Elektrodionisation (EDI) ist ein innovatives Verfahren in der Wasseraufbereitung, das zur Produktion von hochreinem Wasser dient. EDI kombiniert Ionenaustausch und Elektrodialyse und ermöglicht eine kontinuierliche Entsalzung von Wasser ohne den Einsatz chemischer Regenerationsmittel. Diese Technologie ist besonders nützlich in Anwendungen, die eine hohe Reinheit erfordern, wie z.B. in der Elektronikfertigung, Pharmaindustrie und Kraftwerkskesselanlagen. EDI-Anlagen werden typischerweise nach Umkehrosmoseanlagen (RO) installiert und entfernen verbleibende Ionen, um ein ultrareines Wasser mit extrem geringer Leitfähigkeit zu erzielen.

Technische Grundlagen der Elektrodionisation (EDI)

Die EDI-Technologie basiert auf dem Prinzip des Ionenaustauschs in Kombination mit einer elektrischen Spannung, die die Regeneration der Ionenaustauschharze ermöglicht. Der Aufbau einer EDI-Zelle besteht aus mehreren abwechselnd geschichteten Kationen- und Anionenaustauschmembranen sowie Ionenaustauschharzen zwischen den Membranen. Durch das Anlegen einer Gleichspannung entsteht ein elektrisches Feld, das die Ionen in den Ionenaustauschharzen kontinuierlich entfernt und in die Konzentratkammern leitet, wodurch eine chemische Regeneration überflüssig wird.

Aufbau einer EDI-Zelle

  1. Ionenaustauschmembranen:
    • In einer EDI-Zelle sind Kationen- und Anionenaustauschmembranen abwechselnd angeordnet, um Ionen zu leiten. Kationenaustauschmembranen lassen positive Ionen durch, während Anionenaustauschmembranen negative Ionen passieren lassen.
  2. Ionenaustauschharze:
    • Diese Harze dienen als leitfähiges Medium, das Ionen aufnimmt und weiterleitet. Die Harze laden sich durch das elektrische Feld auf und ermöglichen die kontinuierliche Abgabe der Ionen in die Konzentratkammern, wodurch eine chemische Regeneration überflüssig wird.
  3. Elektroden:
    • Zwei Elektroden erzeugen ein elektrisches Feld innerhalb der Zelle, welches die Anionen zur Anode und die Kationen zur Kathode bewegt.
Reinstwassergewinnung für die Glasfaserproduktion

Foto: Reinstwasseranlage mit EDI ALMA OSMO VE

Funktionsweise und Ablauf der EDI

Das Rohwasser durchläuft zunächst eine Umkehrosmoseanlage (RO), um die meisten Ionen zu entfernen. Das vorgereinigte Wasser wird dann in die EDI-Einheit eingespeist. In der EDI-Zelle werden die Ionen durch das elektrische Feld kontinuierlich aus dem Rohwasser entfernt und in die Konzentratkammern geleitet. In diesen Kammern wird das Konzentratwasser entweder abgeleitet oder in den Kreislauf zurückgeführt. Die EDI sorgt so für eine nahezu vollständige Entionisierung und produziert Wasser mit einer sehr niedrigen Leitfähigkeit, meist unter 0,1 μS/cm.

Vorteile der Elektrodionisation

EDI bietet mehrere Vorteile gegenüber traditionellen Entionisierungsverfahren, wie die Ionenaustauschertechnologie mit chemischer Regeneration:

  1. Kontinuierliche Betriebsmöglichkeit:

    • Da EDI ohne chemische Regeneration arbeitet, kann die Anlage kontinuierlich laufen und benötigt keine Regenerationszyklen.

  2. Keine chemische Regeneration:

    • Im Gegensatz zu herkömmlichen Ionenaustauschern, die regelmäßig mit Säuren und Laugen regeneriert werden müssen, erfolgt die Regeneration in der EDI durch das elektrische Feld. Dies führt zu geringeren Betriebskosten und weniger Umweltbelastung durch Chemikalien.

