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Was ist ein EDI-Skid? Wie funktionieren Elektrodeionisations-Wasseraufbereitungsanlagen?<\/p><\/div>\n
Gliederung des Artikels<\/h2>\n\n- Was ist ein EDI-Skid?<\/li>\n
- Wie funktioniert der Elektrodeionisationsprozess?<\/li>\n
- Aus welchen Komponenten besteht eine EDI-Wasseraufbereitungsanlage?<\/li>\n
- Warum wird die Umkehrosmose normalerweise vor der EDI installiert?<\/li>\n
- Wie schneidet EDI im Vergleich zum herk\u00f6mmlichen Ionenaustausch ab?<\/li>\n
- Welche Wasserqualit\u00e4t kann ein EDI-System erzielen?<\/li>\n
- Welche Anforderungen stellt eine EDI-Anlage an das Speisewasser?<\/li>\n
- Wo wird EDI in industriellen Anwendungen eingesetzt?<\/li>\n
- Was sind die wichtigsten Vorteile und Grenzen von EDI?<\/li>\n
- Wie sollte eine Aufbereitungsanlage f\u00fcr elektrodeionisiertes Wasser ausgelegt werden?<\/li>\n
- Wie wird ein EDI-System betrieben und gewartet?<\/li>\n
- Wie sollten EPC-Auftragnehmer einen Anbieter f\u00fcr ein EDI-System ausw\u00e4hlen?<\/li>\n
- H\u00e4ufig gestellte Fragen<\/li>\n
- Wichtige Punkte, die man beachten sollte<\/li>\n<\/ol>\n
Was ist ein EDI-Modul in einer Wasseraufbereitungsanlage?<\/h2>\n
EDI steht f\u00fcr Elektrodeionisierung. Ein EDI-Skid ist eine werkseitig montierte Wasseraufbereitungsanlage, die eine oder mehrere EDI<\/a> Module sowie die f\u00fcr deren Betrieb, \u00dcberwachung und Steuerung erforderlichen Ger\u00e4te.<\/p>\nDie Anlage wird in der Regel mit hochgereinigtem Speisewasser aus einer Umkehrosmoseanlage versorgt. Anschlie\u00dfend entfernt sie einen Gro\u00dfteil der verbleibenden gel\u00f6sten ionischen Verunreinigungen, um entionisiertes Wasser oder hochreines Prozesswasser herzustellen.<\/p>\n
Ein vereinfachter Behandlungsablauf sieht wie folgt aus:<\/p>\n
Rohwasser\n \u2193\nVorbehandlung\n \u2193\nUmkehrosmose\n \u2193\nRO-Permeat\n \u2193\nEDI-Anlage\n \u2193\nHochreines Wasser\r\n<\/code><\/pre>\nDer Begriff \u201cSkid\u201d bezieht sich auf die physische Baugruppe. Pumpen, Ventile, EDI-Module, Messger\u00e4te, Rohrleitungen, elektrische Komponenten und Steuerungen sind auf einem Tragrahmen montiert, sodass das System vor dem Versand gefertigt und getestet werden kann.<\/p>\n
Dies ist f\u00fcr EPC-Projekte von Vorteil, da ein Gro\u00dfteil der Rohrleitungs- und Elektroinstallationen bereits im Werk und nicht erst auf der Baustelle erfolgt.<\/p>\n
Ein EDI-Modul hingegen ist lediglich die zentrale Trenneinheit. Ein EDI-System oder eine EDI-Anlage integriert das Modul in eine betriebsfertige Wasseraufbereitungsanlage.<\/p>\n
Wie funktioniert der Elektrodeionisationsprozess?<\/h2>\n
Der EDI-Prozess vereint drei Technologien:<\/p>\n
\n- Ionenaustauscherharz<\/li>\n
- Ionenaustauschmembranen<\/li>\n
- Gleichstrom<\/li>\n<\/ul>\n
Das Harz bindet gel\u00f6ste Ionen aus dem Wasser. Das angelegte elektrische Feld bewirkt dann, dass diese Ionen durch selektive Membranen in die Konzentratkan\u00e4le wandern.<\/p>\n
Zu den positiv geladenen Ionen, den sogenannten Kationen, geh\u00f6ren unter anderem folgende Stoffe:<\/p>\n
\n- Natrium<\/li>\n
- Kalzium<\/li>\n
- Magnesium<\/li>\n
- Ammonium<\/li>\n<\/ul>\n
Zu den negativ geladenen Ionen, den sogenannten Anionen, geh\u00f6ren:<\/p>\n
\n- Chlorid<\/li>\n
- Sulfat<\/li>\n
- Nitrat<\/li>\n
- Bikarbonat<\/li>\n
- Silikatverbindungen unter geeigneten Bedingungen<\/li>\n<\/ul>\n
Der EDI-Stack enth\u00e4lt abwechselnd angeordnete ionenselektive Membranen. Kationenaustauschmembranen beg\u00fcnstigen die Bewegung positiv geladener Ionen, w\u00e4hrend Anionenaustauschmembranen die Bewegung negativ geladener Ionen beg\u00fcnstigen.<\/p>\n
Vereinfacht ausgedr\u00fcckt lautet die Sichtweise:<\/p>\n
Gleichstrom-Elektrofeld\n (+) -------------------- (-)\r\n\r\nSpeisewasser\n \u2193\n\u250c\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2510\n\u2502 Mit Harz gef\u00fcllte Verd\u00fcnnungskammer \u2502\r\n\u2502 \u2502\n\u2502 Kationen \u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u25ba Kationenmembran \u2502\n\u2502 Anionen \u25c4\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500 Anionenmembran \u2502\n\u2502 \u2502\r\n\u2502 Gereinigtes Wasser flie\u00dft weiter \u2502\n\u2514\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2518\n \u2193 \u2193\n Produktwasser-Konzentrat\r\n<\/code><\/pre>\nJe mehr Ionen aus dem Produktstrom abwandern, desto st\u00e4rker wird das Produktwasser entionisiert.<\/p>\n
Ein wesentliches Merkmal ist das Verhalten des Harzes. Bei der herk\u00f6mmlichen Ionenaustauschung muss ersch\u00f6pftes Harz normalerweise mit S\u00e4ure oder Lauge regeneriert werden. Bei der EDI f\u00f6rdern die elektrischen Bedingungen im Inneren des Moduls die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Hydroxidionen. Diese tragen dazu bei, das Harz w\u00e4hrend des Betriebs kontinuierlich zu regenerieren.<\/p>\n
Aus diesem Grund wird die Elektrodeionisierung oft als kontinuierlicher Prozess beschrieben. Veolia beschreibt die kontinuierliche EDI als ein Verfahren, bei dem Harz, Membranen und Strom eingesetzt werden, um das RO-Permeat kontinuierlich zu reinigen, ohne dass eine routinem\u00e4\u00dfige chemische Regeneration erforderlich ist.<\/p>\n
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Was ist ein EDI-Skid? Wie funktionieren Elektrodeionisations-Wasseraufbereitungsanlagen?<\/p><\/div>\n
Aus welchen Komponenten besteht ein EDI-Wasseraufbereitungssystem?<\/h2>\n
Ein industrielles EDI-Wasseraufbereitungssystem umfasst weit mehr als nur das EDI-Modul selbst.<\/p>\n
Ein typischer Skid kann Folgendes umfassen:<\/p>\n
