الکترودیالیز یا EDI یکی از روش های کاربردی و نوین در تصفیه آب و شیرین سازی آن می باشد.
روش الکترودیالیز edi بر پایه اختلاف پتانسیل الکتریکی و استفاده از غشای تراوایی بنا شده است. با توجه به مشکل و محدودیت کمبود آب های شیرین در تمام دنیا، شیرین سازی آب و حذف املاح و نمک موجود در آن از گذشته تا امروز به شدت مورد توجه قرار گرفته است. راه حل های متفاوتی در این زمینه ارائه شده است که از جمله آن ها می توان به الکترودیالیز اشاره نمود. گروه صنعتی شرکت آبکو طراح و تولید کننده تجهیزات تصفیه آب و فاضلاب صنعتی می باشد و در ادامه ای مقاله به نحوه شیرین سازی آب توسط الکترودیالیز و کاربرد آن در صنعت خواهد پرداخت.
غشاهای تروایی باید دارای ویژگی های زیر باشند :
- قابلیت عبور یکی از یون های مثبت یا منفی را داشته باشند.
- هادی جریان الکتریسیته باشند.
- در برابر آب تحت فشار غیر قابل نفوذ بوده و در آب حل شوند.
- در برابر فشار اسمزی، لجن، رسوبات و دمای بالاتر از 45 درجه سانتیگراد مقاوم باشند.
- حمل و نقل آنها آسان باشد.
اصول کار دستگاه الکترودیالیز و چگونگی تصفیه آب با این دستگاه
در واحدهای الکترودیالیز بین آند و کاتد غشاهای کاتیونی و آنیونی به ترتیب قرار گرفته اند. اگر آند و کاتد به یک منبع برق مستقیم وصل شوند، اختلاف ولتاژ آند و کاتد باعث حرکت کاتیون ها به سمت کاتد و آنیون ها به سمت آند می شود. فضای شامل دو غشاء غیرهم نام کاتیونی و آنیونی را یک سل می نامند.
اجزای تشکیل دهنده یک سیستم EDI
- غشاء
که دو نوع کاتیونی و آنیونی دارد و از مهم ترین اجزاء سیستم تصفیه آب الکترودیالیز است.
- الکترودها
به منظور مقاوم بودن الکترود ها در برابر محیط اسیدی، قلیایی و نیز ولتاژ اعمال شده، معمولا الکترود ها را از جنس تیتانیوم(Ti)، نیوبیوم(Nb) و یا روپوشی از پلاتین(Pt) یا پالادیوم(Pd) انتخاب می کنند.
- پمپ ها
در دستگاه های الکترودیالیز از پمپ هایی با فشار پایین استفاده می شود.
- توری های پلیمری
برای جداسازی غشا ها از یکدیگر از توری های پلیمری استفاده می شود.
نکات مهم در الکترودیالیز
عامل تصفیه آب در فرایند EDI، جریان برق مستقیم است. هرچه فاصله سل ها کمتر باشد، برای تصفیه مقدار معینی آب به تعداد سل های بیشتری نیاز می باشد. هر چه فاصله سل ها کمتر باشد، مقاومت الکتریکی آب تصفیه شده کمتر و هزینه برق مصرفی کمتر می شود. هر چقدر که تعداد یون های آب تصفیه شده کمتر باشد یعنی آب خلوص بالاتری داشته باشد میزان مقاومت الکتریکی آب بیشتر و هزینه برق مصرفی افزایش خواهد یافت. در نتیجه تصفیه آب به روش EDI برای تولید آب فوق خالص بسیار غیراقتصادی می باشد.
در تصفیه آب به روش الکترودیالیز فقط می توان یون های آب را کاهش داد. ذرات معلق بدون بار و یا هم رنگ آب را با روش EDI نمی توان حذف کرد.
الکترودیالیز EDI
علیرغم این که حجم بالایی از کره زمین را آب فرا گرفته است، اما مشکل کمبود آب شیرین همچنان مطرح می باشد. هر روز به این محدودیت افزوده می شود. به طوری که در حال حاضر یکی از بهترین راهکارها برای غلبه نمودن بر مشکل کم آبی شیرین سازی آب دریا و آب های شور و تغییر دادن آن ها به آب های شرب و شیرین تبدیل شده است.
