Die Gründe für die Abnahme des spezifischen Widerstands während des Betriebs von EDI-Systemen (Elektrodeionisierung) für Reinstwasser hängen mit Faktoren wie der Qualität des einströmenden Wassers, dem Druck, der Durchflussrate, der Spannung und der Verunreinigung des Speisewassers zusammen. Nachfolgend sind einige der Hauptursachen für den Abfall des spezifischen Widerstands von EDI-Reinstwassersystemen aufgeführt:
Das Abwasser des RO-Systems entspricht nicht den Standards
Wenn das Speisewasser einen hohen Salzgehalt aufweist, empfiehlt sich die Verwendung von a bipolares RO-System (Umkehrosmose). als Vorentionisierungsschritt, wobei die Leitfähigkeit zwischen 1 und 3 μS/cm gehalten wird. Bei hohem CO2-Gehalt im Speisewasser empfiehlt sich der Einsatz einer Entgasungsmembran oder eines Entgasungsturms zur CO2-Entfernung. Bei pH-Werten, die zu stark vom Neutralwert abweichen, sollte eine pH-Anpassung durchgeführt werden, um den pH-Wert des Speisewassers zwischen 7 und 8 zu halten.
Probleme mit der aktuellen Steuerung des EDI-Systems
Eine Erhöhung des Betriebsstroms verbessert die Wasserqualität. Sobald der Strom jedoch sein Maximum erreicht und weiter ansteigt, können überschüssige H- und OH-Ionen, die durch die Wasserionisierung erzeugt werden, zu einer Ionenakkumulation und -blockierung oder sogar zu einer Rückdiffusion führen. Dies führt zu einer Verschlechterung der Qualität des Produktwassers.
Änderungen des pH-Wertes
Ein hoher CO2-Gehalt im Speisewasser des EDI-Systems kann sich negativ auf die Reinstwasserproduktion auswirken. Wenn der CO2-Gehalt 10 ppm übersteigt, kann das EDI-System kein hochreines Wasser produzieren (dies ist ein kritisches Problem).
Eisenverunreinigung
Eisenverunreinigung ist einer der Hauptgründe für die fortschreitende Abnahme des spezifischen Widerstands in EDI-Systemen. Werden in der Rohwasser- und Vorbehandlungsanlage gewöhnliche Stahlrohre ohne inneren Korrosionsschutz verwendet, erhöht sich der Eisengehalt. Sobald das Eisen korrodiert ist, löst es sich im Wasser hauptsächlich als Fe(OH)2 auf und oxidiert weiter zu Fe(OH)3. Fe(OH)2 ist kolloidal, während Fe(OH)3 in suspendiertem Zustand vorliegt. Das Harz im EDI-System hat eine starke Affinität zu Eisen und kann nach der Adsorption irreversible Reaktionen hervorrufen. Bei herkömmlichen Kationen- und Anionenaustauschverfahren kann durch Regenerierung oder Reinigung der Harzbetten der größte Teil des Eisens entfernt werden. Da jedoch in einem EDI-System keine Regeneration oder Reinigung stattfindet, haften Spureneisen im Wasser sowohl an den Kationen- und Anionenharzen als auch an den Membranen. Eisen hat eine starke elektrische Leitfähigkeit und bevor es mit dem kationischen Harz reagieren kann, wandert es unter dem Einfluss von hohem Strom in Richtung der Anionenmembran. Reine Eisenionen passieren die Membranen leicht, kolloidale Eisenverbindungen können die Anionenmembran jedoch schwerer durchdringen und werden an deren Oberfläche adsorbiert. Dies führt zu einer Kontamination sowohl der Anionen- als auch der Kationenmembranen, was letztendlich zu einer Verschlechterung der Systemleistung und der Wasserqualität sowie zu einer fortschreitenden Verringerung des spezifischen Widerstands führt.
Organische Kontamination
Wenn im Speisewasser organische Verunreinigungen vorhanden sind, kann die Umkehrosmose nur organische Kolloide mit einem Molekulargewicht von mehr als 200 entfernen. Organische Substanzen mit einem niedrigeren Molekulargewicht (unter 200) gelangen in das EDI-System. Diese niedermolekularen Substanzen werden von den Kationen- und Anionenaustauscherharzen innerhalb der Komponenten absorbiert und haften an den Oberflächen der Kationen- und Anionenmembranen. Dies behindert die Ionenaustauschreaktionen und verlangsamt die Durchdringungsgeschwindigkeit der Ionen durch die Membranen, wodurch die Leistung des EDI-Systems verringert und der spezifische Widerstand des produzierten Wassers verringert wird.
