逆浸透は水からほとんどの溶解塩とイオンを除去できますが、一部の高純度水システムでは RO 後に追加の脱イオンが必要です。
長年にわたり、この研磨ステップには混合床イオン交換が一般的に使用されてきました。現在、EDI は新しい高純度水システム、特に連続運転と化学物質の再生削減が重要なシステムでますます使用されています。
では、EDI とミックスベッドの違いは何でしょうか? EDI は実際により良い水質を提供しますか? 混合床はまだ検討する価値がありますか?その答えは、イオンの除去だけでなく、各テクノロジーがどのように動作、再生、維持されるかにも依存します。
逆浸透は、水中の溶解塩、イオン、その他の不純物を減らすための効果的な一次浄化プロセスです。ただし、RO は供給水からすべての溶存イオンを除去するわけではないため、RO 透過水には依然として少量の残留イオンが含まれる可能性があります。
RO は半透膜を使用して、多くの溶解物質から水を分離します。溶解した塩とイオンを大幅に削減できるため、さらなる処理前の一般的な精製ステップとなります。
ただし、RO 透過水の品質は、供給水の品質、膜の性能、動作条件、システム設計などの要因に依存します。一部の残留イオンが処理水中に残る可能性があります。
より高い水純度が必要な用途では、RO 後の残留イオン量をさらに減らす必要がある場合があります。このため、逆浸透後に追加の脱イオンまたは研磨ステップが使用されます。
ここで EDI と混合床イオン交換が使用できます。どちらの技術も RO 透過液から残留イオンをさらに除去できますが、使用する方法が異なり、操作およびメンテナンスの要件も異なります。
混合床イオン交換は、RO 透過液から残留イオンをさらに除去するために使用される研磨プロセスです。陽イオン交換樹脂と陰イオン交換樹脂の両方が同じ容器内で混合されています。
カチオン交換樹脂はプラスに帯電したイオンを除去し、アニオン交換樹脂はマイナスに帯電したイオンを水から除去します。イオン交換プロセスを通じて、これらの残りの溶解イオンは水素および水酸化物イオンと交換され、結合して水が形成されます。
混合床イオン交換では、同じ処理容器内でカチオンとアニオンの両方を除去することにより、逆浸透後に高純度の水を生成できます。
樹脂がイオンを交換すると、その容量は徐々に消耗します。樹脂がその動作容量に達したら、使用を再開する前に再生する必要があります。
一般的なプロセスは次のとおりです。
樹脂枯渇 → 薬液再生 → 洗浄 → 復帰
通常、再生にはカチオン樹脂には酸、アニオン樹脂にはアルカリが必要です。このプロセスでは再生廃水も生成され、追加の操作手順とメンテナンス手順が必要になります。システム設計と再生方法によっては、処理プロセスで再生中にダウンタイムが必要になる場合もあります。
電気脱イオン化 (EDI) は、RO 透過水をさらに精製するために使用される連続脱イオン技術です。従来の混床イオン交換とは異なり、EDI はイオン交換樹脂、イオン選択膜、電界を組み合わせて水から残留イオンを除去します。
EDI モジュール内では、イオン交換樹脂が水から溶解イオンを捕捉するのに役立ち、イオン選択膜が陽イオンと陰イオンの動きを制御します。電場により、捕捉されたイオンが膜を通って適切な電極コンパートメントに向かって駆動されます。
この連続的なイオン移動により、EDI は RO 透過水のイオン含有量をさらに低減し、高純度の水を生成することができます。
また、電場により、EDI モジュール内のイオン交換媒体が動作中に継続的に再生されるようになります。これが、化学的再生のために樹脂を定期的に使用から外す必要がある混合床イオン交換との主な違いです。
EDI は、定期的な化学再生に依存するのではなく、動作中にイオン交換媒体を継続的に再生します。
これは、EDI がメンテナンスフリーであることを意味するものではありません。このシステムは依然として適切な操作、監視、定期的なメンテナンスを必要としますが、通常はイオン交換媒体の従来の酸およびアルカリ再生を必要としません。
EDI と混合床イオン交換の両方を RO 透過液の研磨に使用できますが、動作原理とメンテナンス要件は異なります。主な違いは次のように要約できます。
要素 |
EDI |
男女共用ベッド |
イオン交換 |
継続的 |
バッチ/定期 |
再生 |
電気 |
化学薬品 |
酸とアルカリ |
通常は必要ありません |
再生に必要 |
手術 |
連続運転 |
樹脂がなくなると再生が必要 |
化学薬品の取り扱い |
減少 |
必須 |
定期的なメンテナンス |
一般に低い |
