Hệ thống EDI - đáp ứng mọi yêu cầu về nước siêu tinh khiết. Điều này biến nó thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ngành công nghiệp, từ sản xuất đến nghiên cứu và y tế. Với khả năng linh hoạt trong việc lắp đặt và thiết kế, hệ thống EDI có thể tùy chỉnh cho nhiều nguồn nước và môi trường khác nhau. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu thêm về những lợi ích và tiềm năng của công nghệ EDI- lọc nước siêu tinh khiết.

Hệ Thống Lọc Khử Khoáng EDI - Lọc Nước Siêu Tinh Khiết 

1. "Nước siêu tinh khiết " là gì?
Nước siêu tinh khiết là loại nước có độ tinh khiết cao gần như không lẫn bất cứ một hợp chất vô cơ như cation, anion, chất rắn, chất hữu cơ nào. Theo định nghĩa nước siêu tinh khiết chỉ có H20 và Ion hydrogen H+ và hydroxide OH- trong trạng thái cân bằng.

a. Đặc điểm của nước siêu tinh khiết
Để phân biệt với nước tinh khiết, nước siêu tinh khiết có độ dẫn điện thấp, điện trở suất rất cao có thể đạt tới trên 18mΩ

b. Ứng dụng của nước siêu tinh khiết
Được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế như rửa dụng cụ, sử dụng trong phòng thí nghiệm, pha hóa chất hoặc trong thí nghiệm. Đặc biệt là trong ngành sản xuất dược phẩm, sản xuất chất bán dẫn, công nghiệp, nông nghiệp đòi hỏi chất lượng nước cực cao.

* Trong lĩnh vực y tế:
- Phục vụ cho ngành sản xuất dược phẩm, chế phẩm y tế
- Là nguyên liệu cho hệ thống thiết bị chạy thận nhân tạo
- Là dung môi pha chế hóa chất cũng như để thực hiện một phản ứng hóa học
- Dùng để rửa dụng cụ thí nghiệm.
- Lĩnh vực này đòi hỏi loại nước sử dụng đều phải vô khuẩn, độ tinh khiết đạt được tiêu chuẩn quy định, do vậy mà rất cần đến sự hỗ trợ của nước siêu tinh khiết.

 
* Trong các ngành công nghiệp:
- Là dung môi dùng để vệ sinh các sản phẩm thiết bị điện từ trường, các linh kiện thiết bị điện tử.
- Là chất làm mát trong các lò phản ứng sinh nhiệt
- Là dung môi pha chế hóa chất cũng như thực hiện một số phản ứng hóa học.

2. Đặc tính của nước khử Ion
Nước khử ion, còn được gọi là nước khử khoáng, là nước đã trải qua quá trình loại bỏ các ion khoáng, bao gồm cation như natri, canxi, sắt, đồng và anion như clorua, sunfat, nitrat - các ion thường có mặt trong nước. Quá trình khử ion là một phương pháp vật lý sử dụng hạt nhựa trao đổi ion để thay thế các ion muối khoáng trong nước bằng các ion khác được cấy lên bề mặt hạt trao đổi ion. Kết quả là hầu hết các ion muối khoáng bị loại bỏ, tạo ra nước có độ tinh khiết cao, gần như tương tự nước cất.

Nước từ mọi nguồn đều chứa các tạp chất, bao gồm các muối hòa tan, hình thành từ các ion mang điện tích âm (anion) và dương (cation). Các ion phổ biến bao gồm natri, canxi, magiê, clorua, sunfat, nitrat, cacbonat, bicacbonat, và nhiều loại khác. Hơn 98% các ion này có thể được loại bỏ hiệu quả bằng phương pháp xử lý thẩm thấu ngược (RO). 

Nguồn nước cũng có thể chứa chất hữu cơ, khí hòa tan như O2 và CO2, kim loại vết và các hợp chất vô cơ ion hóa yếu như bo và silica, tất cả cần phải được loại bỏ để sử dụng trong các quy trình công nghiệp. Hệ thống RO, cùng với tiền xử lý, đáp ứng yêu cầu loại bỏ nhiều tạp chất này.

Quá trình điện cực hóa kết hợp màng lọc trao đổi ion và nhựa trao đổi ion, được áp dụng giữa hai điện cực - cực dương (+) và cực âm (-), dưới hiệu điện thế một chiều để loại bỏ các ion còn sót lại trong nước sau khi đã trải qua quá trình RO và tiền xử lý.

Màng lọc trao đổi ion hoạt động bằng cách sử dụng nguyên tắc và vật liệu tương tự như nhựa ionexchange, và chúng được sử dụng để vận chuyển các ion cụ thể ra khỏi các phản ứng của chúng. Màng lọc anion có thể thấm các anion nhưng không thấm các cation; màng chọn lọc cation có thể thấm các cation nhưng không thấm các anion. Các màng không thấm nước.

Mỗi module EDI bao gồm năm thành phần chính là nhựa trao đổi ion, hai màng trao đổi ion và hai điện cực. Có hai loại khoang trong thiết bị EDI là khoang pha loãng và khoang tập trung. Khoang pha loãng là phần có chứa nhựa trao đổi ion hỗn hợp có nước tinh khiết hoặc có sự pha loãng các ion. Khoang tập trung là khu vực tập trung của các ion và trở thành nước thải. Khoang pha loãng và khoang tập trung được ngăn cách bởi màng trao đổi ion là màng trao đổi anion và màng trao đổi cation.