\n\n\nKomponente<\/th>\n Funktion<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n \n\nEDI-Modul<\/td>\n Entfernt verbleibende ionisierbare Verunreinigungen<\/td>\n<\/tr>\n \nAbsperrventil f\u00fcr die Zufuhrleitung<\/td>\n Regelt den Zufluss des RO-Permeats<\/td>\n<\/tr>\n \nDruckregler<\/td>\n Sorgt f\u00fcr einen angemessenen Betriebsdruck<\/td>\n<\/tr>\n \nDurchflussmesser<\/td>\n Produkt- und Konzentratdurchfluss messen<\/td>\n<\/tr>\n \nManometer\/Druckmessumformer<\/td>\n Hydraulische Zust\u00e4nde \u00fcberwachen<\/td>\n<\/tr>\n \nLeitf\u00e4higkeits-\/Widerstandsmessger\u00e4t<\/td>\n \u00dcberpr\u00fcft die Wasserqualit\u00e4t des Produkts<\/td>\n<\/tr>\n \nGleichstromversorgung<\/td>\n Liefert das elektrische Feld<\/td>\n<\/tr>\n \nBedienfeld<\/td>\n Betreibt und sch\u00fctzt das System<\/td>\n<\/tr>\n \nSPS\/HMI<\/td>\n Automatisierung und Prozess\u00fcberwachung<\/td>\n<\/tr>\n \nRohrleitungen und Ventile<\/td>\n Direkte Zufuhr-, Produkt- und Konzentratstr\u00f6me<\/td>\n<\/tr>\n \nProbenahmestellen<\/td>\n Wasserqualit\u00e4tspr\u00fcfungen zulassen<\/td>\n<\/tr>\n \nRahmen\/Kufen<\/td>\n Unterst\u00fctzt das gesamte Paket<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\nGr\u00f6\u00dfere Anlagen k\u00f6nnen mehrere EDI-Ger\u00e4te parallel einsetzen, um die erforderliche Wasserproduktionskapazit\u00e4t zu erreichen.<\/p>\n
Das System ben\u00f6tigt au\u00dferdem Sicherheitsverriegelungen. So darf beispielsweise die Gleichstromversorgung nicht in Betrieb sein, wenn kein ausreichender Wasserdurchfluss vorliegt. Ein zu geringer Durchfluss, \u00fcberm\u00e4\u00dfiger Druck, schlechte Qualit\u00e4t des Zulaufwassers oder andere abnormale Zust\u00e4nde k\u00f6nnen einen Alarm ausl\u00f6sen oder das System abschalten.<\/p>\n
EPC-Auftragnehmern empfehlen wir in der Regel, den EDI-Skid als Teil des gesamten Wasseraufbereitungssystems zu betrachten und nicht als eigenst\u00e4ndige Einheit. Die Umkehrosmosequalit\u00e4t, die Entgasung, die F\u00f6rderung, die Speicherung, die R\u00fcckf\u00fchrung, die Messtechnik und die Hygiene im nachgelagerten Bereich beeinflussen alle die endg\u00fcltige Leistung.<\/p>\n
Warum wird die Umkehrosmose normalerweise vor der EDI installiert?<\/h2>\n
EDI ist eine Reinigungstechnologie. Sie ist in der Regel nicht f\u00fcr die Aufbereitung von unbehandeltem Rohwasser ausgelegt.<\/p>\n
Die Umkehrosmose \u00fcbernimmt daher zun\u00e4chst den gr\u00f6\u00dften Teil der Entsalzung.<\/p>\n
Eine g\u00e4ngige Systemkonfiguration ist:<\/p>\n
Rohwasser\n \u2193\nVorbehandlung\n \u2193\nUmkehrosmose (RO)\n \u2502\n \u251c\u2500\u2500 Entfernt den Gro\u00dfteil der gel\u00f6sten Salze\n \u2193\nEDI\n \u2502\n \u2514\u2500\u2500 Entfernt verbleibende Ionen\n \u2193\nHochreines Wasser\r\n<\/code><\/pre>\nDie kommerziellen RO-CEDI-Anlagen von Veolia kombinieren Umkehrosmose und kontinuierliche Elektrodeionisierung auf einem einzigen Modul, um speziell entmineralisiertes Wasser von hoher Qualit\u00e4t zu erzeugen.<\/p>\n
Diese Regelung bringt einen bedeutenden wirtschaftlichen Vorteil mit sich.<\/p>\n
M\u00fcsste eine EDI-Anlage Wasser mit einer sehr hohen Ionenbelastung aufbereiten, m\u00fcsste sie weitaus mehr Ionen durch ihre selektiven Membranen leiten. Dies f\u00fchrt zu einem h\u00f6heren Strombedarf, einem erh\u00f6hten Risiko der Verkrustung und Leistungsproblemen.<\/p>\n
RO verringert diese Belastung zun\u00e4chst.<\/p>\n
Die Umkehrosmoseanlage reduziert au\u00dferdem:<\/p>\n
\n- H\u00e4rte<\/li>\n
- Natrium<\/li>\n
- Chlorid<\/li>\n
- Sulfat<\/li>\n
- Viele gel\u00f6ste Schadstoffe<\/li>\n
- Kiesels\u00e4ure in unterschiedlichen Mengen<\/li>\n
- Organische Verunreinigungen in unterschiedlichem Ausma\u00df<\/li>\n<\/ul>\n
EDI \u00fcbernimmt dann die Aufbereitung der wesentlich geringeren Ionenbelastung, die im RO-Permeat verbleibt.<\/p>\n
Bei Hochreinheitssystemen kann vor der EDI-Anlage auch ein Membranentgaser installiert werden, um den Kohlendioxidgehalt zu regulieren. CO\u2082 spielt eine wichtige Rolle, da es in seiner gel\u00f6sten molekularen Form als Ion nicht stark zur\u00fcckgehalten wird und nach dem Eintritt in die EDI-Anlage zur Ionenbelastung beitragen kann.<\/p>\n
In den technischen Leitlinien von DuPont zum EDI-Verfahren wird ausdr\u00fccklich darauf hingewiesen, dass ein zu hoher CO\u2082-Gehalt und eine zu hohe Alkalit\u00e4t die Qualit\u00e4t des Produktwassers erheblich beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Wie schneidet EDI im Vergleich zum herk\u00f6mmlichen Ionenaustausch ab?<\/h2>\n
Sowohl EDI als auch der herk\u00f6mmliche Ionenaustausch k\u00f6nnen entmineralisiertes Wasser erzeugen. Der gro\u00dfe Unterschied besteht darin, wie das Ionenaustauscherharz regeneriert wird.<\/p>\n
In einem herk\u00f6mmlichen Mischbett- oder Zweibett-Entionisierungssystem ist das Harz irgendwann ersch\u00f6pft. In der Regel setzen die Betreiber S\u00e4uren und Laugen ein, um die Austauschkapazit\u00e4t wiederherzustellen.<\/p>\n
EDI nutzt Strom, um das Harz w\u00e4hrend des Betriebs aktiv zu halten.<\/p>\n
\n\n\nFaktor<\/th>\n EDI<\/th>\n Traditioneller Ionenaustausch<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n \n\nIonenentfernung<\/td>\n Kontinuierlich<\/td>\n Stapelweise\/zyklisch<\/td>\n<\/tr>\n \nHarz<\/td>\n Ja<\/td>\n Ja<\/td>\n<\/tr>\n \nSelektive Membran<\/td>\n Ja<\/td>\n Normalerweise nicht<\/td>\n<\/tr>\n \nElektrisches Feld<\/td>\n Ja<\/td>\n Nein<\/td>\n<\/tr>\n \nRoutinem\u00e4\u00dfige Regeneration mit S\u00e4ure\/Lauge<\/td>\n Normalerweise nicht erforderlich<\/td>\n Erforderlich<\/td>\n<\/tr>\n \nFutterbedarf<\/td>\n Hochwertiges, vorbehandeltes Wasser<\/td>\n Je nach Ausf\u00fchrung k\u00f6nnen auch weiter gefasste Bedingungen akzeptiert werden<\/td>\n<\/tr>\n \nStabilit\u00e4t der Wasserqualit\u00e4t<\/td>\n Bei korrekter Bedienung ununterbrochen<\/td>\n Kann sich im Laufe des Betriebs-\/Regenerationszyklus \u00e4ndern<\/td>\n<\/tr>\n \nAutomatisierung<\/td>\n Hoch<\/td>\n Kann automatisiert werden, die Regeneration bleibt jedoch erforderlich<\/td>\n<\/tr>\n \nLagerung von Chemikalien<\/td>\n Absenken zur Regeneration<\/td>\n In der Regel sind S\u00e4ure bzw. Laugen erforderlich<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\nDies ist ein Grund, warum EDI f\u00fcr Betriebe attraktiv geworden ist, die den routinem\u00e4\u00dfigen Umgang mit gef\u00e4hrlichen Chemikalien reduzieren m\u00f6chten.<\/p>\n
Allerdings sollte man den Begriff \u201cchemikalienfrei\u201d nicht allzu w\u00f6rtlich nehmen.<\/p>\n
Durch EDI entf\u00e4llt die routinem\u00e4\u00dfige chemische Regeneration des Harzes w\u00e4hrend des normalen Produktionsbetriebs; dennoch k\u00f6nnen in einer Industrieanlage an anderer Stelle weiterhin Chemikalien ben\u00f6tigt werden f\u00fcr:<\/p>\n
