Système d'électro-démétallisation

Types de systèmes d'électrodéionisation

Un système d'électrodéionisation

(EDI) est un processus continu de purification de l'eau. Voici les différents types fonctionnels de systèmes EDI industriels :

• Le cœur de l'appareil EDI est constitué de membranes échangeuses d'ions et de résine. Les membranes sont constituées de substances chargées sélectives qui permettent le passage des ions tout en empêchant les molécules d'eau. Les configurations comprennent une cellule de solution d'alimentation, une cellule d'eau produite et une cellule de concentration. Ces trois cellules créent une voie de déplacement des ions d'une cellule à l'autre, modifiant la position des différents ions.
• Le processus de base commence par l'entrée de l'eau dans l'unité EDI à partir du réservoir d'alimentation. Initialement, une ou plusieurs pompes augmentent la pression de l'eau, la faisant passer dans l'unité EDI. Dans cette zone initiale de l'unité EDI, les cations (ions chargés positivement) se déplacent vers l'électrode chargée négativement (cathode) à travers la membrane échangeuse d'anions, puis à travers la résine échangeuse d'anions. Ensuite, l'eau continue son écoulement vers la partie de l'unité EDI où se trouvent une membrane échangeuse d'anions et une résine échangeuse d'anions, qui est plus proche de l'électrode chargée positivement (anode). Pendant ce temps, une fois que les cations ont traversé l'unité EDI, les anions (ions chargés négativement) se déplacent à travers la membrane d'anions et la résine d'anions vers l'anode. Après avoir traversé complètement l'unité EDI, l'eau purifiée sort de l'unité EDI et est appelée eau produite.
• Toute cette procédure prend moins d'une heure. De cette façon, de grandes quantités d'eau peuvent être déionisées rapidement. Cependant, tous les ions ne traversent pas les membranes et les résines. Certains résident dans le milieu d'échange d'ions et doivent peut-être être éliminés. Pour ce faire, une partie de l'eau appelée concentrat, qui a une teneur en sel plus élevée, devra être éliminée. Une sortie de concentrat est placée après la zone d'anions et avant la sortie de produit pour ce faire. Il est important que la bonne quantité de concentrat soit éliminée afin que l'unité EDI continue à fonctionner correctement. Habituellement, environ 7 à 15 % de l'eau entrant dans l'unité EDI étant éliminés sous forme de concentrat, une grande partie de l'eau restante est déionisée et sort de la sortie de produit. Ce rapport d'élimination de l'eau est appelé récupération de l'eau.

Spécifications et entretien du système d'électrodéionisation

Spécifications

• Débit : La quantité d'eau produite (en litres ou en gallons) par unité de temps (souvent par heure)
• Capacité de traitement : La charge ionique maximale que l'unité EDI peut gérer.
• Pression de fonctionnement : Les pressions auxquelles les systèmes EDI peuvent fonctionner, généralement représentées en bar ou en psi.
• Température de fonctionnement : La plage de températures autorisée pour le fonctionnement du système EDI.
• Besoins énergétiques : Les besoins en énergie électrique du système EDI, généralement exprimés en kilowatts (kW) ou en kilowattheures (kWh).
• Qualité de l'eau d'alimentation : Les exigences de qualité de l'eau d'entrée du système EDI, y compris la teneur totale en solides dissous (TDS) et la conductivité admissibles.
• Dimensions : La longueur, la largeur et la hauteur du système EDI, ce qui détermine l'espace qu'il occupe.
• Matériau de construction : Les systèmes EDI sont construits à partir de matériaux de construction, comme le plastique ou l'acier inoxydable, qui résistent à la corrosion et conservent leur intégrité dans le temps.
• Composants du système : Les systèmes EDI comprennent un certain nombre de pièces, telles que des modules d'échange d'ions, des membranes, des électrodes, une pompe d'alimentation, une alimentation électrique et un système de contrôle, chacun ayant une fonction et des performances particulières.