一般に高い |
初期投資 |
一般に高い |
一般に低い |
継続生産 |
ぴったり |
利便性が低い |
オートメーション |
ぴったり |
システム設計による |
混合床でも高純度の水を生産できますが、定期的な化学再生に依存しているため、多くの最新の連続生産システムには適していません。 EDI は日常的な酸やアルカリの再生を必要としないため、新しい高純度水システムには EDI がますます好まれています。
EDI の使用の増加は、主に最新の水処理システムの運用方法に関係しています。混合床システムと比較して、EDI は定期的な化学物質の再生の必要性を減らし、連続的かつ自動化された水の生産によりよく適合します。
EDI は連続運転向けに設計されており、樹脂再生のための研磨プロセスを定期的に停止することなく高純度水を生成できます。特に精製水を安定的かつ継続的に供給する必要がある生産設備に最適です。
EDI を選択する主な理由の 1 つは、イオン交換媒体の日常的な酸およびアルカリ再生が必要ないことです。これにより、従来の混合床システムと比較して研磨ステージの操作が簡素化されます。
日常的な化学薬品の再生がなければ、システムは化学薬品の保管、化学薬品の準備、再生操作、および再生廃水の処理の必要性が少なくなります。これにより、水処理システムに関連する日常的な作業負荷を軽減できます。
EDI は RO 後の連続研磨ユニットとして動作でき、自動水処理システムに統合できます。連続運転と化学再生要件の軽減により、最新の RO ベースの高純度水システムに最適です。
必ずしもそうとは限りません。
EDI と混床イオン交換はどちらも RO 透過水からイオンをさらに除去し、高純度の水を生成できます。達成可能な水質は、単に EDI が使用されるか混合床が使用されるかによって決まるのではなく、特定のシステムと動作条件によって異なります。
最終的な水質は、以下を含む処理システム全体のパフォーマンスに影響されます。
前処理
ROパフォーマンス
給水水質
飼料の導電率
EDI動作条件
システム全体の設計
したがって、EDI と混合床の主な違いは、単に達成可能な水の純度ではなく、研磨プロセスの操作方法と維持方法にあります。
新しい高純度水システムでは EDI がますます好まれていますが、特定の動作条件では混床イオン交換が依然として実用的なオプションです。
混合床は、水の需要が比較的少ない場合、または生産が断続的である場合に適しています。また、初期投資の削減が重要な場合や、施設にすでに混床設備とサポートインフラストラクチャがある場合にも検討できます。
EDI は一般に、連続生産、より高い水需要、および化学物質の再生の削減が重要な考慮事項となる新しい RO 浄水システムの設置により適しています。連続運転により、最新の自動 RO 水処理システムへの統合も容易になります。
混合床は、多くの新しい連続生産システムにとって魅力的ではなくなりつつありますが、特定の用途では依然として実用的な技術です。
EDI ユニットは、流入する水がすでに高度に浄化されている場合により効果的に機能するため、通常、2 段階 RO の後に設置されます。 2 段階 RO は、水が EDI ユニットに入る前に水のイオン負荷と導電率をさらに低減します。
2 段階 RO は、1 段階 RO によって生成された透過水から溶解した塩とイオンをさらに除去します。これにより、水のイオン負荷と導電率が低減され、EDI 研磨ステージに適切な供給水が提供されます。
EDI を備えた一般的な 2 段階 RO 水処理システムは、次のプロセスに従います。
原水→前処理→1段RO→2段RO→EDI→高純度水
原水: 処理システムに入る原水。
前処理: 下流の装置に影響を与える可能性のある浮遊物質、塩素、硬度、その他の物質を低減します。
1 段階 RO: 前処理水からほとんどの溶解塩およびその他の不純物を除去します。
2 段階 RO: 残留イオン負荷と伝導率をさらに低減します。
EDI: 2 段階の RO 透過水からさらにイオンを除去し、高純度の水を生成します。
この構成は一般に、EDI を備えた 2 ステージ逆浸透システムとして説明され、EDI は最終の脱イオンまたは研磨ステージとして機能します。
最新の超純水システムで EDI がますます好まれているのは、混合床が機能しなくなったからではなく、EDI が化学再生への依存度が低く連続運転に適しているためです。
新しい RO 水処理システムの場合、EDI と混合床のどちらを選択するかは、必要な水質、水需要、運用パターン、長期メンテナンス要件に基づいて選択する必要があります。