\n- RO-Vorbehandlung<\/li>\n
- pH-Regelung<\/li>\n
- Membranreinigung<\/li>\n
- Desinfektion<\/li>\n
- CIP-Vorg\u00e4nge<\/li>\n
- Kalkbek\u00e4mpfung<\/li>\n<\/ul>\n
Der eigentliche Vorteil besteht darin, dass der wiederkehrende Regenerationszyklus mit S\u00e4ure und Lauge entf\u00e4llt, der f\u00fcr viele herk\u00f6mmliche Ionenaustauschsysteme charakteristisch ist.<\/p>\n
Welche Wasserqualit\u00e4t kann ein EDI-System erzielen?<\/h2>\n
\n\n\nWasserb\u00fchne<\/th>\n Typische relative Ionenreinheit<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n \n\nRohwasser<\/td>\n Niedrig<\/td>\n<\/tr>\n \nEntkalktes Wasser<\/td>\n \u00c4hnlicher Gesamtionengehalt, geringere H\u00e4rte<\/td>\n<\/tr>\n \nRO-Permeat<\/td>\n Hoch<\/td>\n<\/tr>\n \nRO + EDI-Produkt<\/td>\n Sehr hoch<\/td>\n<\/tr>\n \nRO + EDI + Endpolieren<\/td>\n Bei fachgerechter Auslegung geeignet f\u00fcr anspruchsvolle Reinstwasseranwendungen<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\nDie tats\u00e4chliche Leistung muss je nach Projekt festgelegt werden.<\/p>\n
W\u00e4hlen Sie ein EDI-System nicht allein deshalb aus, weil in einer Brosch\u00fcre \u201c18 M\u03a9\u00b7cm\u201d angegeben ist. Die Wasserqualit\u00e4t des Produkts h\u00e4ngt ab von:<\/p>\n
\n- Leitf\u00e4higkeit des Futters<\/li>\n
- CO\u2082<\/li>\n
- Kiesels\u00e4ure<\/li>\n
- Temperatur<\/li>\n
- Futterh\u00e4rte<\/li>\n
- Laden des EDI-Moduls<\/li>\n
- Erholung<\/li>\n
- Durchflussmenge<\/li>\n
- Elektrischer Strom<\/li>\n
- Systemzustand<\/li>\n<\/ul>\n
Zudem regeln Industrieunternehmen h\u00e4ufig nicht nur die Leitf\u00e4higkeit oder den spezifischen Widerstand.<\/p>\n
Sie k\u00f6nnen au\u00dferdem Folgendes angeben:<\/p>\n
\n- Kiesels\u00e4ure<\/li>\n
- Natrium<\/li>\n
- Gesamtgehalt an organischem Kohlenstoff<\/li>\n
- Bakterien<\/li>\n
- Partikel<\/li>\n
- Gel\u00f6ster Sauerstoff<\/li>\n
- Bor<\/li>\n
- Chlorid<\/li>\n<\/ul>\n
Bei Projekten in den Bereichen Halbleiter, Pharmazie und anderen Bereichen, in denen hochreines Wasser ben\u00f6tigt wird, kann die EDI eine Stufe in einer wesentlich umfangreicheren Aufbereitungsanlage darstellen.<\/p>\n
Welche Anforderungen stellt eine EDI-Anlage an das Speisewasser?<\/h2>\n
Eine gute EDI-Leistung beginnt mit gut aufbereitetem Wasser.<\/p>\n
Die Wasserh\u00e4rte spielt dabei eine besonders wichtige Rolle. Kalzium und Magnesium k\u00f6nnen in den EDI-Konzentratzonen Kalkablagerungen bilden, da die \u00f6rtlichen pH-Bedingungen die Ausf\u00e4llung beg\u00fcnstigen k\u00f6nnen.<\/p>\n
So gibt beispielsweise das aktuelle technische Handbuch EDI-310 von DuPont f\u00fcr dieses spezielle Modul eine maximale H\u00e4rte von 0,5 mg\/l als CaCO\u2083 bei einer R\u00fcckgewinnungsrate von 90% und von 0,1 mg\/l bei einer R\u00fcckgewinnungsrate von 95% an. Diese Zahlen verdeutlichen, wie niedrig die H\u00e4rte des EDI-Zulaufs sein muss; der korrekte Grenzwert muss stets vom Hersteller des ausgew\u00e4hlten Moduls angegeben werden.<\/p>\n
Weitere wichtige Parameter des Speisewassers sind:<\/p>\n
\n- Leitf\u00e4higkeit<\/li>\n
- H\u00e4rte<\/li>\n
- CO\u2082<\/li>\n
- Alkalit\u00e4t<\/li>\n
- Kiesels\u00e4ure<\/li>\n
- Eisen<\/li>\n
- Mangan<\/li>\n
- Organische Verunreinigungen<\/li>\n
- Chlor oder andere Oxidationsmittel<\/li>\n
- Temperatur<\/li>\n
- pH-Wert<\/li>\n<\/ul>\n
Warum ist Siliziumdioxid so wichtig?<\/h3>\n
Kiesels\u00e4ure kann unter ungeeigneten Wasserbedingungen hartn\u00e4ckige Ablagerungen verursachen. DuPont warnt davor, dass ein zu hoher Kiesels\u00e4uregehalt im Zulauf die EDI-Leistung beeintr\u00e4chtigen und zu irreversiblen Ablagerungen in den Konzentratkammern f\u00fchren kann.<\/p>\n
Warum ist CO\u2082 so wichtig?<\/h3>\n
Kohlendioxid kann im Vergleich zu ionischen Salzen relativ leicht die Umkehrosmose (RO) passieren. Sobald es in eine EDI-Anlage gelangt, f\u00fchren Reaktionen mit Bicarbonat und Carbonat zu einer Erh\u00f6hung der Ionenbelastung.<\/p>\n
Bei Wasser mit einem hohen CO\u2082-Gehalt k\u00f6nnen Ingenieure Folgendes verwenden:<\/p>\n
\n- pH-Einstellung<\/li>\n
- Membranentgasung<\/li>\n
- Entkarbonisierung<\/li>\n
- Verbesserte RO-Konfiguration<\/li>\n<\/ul>\n
Die genaue L\u00f6sung h\u00e4ngt von der vollst\u00e4ndigen Futtermittelanalyse ab.<\/p>\n
Wo wird EDI in industriellen Anwendungen eingesetzt?<\/h2>\n
Die industriellen Anwendungsbereiche von EDI konzentrieren sich auf Prozesse, die kontinuierlich zuverl\u00e4ssiges Wasser mit geringer Leitf\u00e4higkeit ben\u00f6tigen.<\/p>\n
Stromerzeugung<\/h3>\n
EDI wird h\u00e4ufig mit der Stromerzeugung in Verbindung gebracht, einschlie\u00dflich der Herstellung von entmineralisiertem Wasser f\u00fcr die Kesselspeisung und f\u00fcr Anwendungen im Turbinenbereich.<\/p>\n
Veolia nennt insbesondere die Kesselspeisung und die Turbineneinspritzung als Anwendungsbereiche f\u00fcr integrierte RO-CEDI-Anlagen.<\/p>\n
Eine geringe ionische Verunreinigung tr\u00e4gt dazu bei, Folgendes zu reduzieren:<\/p>\n
\n- Kesselablagerungen<\/li>\n
- Korrosionsrisiko<\/li>\n
- Dampfverunreinigung<\/li>\n
- Turbinenabscheidung<\/li>\n<\/ul>\n
Arzneimittelherstellung<\/h3>\n
Pharmazeutische Betriebe setzen Aufbereitungsanlagen f\u00fcr gereinigtes Wasser ein, deren mikrobiologische und chemische Qualit\u00e4t streng kontrolliert wird.<\/p>\n
EDI kann Teil der Aufbereitungsanlage nach der Umkehrosmose (RO) sein, wobei der Einsatz eines EDI-Moduls allein jedoch noch keine Gew\u00e4hr f\u00fcr die Einhaltung eines Arzneibuchstandards bietet. Die gesamte hygienische Auslegung, die Lagerung, die Verteilung, die \u00dcberwachung, die Validierung und die Betriebsverfahren m\u00fcssen den geltenden Anforderungen entsprechen.<\/p>\n
Halbleiter- und Elektronikfertigung<\/h3>\n
Elektronikwerke ben\u00f6tigen extrem niedrige Verunreinigungswerte f\u00fcr Prozesse wie beispielsweise:<\/p>\n
\n- Wafer-Sp\u00fclung<\/li>\n
- Reinigung von Bauteilen<\/li>\n
- Vorbereitung der Oberfl\u00e4che<\/li>\n
- Chemische Mischung<\/li>\n<\/ul>\n
Auf RO + EDI folgt h\u00e4ufig eine zus\u00e4tzliche Nachbehandlung, um vollst\u00e4ndig ultrareines Wasser zu gewinnen.<\/p>\n
Gastronomieeinrichtungen<\/h3>\n