روش های حرارتی هزینه بر بوده، کارایی و بازدهی مناسبی نیز ندارند. استفاده از روش های غشایی یا ممبرانی با استقبال زیادی در این زمینه شیرین سازی آب مواجه شده اند. روش الکترودیالیز یکی از روش های شیرین سازی آب با کمک غشا های تراوایی می باشد مانند روش اسمز معکوس که باعث می شود تا یون های مثبت و منفی موجود در نمک آب را از هم جدا نموده و غشاهای تراوایی انتخابی مانع از عبور آن ها گردند.
در الکترودیالیز به طور کلی با کمک الکترودها و جریان الکتریکی در آب یک میدان الکتریکی ایجاد می شود. این امر باعث می شود که یون های مثبت به سمت کاتیون ها و یون های منفی به سمت آنیون ها جذب شوند. نکته مهم در این روش این است که غشا های مورد استفاده در این روش می توانند تنها به یون های منفی یا مثبت اجازه عبور دهند. از این طریق حجم بالایی از املاح باردار موجود در آب حذف خواهند شد.
نحوه شیرین سازی آب
سیستم طراحی شده ی دستگاه الکترودیالیز EDI از چند جز اصلی تشکیل شده اند. سیستم EDI شامل غشا یا ممبران های آنیونی و کاتیونی الکترودها و جدا کننده های پلیمری می باشد. الکترودهای مورد استفاده در این روش EDI می توانند از جنس تیتانیوم با روکش پالادیوم باشند.
الکترود ها با متصل شدن به جریان الکتریکی در فضای داخلی آب میدان الکتریکی ایجاد می کنند. در این روش یون های مثبت به الکترود کاتیونی و یون های منفی به الکترود آنیونی جذب شوند. غشاها نیز در این سیستم دارای صفحات متخلخلی می باشند.
صفحات متخلخل از رزین های تعویض یونی تشکیل شده و نوع یون های عبوری از آن ها قابل انتخاب شدن می باشد. همچنین می توان در این روش غشا هایی را در این دستگاه استفاده نمود که یون های عبوری از آن ها به صورت انتخابی و در آب های تحت فشار غیر قابل نفوذ باشند. علاوه براین می بایست توانایی مقاومت در برابر دمای بالای 45 درجه سانتی گراد و پایداری قابل قبولی داشته باشند.
هنگام حرکت یون های منفی به سمت الکترودهای آنیونی، غشاهای کاتدی مانع از عبور یون ها می شود. برای یون ها با بار مثبت نیز رفتاری مشابه با یون ها منفی رخ خواهد داد. حجم بالایی از یون های مثبت و منفی امکان عبور از غشاها را پیدا نمی کنند در نتیجه آب خروجی بدون املاح و شیرین خواهد بود.
محدودیت های شیرین سازی آب با این روش
یکی از محدودیت هایی که در شیرین سازی آب توسط الکترودیالیز وجود دارد ایجاد شدن رسوب بر روی غشاها می باشد که این امر می تواند باعث کاهش کارایی تا حد زیادی شود. به دلیل ایجاد رسوب روی غشاد در نوع صنعتی آن جای الکترودها هر چند دقیقه یک مرتبه با هم عوض می شود. در نتیجه حجم بالایی از یون های موجود روی منافذ غشا ها امکان رسوب کردن پیدا نخواهند کرد. همچنین می توانیم با انجام مراحل پیش تصفیه آب و استفاده نمودن از مواد منعقد کننده ایجاد شدن رسوب روی غشا ها را تا حد زیادی کاهش بدهیم.
کاربرد EDI
اصلی ترین کاربرد الکترودیالیز EDI شیرین کردن آب های شور می باشد. از این روش در صنایع مختلف استفاده می شود که برخی از آن ها شامل موارد زیر می باشد.