Entretien

• Nettoyage régulier : Les utilisateurs de systèmes EDI doivent nettoyer régulièrement les surfaces extérieures de l'équipement pour éliminer la poussière et la saleté afin de préserver la surface propre de l'équipement. Un chiffon humide ou un détergent doux est recommandé pour le nettoyage.
• Remplacement des consommables : Les systèmes EDI incluent généralement des consommables tels que la résine échangeuse d'ions et les membranes qui doivent être remplacés périodiquement. Les utilisateurs doivent établir un calendrier de remplacement en fonction de l'utilisation et de la qualité de l'eau et s'assurer du remplacement correct des consommables pour maintenir le fonctionnement stable du système et la pureté de la qualité de l'eau.
• Inspection de l'équipement : Une inspection régulière de l'équipement EDI est nécessaire. Cela comprend la vérification des connexions, des joints et des composants pour détecter tout signe de fuite, de dommage ou d'usure. Tout problème constaté doit être traité et réparé rapidement afin d'éviter d'autres dommages ou risques.
• Entretien de l'alimentation électrique : L'alimentation électrique sert de source d'énergie au système EDI, ce qui nécessite des vérifications périodiques de son état de fonctionnement et des connexions pour assurer un fonctionnement stable et une sortie de puissance appropriée. En cas de dysfonctionnement de l'alimentation électrique ou de problèmes de connexion, des réparations ou des remplacements rapides sont nécessaires.
• Étalonnage du système de contrôle : Le système de contrôle de l'équipement EDI est chargé de surveiller et de contrôler des paramètres tels que la pression de fonctionnement, le débit, la qualité de l'eau, etc. L'étalonnage et la maintenance réguliers du système de contrôle garantissent le bon fonctionnement des capteurs, des vannes et d'autres composants, en maintenant un contrôle précis et une surveillance fiable.
• Entretien régulier : Un entretien régulier de l'équipement EDI est nécessaire. Établissez un calendrier d'entretien en fonction des recommandations du fabricant et assurez un entretien rapide. L'entretien peut inclure des inspections complètes, des réglages et des réparations pour divers composants de l'équipement, garantissant des performances et une fiabilité optimales.

Scénarios d'utilisation des systèmes d'électrodéionisation

• Industries pharmaceutique et biotechnologique

  Un système de traitement de l'eau EDI crée de l'eau ultrapure adaptée aux formulations pharmaceutiques, aux essais cliniques et à d'autres applications dans les industries pharmaceutique et biotechnologique. La qualité de l'eau produite par ces systèmes d'électrodéionisation est généralement conforme aux normes établies par la Pharmacopée américaine (USP) et d'autres organismes de réglementation.

• Transformation des aliments et des boissons

  L'eau est un élément essentiel du processus de fabrication dans l'industrie alimentaire et des boissons. Elle est utilisée dans les flux de procédés, la fabrication d'ingrédients ou les formulations de produits finis. Un système d'électrodéionisation peut fournir de l'eau de haute pureté qui répond aux normes de l'industrie pour la teneur microbienne et les impuretés organiques.

• Fabrication de microélectronique

  La forme la plus pure de l'eau est nécessaire dans la production de microélectronique. Un système d'électrodéionisation peut fournir de l'eau déionisée ultrapure pour la fabrication de semi-conducteurs, la fabrication d'écrans plats, la production de panneaux solaires et d'autres applications de microélectronique. La capacité du système à réduire les contaminants ioniques inorganiques à des niveaux extrêmement bas est cruciale pour minimiser les défauts dans les composants électroniques.

• Production d'énergie

  L'eau d'alimentation des chaudières doit être exempte d'impuretés ioniques pour éviter l'entartrage et la corrosion. Cela nécessite l'utilisation d'un système d'électrodéionisation pour s'assurer que l'eau produite est adaptée à une production d'énergie efficace dans les chaudières. L'eau de haute qualité contribue à garantir le fonctionnement régulier et efficace du système de production d'énergie en réduisant le risque d'entartrage, ce qui pourrait affecter le transfert de chaleur.

• Applications de laboratoire et analytiques

  L'eau de haute pureté est essentielle pour les analyses de laboratoire, la préparation de réactifs, l'étalonnage des instruments et d'autres applications analytiques. Un système d'électrodéionisation peut produire l'eau de haute pureté nécessaire aux laboratoires pour obtenir des résultats précis et se conformer aux normes de l'industrie.

• Traitement de l'eau industrielle

  Un système d'électrodéionisation fait partie d'un système complet de traitement de l'eau utilisé dans les environnements industriels pour réduire les sels et les minéraux. Il peut être intégré à d'autres technologies de traitement de l'eau, telles que l'osmose inverse et l'ultrafiltration, pour produire de l'eau destinée aux tours de refroidissement, à l'eau de process et aux applications de rinçage.