EDI kann hochwertiges Prozesswasser bereitstellen, bei dem der Mineralgehalt streng kontrolliert werden muss.<\/p>\n
Laboratorien und allgemeine Fertigung<\/h3>\n
Laboratorien, Beschichtungsanlagen, spezielle chemische Verfahren, Rechenzentren und viele andere Einrichtungen k\u00f6nnen EDI einsetzen, wenn Wasser von gleichbleibend hoher Reinheit ben\u00f6tigt wird. Veolia z\u00e4hlt die Energiebranche, die Lebensmittel- und Getr\u00e4nkeindustrie, die Mikroelektronik, die Metallindustrie, die allgemeine Fertigungsindustrie sowie Rechenzentren zu den Anwendungsbereichen f\u00fcr seine RO-CEDI-Systeme.<\/p>\n
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Was ist ein EDI-Skid? Wie funktionieren Elektrodeionisations-Wasseraufbereitungsanlagen?<\/p><\/div>\n
Was sind die wichtigsten Vorteile und Einschr\u00e4nkungen von EDI?<\/h2>\n
Der Hauptvorteil der Elektrodeionisierung ist die kontinuierliche Entmineralisierung ohne routinem\u00e4\u00dfige Regeneration der Harze mit S\u00e4ure und Lauge.<\/p>\n
Wichtigste Vorteile<\/h3>\n\n- Kontinuierliche Wassererzeugung<\/li>\n
- Stabile Produktqualit\u00e4t<\/li>\n
- Keine routinem\u00e4\u00dfige chemische Regeneration des Harzes<\/li>\n
- Geringerer Bedarf an Lagerkapazit\u00e4ten f\u00fcr Chemikalien<\/li>\n
- Geringer Platzbedarf<\/li>\n
- Hohes Automatisierungspotenzial<\/li>\n
- Einfache Integration nach der Umkehrosmose<\/li>\n
- Geeignet f\u00fcr auf einem Rahmen montierte Systeme<\/li>\n
- Geringerer Bedienereingriff<\/li>\n
- Geeignet f\u00fcr hochreines Brauchwasser<\/li>\n<\/ul>\n
Durch den Dauerbetrieb entfallen zudem die bei einigen herk\u00f6mmlichen Entionisierungssystemen auftretenden Schwankungen in der Service- bzw. Regenerationsqualit\u00e4t.<\/p>\n
Wichtige Einschr\u00e4nkungen<\/h3>\n
EDI ist nicht f\u00fcr jeden Durchfluss geeignet.<\/p>\n
Zu seinen Einschr\u00e4nkungen geh\u00f6ren:<\/p>\n
\n- Notwendigkeit einer guten Vorbehandlung<\/li>\n
- Empfindlichkeit gegen\u00fcber H\u00e4rte<\/li>\n
- Empfindlichkeit gegen\u00fcber \u00fcberm\u00e4\u00dfigem CO\u2082-Gehalt<\/li>\n
- Risiko der Kalkablagerung durch Quarz und Mineralien<\/li>\n
- Strombedarf<\/li>\n
- Notwendigkeit eines korrekten Hydraulikdurchflusses<\/li>\n
- Geringe Toleranz gegen\u00fcber schwerwiegenden Ausf\u00e4llen in der vorgelagerten Aufbereitung<\/li>\n
- H\u00f6here technische Anforderungen als bei einem einfachen Patronenfiltersystem<\/li>\n<\/ul>\n
Mit anderen Worten:<\/p>\n
EDI ist eine hervorragende Poliertechnik, aber kein ad\u00e4quater Ersatz f\u00fcr eine ordnungsgem\u00e4\u00dfe Vorbehandlung.<\/p><\/blockquote>\n
Ein EDI-Modul kann ein schlecht konzipiertes RO-System nicht reparieren.<\/p>\n
Wie sollten Aufbereitungsanlagen f\u00fcr elektrodeionisiertes Wasser ausgelegt werden?<\/h2>\n
Gute Anlagen zur Aufbereitung von elektrodeionisiertem Wasser basieren in erster Linie auf einer Prozessspezifikation und nicht auf einem Modulmodell.<\/p>\n
Vor der Dimensionierung der Anlage m\u00fcssen Ingenieure Folgendes wissen:<\/p>\n
\n- RO-Permeatdurchfluss<\/li>\n
- Leitf\u00e4higkeit des RO-Permeats<\/li>\n
- H\u00e4rte<\/li>\n
- CO\u2082<\/li>\n
- Kiesels\u00e4ure<\/li>\n
- Temperatur<\/li>\n
- Erforderlicher spezifischer Widerstand des Produkts<\/li>\n
- Silikatbedarf des Produkts<\/li>\n
- T\u00e4gliche \u00d6ffnungszeiten<\/li>\n
- Erforderliche Redundanz<\/li>\n
- Verf\u00fcgbare Grundfl\u00e4che<\/li>\n
- Stromversorgung<\/li>\n
- Anforderungen an die Automatisierung<\/li>\n<\/ul>\n
Typischer Arbeitsablauf in der Technik<\/h3>\nAnalyse des Speisewassers\n \u2193\nAuslegung der Umkehrosmoseanlage\n \u2193\nAnalyse und Prognose des Umkehrosmose-Permeats\n \u2193\nBerechnung der EDI-Belastung\n \u2193\nAuswahl der EDI-Module\n \u2193\r\nHydraulische Auslegung\n \u2193\nAuswahl der Stromversorgung\n \u2193\nMesstechnik\n \u2193\nSPS-\/HMI-Programmierung\n \u2193\nFertigung der Skids\n \u2193\nWerkspr\u00fcfung\n \u2193\nTransport und Inbetriebnahme\r\n<\/code><\/pre>\nBei gro\u00dfen Systemen k\u00f6nnen mehrere Module parallel betrieben werden.<\/p>\n
Zum Beispiel:<\/p>\n
\u250c\u2500\u2500 EDI-Modul 1 \u2500\u2500\u2510\r\nRO-Permeat \u2500\u2500\u2500\u253c\u2500\u2500 EDI-Modul 2 \u2500\u2500\u253c\u2500\u2500\u25ba Produktwasser\n \u251c\u2500\u2500 EDI-Modul 3 \u2500\u2500\u2524\n \u2514\u2500\u2500 EDI-Modul 4 \u2500\u2500\u2518\r\n<\/code><\/pre>\nDiese modulare Struktur erm\u00f6glicht es Ingenieuren zudem, Redundanz zu gew\u00e4hrleisten. Bei Projekten, bei denen die Verf\u00fcgbarkeit von entscheidender Bedeutung ist, kann eine N+1-Konfiguration zum Einsatz kommen.<\/p>\n
Konstruktionen auf Skids eignen sich besonders gut f\u00fcr containerisierte Anlagen und EPC-Projekte, da die Anlagen bereits vor ihrer Ankunft vor Ort montiert, verkabelt, gepr\u00fcft und teilweise in Betrieb genommen werden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Es werden auch kommerzielle Plug-and-Play-RO-CEDI-Systeme f\u00fcr den Containertransport und die schnelle Installation angeboten, was die Praktikabilit\u00e4t dieses Ansatzes unter Beweis stellt.<\/p>\n
Wie wird ein EDI-System betrieben und gewartet?<\/h2>\n
EDI erfordert weniger routinem\u00e4\u00dfige Regenerationsarbeiten als herk\u00f6mmliche Entionisierungsanlagen, ist jedoch nicht wartungsfrei.<\/p>\n
Die Betreiber sollten Folgendes \u00fcberwachen:<\/p>\n
\n- Leitf\u00e4higkeit des Futters<\/li>\n
- Leitf\u00e4higkeit des Produkts<\/li>\n
- Spezifischer Widerstand des Produkts<\/li>\n
- Zufuhrdruck<\/li>\n
- Produktdruck<\/li>\n
- Konzentrationsdruck<\/li>\n
- Futterdurchsatz<\/li>\n
- Produktfluss<\/li>\n
- Konzentratdurchfluss<\/li>\n
- Modulspannung<\/li>\n
- Modulstrom<\/li>\n
- Temperatur<\/li>\n<\/ul>\n
Ein stabiler Trend ist oft aussagekr\u00e4ftiger als eine einzelne Messung.<\/p>\n
Typische Warnzeichen<\/h3>\n
