ihtiyaç olan saflık hedefini sağlar hatta aşar. Ek olarak, kirlenme neticesinde uygulanan yıkama ile, ürün kalitesi tamamen iyileştirilir.

 

Avantajları

Daha geleneksel iyon değiştirme proseslerinin alternatifi olarak EDI, hem enerji hem de operasyonel masraflar açısından avantajlar sağlar. İyon değiştirici reçinenin periyodik rejenerasyon ihtiyacını ortadan kaldırması ile asit ve kostik ile çalışmayı ortadan kaldırdığı için çevresel faydalar da sağlar.

EDI ‘nin alternatif konvansiyonel iyon değiştiricilere kıyasla avantajları şunlardır:

  • Basit ve sürekli işletim
  • Rejenerasyon kimyasalları ihtiyacı tamamen ortadan kalkar
  • Efektif maliyetli işletim ve bakım
  • Düşük enerji sarfiyatı
  • Kirlilik içermez, güvenli ve güvenilirdir
  • Sadece birkaç otomatik kontrol valfine ihtiyaç duyar. Operatör ilgisine ihtiyaç duyan kompleks çalışma şekli yoktur
  • Daha az yer gereksinimi
  • Sabit debide yüksek saflıkta su üretir
  • Çözünmüş inorganik maddelerin tam giderimini sağlar
  • Ters osmoz ön arıtması ile beraber kullanıldığında, sudan %99.9 ‘un üzerinde iyon giderimi sağlar

 

Dezavantajları

  • EDI, toplam sertlik değerinin 1 üzerinde olan besi suyunda kullanılamaz.
  • Saflaştırıcı ön arıtmaya ihtiyaç duyar
  • Ters osmoz membranından serbestçe geçen karbondioksit, suyun iletkenliğini arttırır. Karbondioksit gazı ile oluşan herhangi bir iyonik tür, EDI ürün suyunda iletkenliği arttırır. CO2 ‘nin sudaki yönetimi tipik olarak bir veya iki şekilde yönetilir. Suyun pH değeri ayarlanarak, RO membranlarının iyonik türleri tutması sağlanabilir veya CO2 çekici gaz kullanılarak sudan ayrıştırılabilir.