الکترودیونایزر (EDI)
از دستگاه الکترودیونایزر برای بدست آوردن آب با خلوص بالا استفاده می‌شود. از لحاظ رتبه می‌توان قدرت تصفیۀ آن را پس از سیستم اسمز معکوس و تقریباً هم‌رتبه با سیستم‌های رزینی mixed bed در نظر گرفت. در الکترودیونایزسیون از یک فرآیند الکتروشیمیایی استفاده می‌شود که شامل غشاءهای پلیمری با پوششی از رزین‌های تبادل یونی می‌باشد. این رزین‌ها همچون یک پوشش پلی‌اتیلنی بر روی غشاء‌ها قرار می‌گیرند. می‌توان گفت که EDI ترکیبی از فرآیند تبادل یونی و فیلتراسیون غشائی است و آب خروجی از آن بسیار با کیفیت و بدون املاح می‌باشد. هدایت الکتریکی آب تصفیه شده توسط این سیستم در حد کم‌تر از 2/0 µs/cm گزارش شده است.
در واقع این سیستم بسیار شبیه به سیستم تصفیه آب رزینی می‌باشد؛ با این تفاوت که در سیستم‌های رزینی عملیات احیاء با استفاده از محلول نمک انجام می‌شود، ولی در سیستم EDI این کار بصورت الکتریکی و توسط قطب‌های آندی و کاتدی انجام می‌گردد. بدین ترتیب مصرف زیاد مواد شیمیایی برای انجام عملیات احیاء ، که می‌توان از آن بعنوان یکی از معایب سیستم‌های رزینی نام برد، در سیستم‌های الکترودیونایزر وجود ندارد، چون رزین‌های استفاده شده در دستگاه EDI بطور پیوسته با جریان برق احیاء می‌شوند.
در هر دستگاه الکترودیونایزر، تعدادی سلول وجود دارد که بین دو الکترود آند و کاتد قرار گرفته‌اند، همچنین دو نوع مجرا برای عبور جریان در آن تعبیه شده است؛ مجرایی برای آب تصفیه شده و مجرایی برای آب غلیظ شده. مجرایی که برای آب تصفیه شده در نظر گرفته شده است حاوی رزین‌های آنیونی و کاتیونی است و عملکرد آن مانند ستون زرینی mixed bed می‌باشد. در واقع این رزین‌ها مابین دو نوع غشای کاتیونی و آنیونی قرار داده شده‌اند. غشای کاتیونی وظیفۀ عبور کاتیون‌ها را برعهده دارد و مانع از عبور یون‌های آنیونی می‌شود در حالی‌که غشای آنیونی دقیقاً برعکس عمل می‌کند و فقط اجازه عبور آنیون‌ها را می‌دهد و یون‌های کاتیونی را نگه‌می‌دارد.
نحوه عملکرد
در دستگاه الکترودیونایزر از سه نوع فن‌آوری بصورت همزمان استفاده می‌شود:
1- سیستم تبادل یونی رزینی mixed bed
2- غشای نیمه تراوای برای تعویض یون‌ها
3- پیل الکتریکی
تلفیق این سه سیستم باعث شده است که این فن‌آوری بتواند آبی بسیار خالص بطور مستمر و بدون نیاز به سیستم احیاء تولید نماید. هر دستگاه EDI دارای مجموعه‌ای از سلول‌های رزینی و آند‌ها و کاتد‌هایی است که بطور موازی در کنار هم قرار گرفته‌اند. پیل الکتریکی نیز وظیفۀ ایجاد قطب‌های مثبت و منفی را بعهده دارد. طبق فرآیند جداسازی یونی در سطح رزین‌ها و با استفاده از نیروی محرکة ناشی از میدان مغناطیسی، آنیون‌ها و کاتیون‌ها پس از عبور از میان غشاء‌ها از آب جدا می‌شوند، و آب خالص و تصفیه شده در مسیر مربوط به خود قرار گرفته و وارد مخزن ذخیره می‌شود.
همانطوری که در شکل فوق دیده می‌شود، غشاءهای کاتیونی فقط نسبت به کاتیون‌ها تراوا هستند و آنیون‌ها هم صرفاً می‌توانند از میان غشاءهای آنیونی عبور کنند. عامل محرک برای این نقل و انتقال از طریق یک منبع جریان مستقیم الکتریکی تأمین می‌شود. در این حالت اختلاف پتانسیل مناسب در میدان الکتریکی بوجود می‌آید و باعث حرکت کاتیون‌ها بسمت کاتد و آنیون‌ها بسمت آند می‌شود. از طرفی این میدان مغناطیسی باعث تولید یون‌های هیدروژن و هیدروکسیل در آب نیز می‌شود. در نتیجه برای احیای رزین‌های تبادل یونی نیازی به استفاده از مواد شیمیایی نبوده و همین یون‌ها خود عملیات احیاء را بطور مستمر انجام می‌دهند.
تجهیزات
تجهیزات بکار برده شده در دستگاه الکترودیونایزر عبارتند از:
– غشاءهای آنیونی و کاتیونی
– الکترودهای مثبت و منفی که معمولاً از تیتانیوم ساخته می‌شوند
– جداکننده‌های پلیمری
– پمپ آب جهت انتقال سیال
مزایا
– عدم نیاز به انجام عملیات احیای شیمیایی و در نتیجه عدم نیاز به مواد شیمیایی
– تولید آب با کیفیت و خلوص بالا
– کم بودن هزینه‌های مربوط به راهبری و نگهداری
– امکان بهره‌برداری مداوم و بدون وقفه
– نیاز به فضای اندک برای نصب دستگاه
– سازگار با محیط زیست
– عدم نیاز به پرنسل بهره‌بردار جهت انجام عملیات احیاء و سرکشی مداوم
– طول عمر مفید زیادتر در قیاس با سیستم‌های رزینی
کاربرد در صنایع
از دستگاه EDI می‌توان در صنایع دارویی، آزمایشگاه‌ها، صنایع آبکاری، پتروشیمی و فولاد، نیروگاه‌ها و صنایع الکترونیک استفاده نمود.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.