\n\n\nBeobachtung<\/th>\n M\u00f6gliche Ursache<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n \n\nDer spezifische Widerstand des Produkts sinkt<\/td>\n Ver\u00e4nderung der Futterqualit\u00e4t, CO\u2082, Modulauslastung<\/td>\n<\/tr>\n \nDer Druckabfall nimmt zu<\/td>\n Verriegelung oder Blockierung<\/td>\n<\/tr>\n \nDer Strom ver\u00e4ndert sich stark<\/td>\n Ionenbelastung der Zufuhr oder Betriebsproblem<\/td>\n<\/tr>\n \nDer Produktdurchsatz sinkt<\/td>\n Hydraulische Drosselung<\/td>\n<\/tr>\n \nDer Siliziumdioxid-Preis steigt<\/td>\n Problem mit der Upstream- oder EDI-Leistung<\/td>\n<\/tr>\n \nH\u00e4rte taucht im Feed auf<\/td>\n St\u00f6rung der Umkehrosmoseanlage oder der Vorbehandlung<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\nAuch die vorgelagerte Umkehrosmoseanlage sollte sorgf\u00e4ltig \u00fcberwacht werden.<\/p>\n
Sollte sich die RO-R\u00fcckhaltung pl\u00f6tzlich verschlechtern, kann die in das EDI-System eintretende Ionenbelastung stark ansteigen. Ein weiterer Betrieb des EDI-Moduls ohne Korrekturma\u00dfnahmen kann zu Ablagerungen oder einer schlechten Produktwasserqualit\u00e4t f\u00fchren.<\/p>\n
Eine gute SPS-Programmierung kann daher Alarme f\u00fcr folgende F\u00e4lle vorsehen:<\/p>\n
\n- Hohe Leitf\u00e4higkeit des Einsatzmaterials<\/li>\n
- Geringer Durchfluss<\/li>\n
- Hoher Druck<\/li>\n
- Geringer spezifischer Widerstand des Produkts<\/li>\n
- St\u00f6rung der Stromversorgung<\/li>\n
- Tankf\u00fcllstand<\/li>\n
- Pumpenfehler<\/li>\n<\/ul>\n
Dies ist ein Grund, warum Automatisierung in einer integrierten Wasseraufbereitungsanlage so wichtig ist.<\/p>\n
Wie f\u00fcgt sich ein EDI-Modul in eine komplette Reinwasseraufbereitungsanlage ein?<\/h2>\n
Bei den meisten Industrieprojekten ist EDI keine eigenst\u00e4ndige Aufbereitungstechnologie.<\/p>\n
Ein komplettes System k\u00f6nnte etwa so aussehen:<\/p>\n
Rohwasser\n \u2193\nMultimedia \/ UF-Vorbehandlung<\/a>\r\n \u2193\nAktivkohle oder Entchlorung\n \u2193\r\nPatronenfilter\n \u2193\nUmkehrosmose\n \u2193\nCO\u2082-Regelung, falls erforderlich\n \u2193\nEDI\n \u2193\nUV-Behandlung \/ Endreinigung, falls erforderlich\n \u2193\nReinwassertank\n \u2193\nVerteilerschleife\r\n<\/code><\/pre>\nEin anspruchsvolleres Elektroniksystem k\u00f6nnte Folgendes verwenden:<\/p>\n
Vorbehandlung\n \u2193\nRO\n \u2193\nZweite RO-Stufe\n \u2193\nEDI\n \u2193\nUV\n \u2193\nTOC-Nachbehandlung\n \u2193\nAbschlie\u00dfende UF\n \u2193\nReinstwasser\r\n<\/code><\/pre>\nProjekte zur Abwasserwiederverwendung k\u00f6nnten schon viel fr\u00fcher anlaufen:<\/p>\n
Industrieabwasser\n \u2193\nBiologische Reinigung\n \u2193\nMBR\n \u2193\nRO\n \u2193\nEDI\n \u2193\nHochwertiges Wiederverwendungswasser\r\n<\/code><\/pre>\nDieser ganzheitliche Ansatz steht im Mittelpunkt unserer T\u00e4tigkeit als Hersteller und ingenieurtechnisch ausgerichteter Anbieter von Wasser- und Abwasseraufbereitungsanlagen in China.<\/p>\n
Wir fertigen und integrieren:<\/p>\n
Was ist ein EDI-Modul in einer Wasseraufbereitungsanlage?<\/h2>\n
EDI steht f\u00fcr Elektrodeionisierung. Ein EDI-Skid ist eine werkseitig montierte Wasseraufbereitungsanlage, die eine oder mehrere EDI<\/a> Module sowie die f\u00fcr deren Betrieb, \u00dcberwachung und Steuerung erforderlichen Ger\u00e4te.<\/p>\n Die Anlage wird in der Regel mit hochgereinigtem Speisewasser aus einer Umkehrosmoseanlage versorgt. Anschlie\u00dfend entfernt sie einen Gro\u00dfteil der verbleibenden gel\u00f6sten ionischen Verunreinigungen, um entionisiertes Wasser oder hochreines Prozesswasser herzustellen.<\/p>\n Ein vereinfachter Behandlungsablauf sieht wie folgt aus:<\/p>\n Der Begriff \u201cSkid\u201d bezieht sich auf die physische Baugruppe. Pumpen, Ventile, EDI-Module, Messger\u00e4te, Rohrleitungen, elektrische Komponenten und Steuerungen sind auf einem Tragrahmen montiert, sodass das System vor dem Versand gefertigt und getestet werden kann.<\/p>\n Dies ist f\u00fcr EPC-Projekte von Vorteil, da ein Gro\u00dfteil der Rohrleitungs- und Elektroinstallationen bereits im Werk und nicht erst auf der Baustelle erfolgt.<\/p>\n Ein EDI-Modul hingegen ist lediglich die zentrale Trenneinheit. Ein EDI-System oder eine EDI-Anlage integriert das Modul in eine betriebsfertige Wasseraufbereitungsanlage.<\/p>\n Der EDI-Prozess vereint drei Technologien:<\/p>\n Das Harz bindet gel\u00f6ste Ionen aus dem Wasser. Das angelegte elektrische Feld bewirkt dann, dass diese Ionen durch selektive Membranen in die Konzentratkan\u00e4le wandern.<\/p>\n Zu den positiv geladenen Ionen, den sogenannten Kationen, geh\u00f6ren unter anderem folgende Stoffe:<\/p>\n Zu den negativ geladenen Ionen, den sogenannten Anionen, geh\u00f6ren:<\/p>\n Der EDI-Stack enth\u00e4lt abwechselnd angeordnete ionenselektive Membranen. Kationenaustauschmembranen beg\u00fcnstigen die Bewegung positiv geladener Ionen, w\u00e4hrend Anionenaustauschmembranen die Bewegung negativ geladener Ionen beg\u00fcnstigen.<\/p>\n Vereinfacht ausgedr\u00fcckt lautet die Sichtweise:<\/p>\n Je mehr Ionen aus dem Produktstrom abwandern, desto st\u00e4rker wird das Produktwasser entionisiert.<\/p>\n Ein wesentliches Merkmal ist das Verhalten des Harzes. Bei der herk\u00f6mmlichen Ionenaustauschung muss ersch\u00f6pftes Harz normalerweise mit S\u00e4ure oder Lauge regeneriert werden. Bei der EDI f\u00f6rdern die elektrischen Bedingungen im Inneren des Moduls die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Hydroxidionen. Diese tragen dazu bei, das Harz w\u00e4hrend des Betriebs kontinuierlich zu regenerieren.<\/p>\n Aus diesem Grund wird die Elektrodeionisierung oft als kontinuierlicher Prozess beschrieben. Veolia beschreibt die kontinuierliche EDI als ein Verfahren, bei dem Harz, Membranen und Strom eingesetzt werden, um das RO-Permeat kontinuierlich zu reinigen, ohne dass eine routinem\u00e4\u00dfige chemische Regeneration erforderlich ist.<\/p>\n Was ist ein EDI-Skid? Wie funktionieren Elektrodeionisations-Wasseraufbereitungsanlagen?<\/p><\/div>\n Ein industrielles EDI-Wasseraufbereitungssystem umfasst weit mehr als nur das EDI-Modul selbst.<\/p>\n Ein typischer Skid kann Folgendes umfassen:<\/p>\n Gr\u00f6\u00dfere Anlagen k\u00f6nnen mehrere EDI-Ger\u00e4te parallel einsetzen, um die erforderliche Wasserproduktionskapazit\u00e4t zu erreichen.<\/p>\n Das System ben\u00f6tigt au\u00dferdem Sicherheitsverriegelungen. So darf beispielsweise die Gleichstromversorgung nicht in Betrieb sein, wenn kein ausreichender Wasserdurchfluss vorliegt. Ein zu geringer Durchfluss, \u00fcberm\u00e4\u00dfiger Druck, schlechte Qualit\u00e4t des Zulaufwassers oder andere abnormale Zust\u00e4nde k\u00f6nnen einen Alarm ausl\u00f6sen oder das System abschalten.