  3. Hohe Wasserreinheit:

    • EDI erreicht Leitfähigkeiten unter 0,1 μS/cm und bietet eine äußerst hohe Wasserqualität, was sie ideal für Anwendungen macht, die extrem reines Wasser erfordern.

  4. Platzsparend und effizient:

    • Durch den modularen Aufbau kann EDI platzsparend integriert werden. Die kontinuierliche Entionisierung erfordert zudem weniger Energie im Vergleich zur herkömmlichen Ionenaustauschtechnologie.

Anwendungsbereiche der Elektrodionisation

EDI ist besonders nützlich in Industrien, die strenge Anforderungen an die Wasserqualität stellen, einschließlich:

  1. Pharmaindustrie:

    • EDI wird zur Herstellung von hochreinem Wasser verwendet, das in pharmazeutischen Prozessen unverzichtbar ist. Die konstante Wasserreinheit und die Vermeidung chemischer Regenerationsmittel machen EDI ideal für diese Anwendungen.

  2. Elektronik- und Halbleiterfertigung:

    • Die Elektronikbranche benötigt ultrareines Wasser, insbesondere für die Reinigung von Mikrochips und Wafern, da selbst kleinste Verunreinigungen die Produktqualität beeinträchtigen können. EDI erfüllt diese Anforderungen durch die kontinuierliche Bereitstellung von Wasser mit extrem niedriger Leitfähigkeit.

  3. Kraftwerksindustrie:

    • In Kraftwerken wird reines Wasser für Kesselanlagen und die Dampferzeugung benötigt. EDI wird oft in Kombination mit Umkehrosmoseanlagen verwendet, um das Wasser vor der Einspeisung in die Kessel zu entionisieren und damit Korrosion und Ablagerungen zu vermeiden.

  4. Lebensmittel- und Getränkeindustrie:

    • Auch in der Lebensmittel- und Getränkeproduktion findet EDI Anwendung, insbesondere in der Produktion von destilliertem Wasser oder für die Wasseraufbereitung bei der Getränkeherstellung, wo hohe Wasserreinheit und geringe Mineraliengehalte gefordert sind.

Technische Anforderungen und Herausforderungen

  • Wasserqualität des Speisewassers: Da EDI auf ionenfreies oder fast ionenfreies Speisewasser angewiesen ist, wird eine Vorbehandlung des Wassers, meist durch Umkehrosmose, empfohlen. Zu viele Restionen oder hohe Härtegrade können die Leistung der EDI-Zelle beeinträchtigen.
  • Elektrische Energie: Die EDI benötigt eine konstante elektrische Energiezufuhr, um das elektrische Feld für die kontinuierliche Ionenseparation aufrechtzuerhalten. Daher ist die Energieeffizienz und Stabilität der Stromversorgung eine wichtige technische Anforderung.
  • Wartungsanforderungen: Obwohl EDI im Vergleich zu herkömmlichen Systemen weniger Wartung benötigt, ist es dennoch notwendig, die Membranen regelmäßig zu überprüfen und zu reinigen, um Biofouling und Ablagerungen zu vermeiden.

Fazit

Elektrodionisation (EDI) ist eine nachhaltige, wirtschaftliche und hocheffiziente Technologie zur Produktion von hochreinem Wasser. Durch die Kombination von Ionenaustausch und Elektrodialyse ermöglicht sie eine kontinuierliche Wasseraufbereitung ohne chemische Regeneration. In vielen Branchen, von der Pharma- bis zur Elektronikindustrie, hat EDI sich als unverzichtbar erwiesen, da es die höchsten Standards an Reinheit erfüllt. ALMAWATECH unterstützt industrielle Anwendungen mit maßgeschneiderten EDI-Systemen, die zuverlässig, platzsparend und umweltschonend arbeiten, und erfüllt so die komplexen Anforderungen der modernen Wasseraufbereitung.

Für weiter Informationen zu unseren Produkten können Sie uns gerne jederzeit kontaktieren!

info@almawatech.com

06073 687470