- حذف املاح اضافی موجود در آب و کاهش رسوبات ایجاد شده در لوله ها و دیواره های مخازن بخار
- تصفیه آب و پسماندهای صنایع غذایی و نوشیدنی و استفاده مجدد از آن ها در سایر مصارف
- حذف املاح و یون ها در صنایع تولید دارو و مواد بهداشتی بدون حرارت دهی
- مورد استفاده در آزمایشگاه ها
- مورد استفاده قرار دادن در کنار آب شیرین کن های صنعتی برای افزایش کارایی دستگاهRO
- مهم ترین کاربرد این روش در صنعت تصفیه آب، شیرین کردن آب های نیمه شور است.
- تهیه آب تغذیه بویلرها
- تصفیه فاضلاب های صنعتی
- تهیه نمک طعام
- تهیه آب فوق خالص
مزایا تصفیه آب با الکترودیالیز
دلایل بسیار زیادی برای استفاده نمودن از الکترودیالیز به میزان زیاد در انواع صنایع مختلف وجود دارد که بعضی از آن ها عبارتند از:
- راه اندازی آسان EDI در زمان کوتاه نسبت به سایر روش های شیرین سازی آب
- نیاز به صرف هزینه اقتصادی کم
- عملکرد آسان
- حذف املاح و یون موجود در آب و پساب ها بدون مواد شیمیایی
معایب الکترودیالیز
علیرغم مزایای این روش، برخی از محدودیت های موجود نیز باعث می شود تا استفاده از آن در بعضی از صنایع گزینه مناسبی نباشد. یکی از مهم ترین عیوب این روش ایجاد رسوب و هزینه بالای جهت تعویض نمودن غشا های موجود در دستگاه اشاره کرد.
الکترودیالیز EDI برای شیرین سازی و تصفیه آب با درجه سختی بالای یک کاربرد زیادی ندارد. این روش بهتر است در کنار سایر روش ها از قبیل اسمز معکوس RO و مراحل پیش تصفیه مانند فیلتراسیون و منعقد سازی استفاده کرد.
موارد مهم در تصفیه آب با روش الکترودیالیز
به منظور دریافت بالاترین بهره وری از سیستم EDI لازم است شرایط آب موجود در این دستگاه بررسی شود. برای بررسی باید چند نکته مهم را در نظر قرار داد که برخی از آن ها شامل موارد زیر می باشد.
- دمای مناسب آب در بازه 10 تا 45 درجه سانتی گراد می باشد.
- مجموع مقدار آهن و منگینز موجود در آب 0.2 ppm باشد.
- در صورت کاهش میزان آب شیرین و تصفیه شده خروجی لازم است صافی ها و سطح روی غشاها بررسی و اختلاف فشار جریان های ورودی و خروجی نیز سنجیده شود.
- در آب های حاوی کلرین بهتر است از این روش استفاده نشود زیرا به شدت به دستگاه آسیب وارد می کند.
قیمت دستگاه الکترودیالیز EDI
لازم به ذکر است گروه صنعتی آبکو برای آسودگی خیال مشتریان خود برای تمامی محصولات تولیدی خود گارانتی 24 ماهه و وارانتی و همچنین خدمات پس از فروش منحصر به فردی در نظر گرفته است. قیمت دستگاه آب مقطر ساز ساخت شرکت آبکو بسیار مناسب بوده و از تمامی برند های موجود در بازار پایین تر می باشد.
این امر تنها برای سهولت در خرید مشتریان این شرکت می باشد. شما می توانید برای اطلاع از قیمت دستگاه کلر زن اتوماتیک، اسمز معکوس و تمامی دستگاه های ساخت این شرکت با شماره تماس های ما در ارتباط باشید.
در حال حاضر به علت کمبود قطعات و غشاهای الکترودیالیز در ایران، قیمت دستگاه تصفیه آب الکترودیالیز بسیار بالاست. در نتیجه کاربرد صنعتی این سیستم مقرون به صرفه نیست. کاربرد دستگاه آب شیرین کن RO برای صنایع بسیار مقرون به صرفه تر است.
بدون دیدگاه