<\/p>\n EPC-Auftragnehmern empfehlen wir in der Regel, den EDI-Skid als Teil des gesamten Wasseraufbereitungssystems zu betrachten und nicht als eigenst\u00e4ndige Einheit. Die Umkehrosmosequalit\u00e4t, die Entgasung, die F\u00f6rderung, die Speicherung, die R\u00fcckf\u00fchrung, die Messtechnik und die Hygiene im nachgelagerten Bereich beeinflussen alle die endg\u00fcltige Leistung.<\/p>\n EDI ist eine Reinigungstechnologie. Sie ist in der Regel nicht f\u00fcr die Aufbereitung von unbehandeltem Rohwasser ausgelegt.<\/p>\n Die Umkehrosmose \u00fcbernimmt daher zun\u00e4chst den gr\u00f6\u00dften Teil der Entsalzung.<\/p>\n Eine g\u00e4ngige Systemkonfiguration ist:<\/p>\n Die kommerziellen RO-CEDI-Anlagen von Veolia kombinieren Umkehrosmose und kontinuierliche Elektrodeionisierung auf einem einzigen Modul, um speziell entmineralisiertes Wasser von hoher Qualit\u00e4t zu erzeugen.<\/p>\n Diese Regelung bringt einen bedeutenden wirtschaftlichen Vorteil mit sich.<\/p>\n M\u00fcsste eine EDI-Anlage Wasser mit einer sehr hohen Ionenbelastung aufbereiten, m\u00fcsste sie weitaus mehr Ionen durch ihre selektiven Membranen leiten. Dies f\u00fchrt zu einem h\u00f6heren Strombedarf, einem erh\u00f6hten Risiko der Verkrustung und Leistungsproblemen.<\/p>\n RO verringert diese Belastung zun\u00e4chst.<\/p>\n Die Umkehrosmoseanlage reduziert au\u00dferdem:<\/p>\n EDI \u00fcbernimmt dann die Aufbereitung der wesentlich geringeren Ionenbelastung, die im RO-Permeat verbleibt.<\/p>\n Bei Hochreinheitssystemen kann vor der EDI-Anlage auch ein Membranentgaser installiert werden, um den Kohlendioxidgehalt zu regulieren. CO\u2082 spielt eine wichtige Rolle, da es in seiner gel\u00f6sten molekularen Form als Ion nicht stark zur\u00fcckgehalten wird und nach dem Eintritt in die EDI-Anlage zur Ionenbelastung beitragen kann.<\/p>\n In den technischen Leitlinien von DuPont zum EDI-Verfahren wird ausdr\u00fccklich darauf hingewiesen, dass ein zu hoher CO\u2082-Gehalt und eine zu hohe Alkalit\u00e4t die Qualit\u00e4t des Produktwassers erheblich beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnen.<\/p>\n Sowohl EDI als auch der herk\u00f6mmliche Ionenaustausch k\u00f6nnen entmineralisiertes Wasser erzeugen. Der gro\u00dfe Unterschied besteht darin, wie das Ionenaustauscherharz regeneriert wird.<\/p>\n In einem herk\u00f6mmlichen Mischbett- oder Zweibett-Entionisierungssystem ist das Harz irgendwann ersch\u00f6pft. In der Regel setzen die Betreiber S\u00e4uren und Laugen ein, um die Austauschkapazit\u00e4t wiederherzustellen.<\/p>\n EDI nutzt Strom, um das Harz w\u00e4hrend des Betriebs aktiv zu halten.<\/p>\n Dies ist ein Grund, warum EDI f\u00fcr Betriebe attraktiv geworden ist, die den routinem\u00e4\u00dfigen Umgang mit gef\u00e4hrlichen Chemikalien reduzieren m\u00f6chten.<\/p>\n Allerdings sollte man den Begriff \u201cchemikalienfrei\u201d nicht allzu w\u00f6rtlich nehmen.<\/p>\n Durch EDI entf\u00e4llt die routinem\u00e4\u00dfige chemische Regeneration des Harzes w\u00e4hrend des normalen Produktionsbetriebs; dennoch k\u00f6nnen in einer Industrieanlage an anderer Stelle weiterhin Chemikalien ben\u00f6tigt werden f\u00fcr:<\/p>\n Der eigentliche Vorteil besteht darin, dass der wiederkehrende Regenerationszyklus mit S\u00e4ure und Lauge entf\u00e4llt, der f\u00fcr viele herk\u00f6mmliche Ionenaustauschsysteme charakteristisch ist.<\/p>\n Die tats\u00e4chliche Leistung muss je nach Projekt festgelegt werden.<\/p>\n W\u00e4hlen Sie ein EDI-System nicht allein deshalb aus, weil in einer Brosch\u00fcre \u201c18 M\u03a9\u00b7cm\u201d angegeben ist. Die Wasserqualit\u00e4t des Produkts h\u00e4ngt ab von:<\/p>\n Zudem regeln Industrieunternehmen h\u00e4ufig nicht nur die Leitf\u00e4higkeit oder den spezifischen Widerstand.<\/p>\n Sie k\u00f6nnen au\u00dferdem Folgendes angeben:<\/p>\n Bei Projekten in den Bereichen Halbleiter, Pharmazie und anderen Bereichen, in denen hochreines Wasser ben\u00f6tigt wird, kann die EDI eine Stufe in einer wesentlich umfangreicheren Aufbereitungsanlage darstellen.<\/p>\n Eine gute EDI-Leistung beginnt mit gut aufbereitetem Wasser.<\/p>\n Die Wasserh\u00e4rte spielt dabei eine besonders wichtige Rolle. Kalzium und Magnesium k\u00f6nnen in den EDI-Konzentratzonen Kalkablagerungen bilden, da die \u00f6rtlichen pH-Bedingungen die Ausf\u00e4llung beg\u00fcnstigen k\u00f6nnen.<\/p>\n So gibt beispielsweise das aktuelle technische Handbuch EDI-310 von DuPont f\u00fcr dieses spezielle Modul eine maximale H\u00e4rte von 0,5 mg\/l als CaCO\u2083 bei einer R\u00fcckgewinnungsrate von 90% und von 0,1 mg\/l bei einer R\u00fcckgewinnungsrate von 95% an. Diese Zahlen verdeutlichen, wie niedrig die H\u00e4rte des EDI-Zulaufs sein muss; der korrekte Grenzwert muss stets vom Hersteller des ausgew\u00e4hlten Moduls angegeben werden.<\/p>\n Weitere wichtige Parameter des Speisewassers sind:<\/p>\n Kiesels\u00e4ure kann unter ungeeigneten Wasserbedingungen hartn\u00e4ckige Ablagerungen verursachen. DuPont warnt davor, dass ein zu hoher Kiesels\u00e4uregehalt im Zulauf die EDI-Leistung beeintr\u00e4chtigen und zu irreversiblen Ablagerungen in den Konzentratkammern f\u00fchren kann.<\/p>\n Kohlendioxid kann im Vergleich zu ionischen Salzen relativ leicht die Umkehrosmose (RO) passieren. Sobald es in eine EDI-Anlage gelangt, f\u00fchren Reaktionen mit Bicarbonat und Carbonat zu einer Erh\u00f6hung der Ionenbelastung.<\/p>\n Bei Wasser mit einem hohen CO\u2082-Gehalt k\u00f6nnen Ingenieure Folgendes verwenden:<\/p>\n Die genaue L\u00f6sung h\u00e4ngt von der vollst\u00e4ndigen Futtermittelanalyse ab.<\/p>\n Die industriellen Anwendungsbereiche von EDI konzentrieren sich auf Prozesse, die kontinuierlich zuverl\u00e4ssiges Wasser mit geringer Leitf\u00e4higkeit ben\u00f6tigen.<\/p>\n EDI wird h\u00e4ufig mit der Stromerzeugung in Verbindung gebracht, einschlie\u00dflich der Herstellung von entmineralisiertem Wasser f\u00fcr die Kesselspeisung und f\u00fcr Anwendungen im Turbinenbereich.<\/p>\n Veolia nennt insbesondere die Kesselspeisung und die Turbineneinspritzung als Anwendungsbereiche f\u00fcr integrierte RO-CEDI-Anlagen.