Comment choisir des systèmes d'électrodéionisation

Lors de la sélection d'une unité d'électrodéionisation, tenez compte attentivement des facteurs suivants.

• Analyse de la qualité de l'eau d'alimentation

  Évaluez la qualité de l'eau entrante, telle que sa teneur totale en solides dissous (TDS), ses contaminants ioniques spécifiques (par exemple, sodium, calcium, magnésium, sulfate, chlorure), ses substances organiques et ses bactéries. Il est essentiel d'analyser la conductivité de l'eau et d'identifier les ions difficiles qui peuvent nécessiter un traitement spécial.

• Détermination des exigences de pureté

  Établissez le niveau de pureté de l'eau souhaité pour l'application prévue. Cela dépendra des exigences spécifiques des processus ou équipements suivants. Tenez compte de facteurs tels que les niveaux acceptables de contamination ionique, la résistivité et d'autres spécifications pertinentes.

• Comparaison des technologies EDIP

  Enquêtez et comparez différents systèmes d'électrodéionisation en fonction de leurs offres technologiques EDI. Examinez leurs spécifications de performance, leur efficacité, leur fiabilité et leur adéquation à l'application prévue. Évaluez les caractéristiques de conception, les gammes de capacité, la modularité et l'évolutivité des différents systèmes EDI.

• Considérations relatives au prétraitement et au post-traitement

  Déterminez si un prétraitement ou un post-traitement après électrodéionisation sera nécessaire. Un prétraitement, tel que la microfiltration ou l'ultrafiltration, peut être nécessaire pour éliminer les solides en suspension, les colloïdes ou les micro-organismes qui pourraient obstruer ou endommager l'unité EDI. De plus, des solutions de post-traitement, telles que la désinfection ou le stockage, peuvent être nécessaires pour maintenir la pureté et l'intégrité de l'eau déionisée.

• Évaluation de la capacité du système

  Calculez le débit et la capacité requis du système d'électrodéionisation en fonction de la demande d'eau prévue. Tenez compte de facteurs tels que les débits de pointe et moyens, le temps de fonctionnement et les besoins d'expansion futurs. Assurez-vous que l'unité EDI sélectionnée peut répondre adéquatement aux besoins de production d'eau prévus tout en permettant une croissance potentielle du système.

Foire aux questions sur le système d'électrodéionisation

Q1 : Quelle est la différence entre l'électrodéionisation et l'échange d'ions ?

A1 : L'échange d'ions est un processus qui échange des ions dans l'eau pour éliminer les impuretés. Il repose sur l'écoulement de l'eau à travers des résines, qui peuvent être utilisées selon différentes méthodes. Si l'échange d'ions peut améliorer la qualité de l'eau, il peut néanmoins nécessiter une puissance d'électrodéionisation supplémentaire. Un système EDI combine l'échange d'ions et l'énergie électrique pour éliminer les impuretés ioniques restantes que l'échange d'ions seul ne peut pas éliminer.

Q2 : Quelle est la différence entre l'électrodéionisation et l'électrofiltration ?

A2 : Un système d'électrofiltration utilise un champ électrique pour séparer les contaminants en suspension dans l'eau à travers un filtre poreux. À l'inverse, un système d'électrodéionisation fonctionne en déplaçant les ions à travers l'eau. Les deux systèmes peuvent partager certaines similitudes mais servent à des fins différentes.

Q3 : Le système d'électrodéionisation peut-il être utilisé dans différentes industries ?

A3 : Oui, le système d'électrodéionisation est utilisé dans diverses industries qui nécessitent de l'eau de haute pureté. Parmi ces industries, citons l'industrie pharmaceutique, l'industrie de la production d'énergie, l'industrie de la microélectronique et l'industrie alimentaire et des boissons, entre autres.

Q4 : Un système d'électrodéionisation a-t-il une limite de déionisation ?

A4 : Oui, une des limites du système EDI est que sa capacité à éliminer les impuretés ioniques peut être finie au fil du temps. Un lavage continu à l'eau est nécessaire pour maintenir ses performances. Le système a également une concentration maximale d'ions qui peut être accommodée.