ED対RO:脱塩のための電気透析の利点

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Kevin Westerlingによる
@KevinOnWater

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あなたのメトリックがインストールの総数であれば、逆浸透（RO）が現在淡水化技術の中で支配していることは間違いありません。 しかし、新しい競争相手は、少なくとも特定のアプリケーションのために、発生しています。 総分解された固体(TDS)の2,000から15,000ppmの範囲で塩気のある水があれば、RO上の電気透析(ED)を考慮したいと思う場合もあります。

EDは主に淡水化のために設計されているため、ROを使用して懸濁固形物、全有機炭素（TOC）、またはその他の汚染物質を除去している場合は、今すぐ読 しかし塩気のある水脱塩が操作に必要である産業スペースに多くの適用が、特にある。 また、利用可能な資源の減少を補完し、帯水層の塩水侵入を軽減するためにますます使用されています。 歴史的にコスト法外な、電気透析は今逆浸透への実行可能な代替である-多分より良いもの。

以下は、後者が現在の標準であるため、ROと比較してEDの利点です。 これらは、電気透析による電気化学的脱塩を広範な採用のために実現可能にするための（成功した）試みにおいて、2008年以来ED技術に関する広範なR&Dを 利点は、半世紀前に創業に戻って、EDのために常にあったが、より大きな手頃な価格は、新しい光の中でこれらの利点をキャストします。

チューニング可能

チューニング可能とはどういう意味ですか？ 淡水化の文脈では、それは入力と出力を簡単に変更する能力を意味します。 エドはそれを持っています;ROはそうではありません。

「私たちは実際に、海が主導する汽水域であり、出潮時には2,000ppm、入潮時にはおそらく35,000ppmであるいくつかのサイトで操縦しました。 それはTDSの観点からはかなりのスイングです。 私たちがEDの観点から行うことは、これらの塩を溶液から追い出すのに必要な電力量を増やすことだけです」とBuzzell氏は説明します。

“必要な電力量は、あなたが追い出す必要がある塩の量に完全に基づいているので、それはモジュールを流れる水の流量と塩濃度の完全な関数です。”

EDでは、水質はエネルギーを減らすことによって影響されません。 必要とされないどのようなエネルギーは保存されますが、出力は一貫しています。 ROによって、一貫した水質は小さい膜の気孔を通して給水をポンプでくむある特定の（高い）圧力に依存しているどの位塩が取除かれているかにもかか

「ある程度は、それは一種の愚かな技術だ」とBuzzellはROについて語った。 “それはちょうどまっすぐな除去であり、出力を変更するためにできることはあまりありません。 あなたは圧力を変えることができますが、あなたはかなり似た出力を得ます。”

低圧操作

ROは膜処理のために高圧に依存していますが、EDは低圧/接線流プロセスであるイオン交換（IX）膜を用いたクロスフロー分離によって動作します。 ROのろ過の総当たり力に対して、EDは静かに作動し、専門にされた配管、弁およびポンプがROの強い圧力を収容するように要求しない。

「我々は7bar以下で稼働しており、70barで稼働している」とBuzzell氏は指摘する。 “1000psiのポンプが動作するためには、それは耳障りです。 騒音、振動、および圧力を考慮するように設計する必要があります。”

ライフサイクルコスト

Buzzellによると、ROのためのそのような厳しい機器要件は通行料を取る。 EDはライフサイクル-コストの削減を助けるシステム給水、ないポンプによって大抵運転される。 Evoquaの社内調査を引用して、Buzzellは新しいNEXED EDシステムがエネルギー使用の30パーセントの減少を含む汽水の塗布のための総ライフサイクル-コストのRO上の10パーセントの利点を示すことを報告した(3kWh/m3のROのエネルギー使用に基づく)。 “しかし、逆浸透はまったくまだ立っていない”とBuzzellは認めた。 “彼らは進歩を遂げました。”

それらは時間の経過とともに変化する可能性がありますが、資本コストとエネルギーは計算と比較が容易であり、O&Mコストは評価が困難です。 Buzzell氏は、ROは厳しい環境でより多くの機器を動作させる必要があるため、EDは長期的なO&Mに関して利点を得ていると主張しました。

容易な維持

ROおよびEDは両方膜をスケーリングおよび汚染から自由保つようにきれい場所(CIP)の養生法を要求する; 但し、ROのスキッドがクリーニングのためにオフラインにされるとき、処置容量の必要な低下があり—それはEDの場合ではない。 Buzzellは説明した:

“クリーンインプレイスを行うために手数料から一つのスキッドを取るために、何も本当に変更されません。 私達の流動度およびプロダクト水は同じに残ります。 システムは増加した流れを扱っているモジュールにより多くのエネルギーをちょうど適用する。 私たちは、動作していないモジュールでCIP操作を行い、それをオンラインに戻し、次のモジュールに移動します。”

容量の損失を考慮する必要がないため、EDではCIPスケジュールを維持するのが簡単です。 さらに、Buzzellによると、物理的なメンテナンスは「全体的に少し簡単です」。

調節可能なフットプリント…と進行中の変更

最後に、EDの調整可能性は、オペレータがより高い電力で実行し、物理的なフットプリントを減らすこと そのような柔軟性は足跡かエネルギーが特に高い商品—例えば、沖合いの船およびプラットホームのスペースのための優れた価格であるところで最も有利で 時間と空間の両方が同じお金であれば、最後の二つの利点は、”調整可能性”が負担するコスト削減に話します。

EDのコストを下げるためのクレジットは、Evoquaによって開発され、そのNEXED電気化学脱塩モジュールに組み込まれた新しいイオン交換膜に起因する。 Buzzellは、膜がコスト障壁を壊すだけでなく、以前のIX膜の設計と性能を向上させることを私に知らせました。 それは今後数年間で海水淡水化のために利用されるかもしれませんが、それは会社の現在の焦点ではありません（エキサイティングな見通しですが）。 今のところ、EvoquaのEDの復活は特定の塩気のある水塗布に集中する—2,000から15,000ppm、主に産業—上記リストされていた利点がROを越えることができるところ。 将来のための機会は、この第一段階で技術がどのように機能するかに左右され、民間部門よりも”降圧のための強打”を決定する良い場所はありません。