<\/p>\n Eine geringe ionische Verunreinigung tr\u00e4gt dazu bei, Folgendes zu reduzieren:<\/p>\n Pharmazeutische Betriebe setzen Aufbereitungsanlagen f\u00fcr gereinigtes Wasser ein, deren mikrobiologische und chemische Qualit\u00e4t streng kontrolliert wird.<\/p>\n EDI kann Teil der Aufbereitungsanlage nach der Umkehrosmose (RO) sein, wobei der Einsatz eines EDI-Moduls allein jedoch noch keine Gew\u00e4hr f\u00fcr die Einhaltung eines Arzneibuchstandards bietet. Die gesamte hygienische Auslegung, die Lagerung, die Verteilung, die \u00dcberwachung, die Validierung und die Betriebsverfahren m\u00fcssen den geltenden Anforderungen entsprechen.<\/p>\n Elektronikwerke ben\u00f6tigen extrem niedrige Verunreinigungswerte f\u00fcr Prozesse wie beispielsweise:<\/p>\n Auf RO + EDI folgt h\u00e4ufig eine zus\u00e4tzliche Nachbehandlung, um vollst\u00e4ndig ultrareines Wasser zu gewinnen.<\/p>\n EDI kann hochwertiges Prozesswasser bereitstellen, bei dem der Mineralgehalt streng kontrolliert werden muss.<\/p>\n Laboratorien, Beschichtungsanlagen, spezielle chemische Verfahren, Rechenzentren und viele andere Einrichtungen k\u00f6nnen EDI einsetzen, wenn Wasser von gleichbleibend hoher Reinheit ben\u00f6tigt wird. Veolia z\u00e4hlt die Energiebranche, die Lebensmittel- und Getr\u00e4nkeindustrie, die Mikroelektronik, die Metallindustrie, die allgemeine Fertigungsindustrie sowie Rechenzentren zu den Anwendungsbereichen f\u00fcr seine RO-CEDI-Systeme.<\/p>\n Was ist ein EDI-Skid? Wie funktionieren Elektrodeionisations-Wasseraufbereitungsanlagen?<\/p><\/div>\n Der Hauptvorteil der Elektrodeionisierung ist die kontinuierliche Entmineralisierung ohne routinem\u00e4\u00dfige Regeneration der Harze mit S\u00e4ure und Lauge.<\/p>\n Durch den Dauerbetrieb entfallen zudem die bei einigen herk\u00f6mmlichen Entionisierungssystemen auftretenden Schwankungen in der Service- bzw. Regenerationsqualit\u00e4t.<\/p>\n EDI ist nicht f\u00fcr jeden Durchfluss geeignet.<\/p>\n Zu seinen Einschr\u00e4nkungen geh\u00f6ren:<\/p>\n Mit anderen Worten:<\/p>\n EDI ist eine hervorragende Poliertechnik, aber kein ad\u00e4quater Ersatz f\u00fcr eine ordnungsgem\u00e4\u00dfe Vorbehandlung.<\/p><\/blockquote>\n Ein EDI-Modul kann ein schlecht konzipiertes RO-System nicht reparieren.<\/p>\n Gute Anlagen zur Aufbereitung von elektrodeionisiertem Wasser basieren in erster Linie auf einer Prozessspezifikation und nicht auf einem Modulmodell.<\/p>\n Vor der Dimensionierung der Anlage m\u00fcssen Ingenieure Folgendes wissen:<\/p>\n Bei gro\u00dfen Systemen k\u00f6nnen mehrere Module parallel betrieben werden.<\/p>\n Zum Beispiel:<\/p>\n Diese modulare Struktur erm\u00f6glicht es Ingenieuren zudem, Redundanz zu gew\u00e4hrleisten. Bei Projekten, bei denen die Verf\u00fcgbarkeit von entscheidender Bedeutung ist, kann eine N+1-Konfiguration zum Einsatz kommen.<\/p>\n Konstruktionen auf Skids eignen sich besonders gut f\u00fcr containerisierte Anlagen und EPC-Projekte, da die Anlagen bereits vor ihrer Ankunft vor Ort montiert, verkabelt, gepr\u00fcft und teilweise in Betrieb genommen werden k\u00f6nnen.<\/p>\n Es werden auch kommerzielle Plug-and-Play-RO-CEDI-Systeme f\u00fcr den Containertransport und die schnelle Installation angeboten, was die Praktikabilit\u00e4t dieses Ansatzes unter Beweis stellt.<\/p>\n EDI erfordert weniger routinem\u00e4\u00dfige Regenerationsarbeiten als herk\u00f6mmliche Entionisierungsanlagen, ist jedoch nicht wartungsfrei.<\/p>\n Die Betreiber sollten Folgendes \u00fcberwachen:<\/p>\n Ein stabiler Trend ist oft aussagekr\u00e4ftiger als eine einzelne Messung.<\/p>\n Auch die vorgelagerte Umkehrosmoseanlage sollte sorgf\u00e4ltig \u00fcberwacht werden.<\/p>\n Sollte sich die RO-R\u00fcckhaltung pl\u00f6tzlich verschlechtern, kann die in das EDI-System eintretende Ionenbelastung stark ansteigen. Ein weiterer Betrieb des EDI-Moduls ohne Korrekturma\u00dfnahmen kann zu Ablagerungen oder einer schlechten Produktwasserqualit\u00e4t f\u00fchren.<\/p>\n Eine gute SPS-Programmierung kann daher Alarme f\u00fcr folgende F\u00e4lle vorsehen:<\/p>\n Dies ist ein Grund, warum Automatisierung in einer integrierten Wasseraufbereitungsanlage so wichtig ist.<\/p>\n Bei den meisten Industrieprojekten ist EDI keine eigenst\u00e4ndige Aufbereitungstechnologie.<\/p>\n Ein komplettes System k\u00f6nnte etwa so aussehen:<\/p>\n Ein anspruchsvolleres Elektroniksystem k\u00f6nnte Folgendes verwenden:<\/p>\n Projekte zur Abwasserwiederverwendung k\u00f6nnten schon viel fr\u00fcher anlaufen:<\/p>\n Dieser ganzheitliche Ansatz steht im Mittelpunkt unserer T\u00e4tigkeit als Hersteller und ingenieurtechnisch ausgerichteter Anbieter von Wasser- und Abwasseraufbereitungsanlagen in China.<\/p>\n Wir fertigen und integrieren:<\/p>\nRohwasser\n \u2193\nVorbehandlung\n \u2193\nUmkehrosmose\n \u2193\nRO-Permeat\n \u2193\nEDI-Anlage\n \u2193\nHochreines Wasser\r\n<\/code><\/pre>\nWie funktioniert der Elektrodeionisationsprozess?<\/h2>\n
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Gleichstrom-Elektrofeld\n (+) -------------------- (-)\r\n\r\nSpeisewasser\n \u2193\n\u250c\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2510\n\u2502 Mit Harz gef\u00fcllte Verd\u00fcnnungskammer \u2502\r\n\u2502 \u2502\n\u2502 Kationen \u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u25ba Kationenmembran \u2502\n\u2502 Anionen \u25c4\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500 Anionenmembran \u2502\n\u2502 \u2502\r\n\u2502 Gereinigtes Wasser flie\u00dft weiter \u2502\n\u2514\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2500\u2518\n \u2193 \u2193\n Produktwasser-Konzentrat\r\n<\/code><\/pre>\nAus welchen Komponenten besteht ein EDI-Wasseraufbereitungssystem?<\/h2>\n