3. Đặc điểm thiết bị lọc EDI
Công nghệ EDI là một phương pháp tiên tiến trong xử lý nước, không đòi hỏi sử dụng hoá chất để tái tạo hạt nhựa trao đổi ion như các phương pháp truyền thống. Điểm mạnh của công nghệ này bao gồm:

• Ổn Định và Liên Tục: Công nghệ EDI giữ cho chất lượng nước luôn ổn định và không thay đổi quá nhiều.
• Không Cần Sử Dụng Hoá Chất: Trong quy trình lọc nước, không cần sử dụng các hoá chất.
• Không Ngừng Máy Vì Khôi Phục: Máy không cần ngừng để tiến hành quá trình khôi phục ion.
• Tiết Kiệm Nước và Thiết Bị: Công nghệ này giúp tiết kiệm nước cho quá trình khôi phục và không đòi hỏi các thiết bị phụ trợ như máy cất giữ hoặc pha loãng axit.
• Hiệu Suất Cao: Công nghệ EDI đạt hiệu suất sản xuất nước ở mức cao, lên đến 95%.
• Chiếm Ít Diện Tích: Hệ thống EDI yêu cầu diện tích nhỏ hơn so với các phương pháp khác.
• An Toàn và Giảm Chi Phí: Sử dụng công nghệ EDI giúp tránh tiếp xúc với axit và các chất độc hại. Nó cũng giảm chi phí vận hành và bảo dưỡng trong ngành công nghiệp.
• Linh Hoạt và Dễ Dàng Lắp Đặt: Thiết bị EDI có thể linh hoạt kết hợp lắp đặt với nhiều mức độ sạch khác nhau. Lắp đặt đơn giản, nhanh chóng, và chi phí thấp.
• Đầu Tư Ban Đầu Lớn: Công nghệ EDI đáp ứng nhiều yếu tố quan trọng trong xử lý nước, cung cấp hiệu suất cao, tiết kiệm nước, an toàn và sự linh hoạt trong lắp đặt, mặc dù yêu cầu một đầu tư ban đầu đáng kể.
   

4. Quá trình khử ion trong thiết bị EDI

a. Quá trình khử ion

Quá trình khử ion: Quá trình này đặc trưng bằng việc loại bỏ các ion từ nước thông qua cation mang điện tích dương và anion mang điện tích âm. Cụ thể, nhựa cation trong dạng hydro sẽ loại bỏ các ion cation như canxi, magie, kali, lưu huỳnh, amoni, trong khi nhựa anion trong dạng hydroxit sẽ thay thế các ion anion như clorua, bicarbonate, sulfat, nitrat, silica bằng ion hydroxit.

Kết quả của quá trình trong nước: Quá trình này dẫn đến việc trao đổi các ion trong nước, làm thay thế các ion cation và anion bằng các ion H+ và ion OH-. Khi chúng kết hợp với nhau, tạo ra nước tinh khiết

b. Di chuyển ion trong thiết bị EDI

Di Chuyển Ion trong Thiết Bị EDI: Trái với quá trình trao đổi ion, khi các nhựa cation và anion đã hoàn toàn thay thế các ion H+ và OH- và cần phải tái sinh bàng axit và xút, thiết bị EDI sử dụng nguồn điện để thực hiện quá trình di chuyển ion. Cụ thể, một nguồn điện cung cấp dòng điện giữa hai cực, trong đó dòng điện di chuyển từ cực dương đến cực âm.

Quá Trình Di Chuyển Ion: Khi các ion bị loại bỏ khỏi nước cấp, các ion cation bị hút đến cực âm, và các ion anion bị hút đến cực dương. Khi nước cấp được đưa vào thiết bị EDI, các ion tích điện dương di chuyển qua nhựa cation và sau đó di chuyển qua màng trao đổi cation vào khoang tập trung do bị hút đến cực âm. Tương tự, các ion tích điện âm di chuyển qua nhựa anion và sau đó di chuyển qua màng trao đổi anion vào khoang tập trung do bị hút đến cực dương.

Ngăn Chặn Di Chuyển Các Ion: Khi các ion đã di chuyển qua các màng vào khoang tập trung, chúng không thể di chuyển đến điện cực do bố trí vị trí của màng. Màng cation nằm ở phía cực dương, trong khi màng anion nằm ở phía cực âm. Nước tại khoang tập trung này thường chứa các cation và anion cần phải loại bỏ, tạo ra nước thải sau quá trình này.

c. Tái sinh
Khác Biệt với Trao Đổi Ion Truyền Thống: Thiết bị EDI khác biệt hoàn toàn với phương pháp truyền thống trong việc tái sinh nhựa bằng axit và xút. Thay vì làm như vậy, EDI sử dụng hiệu quả dòng điện trong toàn bộ module EDI. Dòng điện này làm phân ly một tỷ lệ nhỏ phân tử nước thành các ion hydro và hydroxit, cho phép nó liên tục tái sinh nhựa cation và nhựa anion mà không cần dừng thiết bị. Điều này làm cho hoạt động của thiết bị EDI trở nên liên tục, với các ion được loại bỏ liên tục và nhựa được tái sinh thường xuyên thông qua quá trình tách ion do dòng điện thực hiện. 
 
Chất Lượng Nước Tinh Khiết: Khi nước đã được lọc qua hệ thống khử khoáng sử dụng thiết bị EDI, chất lượng nước đạt đến điện trở suất vô cùng cao, lên đến 18 MΩ-cm. Điều này đảm bảo rằng nước sau xử lý bởi EDI đáp ứng mọi yêu cầu về nước siêu tinh khiết, phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp sản xuất khác nhau.