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\n \nKomponente<\/th>\n Funktion<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n \n EDI-Modul<\/td>\n Entfernt verbleibende ionisierbare Verunreinigungen<\/td>\n<\/tr>\n \n Absperrventil f\u00fcr die Zufuhrleitung<\/td>\n Regelt den Zufluss des RO-Permeats<\/td>\n<\/tr>\n \n Druckregler<\/td>\n Sorgt f\u00fcr einen angemessenen Betriebsdruck<\/td>\n<\/tr>\n \n Durchflussmesser<\/td>\n Produkt- und Konzentratdurchfluss messen<\/td>\n<\/tr>\n \n Manometer\/Druckmessumformer<\/td>\n Hydraulische Zust\u00e4nde \u00fcberwachen<\/td>\n<\/tr>\n \n Leitf\u00e4higkeits-\/Widerstandsmessger\u00e4t<\/td>\n \u00dcberpr\u00fcft die Wasserqualit\u00e4t des Produkts<\/td>\n<\/tr>\n \n Gleichstromversorgung<\/td>\n Liefert das elektrische Feld<\/td>\n<\/tr>\n \n Bedienfeld<\/td>\n Betreibt und sch\u00fctzt das System<\/td>\n<\/tr>\n \n SPS\/HMI<\/td>\n Automatisierung und Prozess\u00fcberwachung<\/td>\n<\/tr>\n \n Rohrleitungen und Ventile<\/td>\n Direkte Zufuhr-, Produkt- und Konzentratstr\u00f6me<\/td>\n<\/tr>\n \n Probenahmestellen<\/td>\n Wasserqualit\u00e4tspr\u00fcfungen zulassen<\/td>\n<\/tr>\n \n Rahmen\/Kufen<\/td>\n Unterst\u00fctzt das gesamte Paket<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n Warum wird die Umkehrosmose normalerweise vor der EDI installiert?<\/h2>\n
Rohwasser\n \u2193\nVorbehandlung\n \u2193\nUmkehrosmose (RO)\n \u2502\n \u251c\u2500\u2500 Entfernt den Gro\u00dfteil der gel\u00f6sten Salze\n \u2193\nEDI\n \u2502\n \u2514\u2500\u2500 Entfernt verbleibende Ionen\n \u2193\nHochreines Wasser\r\n<\/code><\/pre>\n\n
Wie schneidet EDI im Vergleich zum herk\u00f6mmlichen Ionenaustausch ab?<\/h2>\n
\n\n
\n \nFaktor<\/th>\n EDI<\/th>\n Traditioneller Ionenaustausch<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n \n Ionenentfernung<\/td>\n Kontinuierlich<\/td>\n Stapelweise\/zyklisch<\/td>\n<\/tr>\n \n Harz<\/td>\n Ja<\/td>\n Ja<\/td>\n<\/tr>\n \n Selektive Membran<\/td>\n Ja<\/td>\n Normalerweise nicht<\/td>\n<\/tr>\n \n Elektrisches Feld<\/td>\n Ja<\/td>\n Nein<\/td>\n<\/tr>\n \n Routinem\u00e4\u00dfige Regeneration mit S\u00e4ure\/Lauge<\/td>\n Normalerweise nicht erforderlich<\/td>\n Erforderlich<\/td>\n<\/tr>\n \n Futterbedarf<\/td>\n Hochwertiges, vorbehandeltes Wasser<\/td>\n Je nach Ausf\u00fchrung k\u00f6nnen auch weiter gefasste Bedingungen akzeptiert werden<\/td>\n<\/tr>\n \n Stabilit\u00e4t der Wasserqualit\u00e4t<\/td>\n Bei korrekter Bedienung ununterbrochen<\/td>\n Kann sich im Laufe des Betriebs-\/Regenerationszyklus \u00e4ndern<\/td>\n<\/tr>\n \n Automatisierung<\/td>\n Hoch<\/td>\n Kann automatisiert werden, die Regeneration bleibt jedoch erforderlich<\/td>\n<\/tr>\n \n Lagerung von Chemikalien<\/td>\n Absenken zur Regeneration<\/td>\n In der Regel sind S\u00e4ure bzw. Laugen erforderlich<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n \n
Welche Wasserqualit\u00e4t kann ein EDI-System erzielen?<\/h2>\n
\n\n
\n \nWasserb\u00fchne<\/th>\n Typische relative Ionenreinheit<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n \n Rohwasser<\/td>\n Niedrig<\/td>\n<\/tr>\n \n Entkalktes Wasser<\/td>\n \u00c4hnlicher Gesamtionengehalt, geringere H\u00e4rte<\/td>\n<\/tr>\n \n RO-Permeat<\/td>\n Hoch<\/td>\n<\/tr>\n \n RO + EDI-Produkt<\/td>\n Sehr hoch<\/td>\n<\/tr>\n \n RO + EDI + Endpolieren<\/td>\n Bei fachgerechter Auslegung geeignet f\u00fcr anspruchsvolle Reinstwasseranwendungen<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n \n
\n
Welche Anforderungen stellt eine EDI-Anlage an das Speisewasser?<\/h2>\n
\n
Warum ist Siliziumdioxid so wichtig?<\/h3>\n
Warum ist CO\u2082 so wichtig?<\/h3>\n
\n
Wo wird EDI in industriellen Anwendungen eingesetzt?<\/h2>\n
Stromerzeugung<\/h3>\n
\n
Arzneimittelherstellung<\/h3>\n
Halbleiter- und Elektronikfertigung<\/h3>\n
\n
Gastronomieeinrichtungen<\/h3>\n
Laboratorien und allgemeine Fertigung<\/h3>\n
Was sind die wichtigsten Vorteile und Einschr\u00e4nkungen von EDI?<\/h2>\n
Wichtigste Vorteile<\/h3>\n
\n
Wichtige Einschr\u00e4nkungen<\/h3>\n
\n
Wie sollten Aufbereitungsanlagen f\u00fcr elektrodeionisiertes Wasser ausgelegt werden?<\/h2>\n
\n
Typischer Arbeitsablauf in der Technik<\/h3>\n
Analyse des Speisewassers\n \u2193\nAuslegung der Umkehrosmoseanlage\n \u2193\nAnalyse und Prognose des Umkehrosmose-Permeats\n \u2193\nBerechnung der EDI-Belastung\n \u2193\nAuswahl der EDI-Module\n \u2193\r\nHydraulische Auslegung\n \u2193\nAuswahl der Stromversorgung\n \u2193\nMesstechnik\n \u2193\nSPS-\/HMI-Programmierung\n \u2193\nFertigung der Skids\n \u2193\nWerkspr\u00fcfung\n \u2193\nTransport und Inbetriebnahme\r\n<\/code><\/pre>\n \u250c\u2500\u2500 EDI-Modul 1 \u2500\u2500\u2510\r\nRO-Permeat \u2500\u2500\u2500\u253c\u2500\u2500 EDI-Modul 2 \u2500\u2500\u253c\u2500\u2500\u25ba Produktwasser\n \u251c\u2500\u2500 EDI-Modul 3 \u2500\u2500\u2524\n \u2514\u2500\u2500 EDI-Modul 4 \u2500\u2500\u2518\r\n<\/code><\/pre>\nWie wird ein EDI-System betrieben und gewartet?<\/h2>\n
\n
Typische Warnzeichen<\/h3>\n
\n\n
\n \nBeobachtung<\/th>\n M\u00f6gliche Ursache<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n \n Der spezifische Widerstand des Produkts sinkt<\/td>\n Ver\u00e4nderung der Futterqualit\u00e4t, CO\u2082, Modulauslastung<\/td>\n<\/tr>\n \n Der Druckabfall nimmt zu<\/td>\n Verriegelung oder Blockierung<\/td>\n<\/tr>\n \n Der Strom ver\u00e4ndert sich stark<\/td>\n Ionenbelastung der Zufuhr oder Betriebsproblem<\/td>\n<\/tr>\n \n Der Produktdurchsatz sinkt<\/td>\n Hydraulische Drosselung<\/td>\n<\/tr>\n \n Der Siliziumdioxid-Preis steigt<\/td>\n Problem mit der Upstream- oder EDI-Leistung<\/td>\n<\/tr>\n \n H\u00e4rte taucht im Feed auf<\/td>\n St\u00f6rung der Umkehrosmoseanlage oder der Vorbehandlung<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n \n
Wie f\u00fcgt sich ein EDI-Modul in eine komplette Reinwasseraufbereitungsanlage ein?<\/h2>\n
Rohwasser\n \u2193\nMultimedia \/ UF-Vorbehandlung<\/a>\r\n \u2193\nAktivkohle oder Entchlorung\n \u2193\r\nPatronenfilter\n \u2193\nUmkehrosmose\n \u2193\nCO\u2082-Regelung, falls erforderlich\n \u2193\nEDI\n \u2193\nUV-Behandlung \/ Endreinigung, falls erforderlich\n \u2193\nReinwassertank\n \u2193\nVerteilerschleife\r\n<\/code><\/pre>\nVorbehandlung\n \u2193\nRO\n \u2193\nZweite RO-Stufe\n \u2193\nEDI\n \u2193\nUV\n \u2193\nTOC-Nachbehandlung\n \u2193\nAbschlie\u00dfende UF\n \u2193\nReinstwasser\r\n<\/code><\/pre>\nIndustrieabwasser\n \u2193\nBiologische Reinigung\n \u2193\nMBR\n \u2193\nRO\n \u2193\nEDI\n \u2193\nHochwertiges Wiederverwendungswasser\r\n<\/code><\/pre>\n