Xử lý nước DI, EDI

Tổng quan về xử lý nước DI, EDI

Hệ thống xử lý nước DI, EDI có thể loại bỏ các ion âm và ion dương, chất rắt hòa tan, khí hòa tan, bao gồm: Sodium, calcium, và magnesium (cations) Sulfates, alkalinity, chlorides, carbon dioxide CO2, and silica (anions).

Nước DI thường được sản xuất theo cách cho nước chảy qua các bồn chứa hạt nhựa ion âm và ion dương, khi nước chảy ra sẽ không còn các ion âm và dương nào nữa.

Nước DI cũng có thể được tinh chế bằng quá trình bao gồm cả thẩm thấu ngược, lọc carbon, vi lọc, siêu lọc, quá trình oxy hóa cực tím, hoặc điện phân. Trong những thập kỷ gần đây, sự kết hợp của các quá trình trên đã đi vào sử dụng để sản xuất nước DI có độ tinh khiết cao. Tuy nhiên, đôi khi các chất gây ô nhiễm vẫn có thể còn tồn tại và được đo bằng phần tỷ (ppb) hoặc phần nghìn tỷ (ppt). Nước DI có nhiều công dụng, chủ yếu ứng dụng trong các phòng thí nghiệm khoa học và các ngành công nghiệp.

Công nghệ đầu tiên sản xuất nước DI bằng cách chưng cất. Nguyên lí của công nghệ này là dùng nhiệt để đun sôi nước đến khi hóa hơi, sau khi nước hóa hơi bay lên sẽ được ngưng tụ bằng hệ thống làm mát. Các ion trong nước sẽ được giữ lại ở phần chưa bay hơi,tuy nhiên chưng cất 1 lần khả năng loại ion chưa được tốt, tùy theo mục đích và yêu cầu sử dụng mà có thể chưng cất 2 lần hay 3 lần. Tuy nhiên cách này thường tốn năng lượng và chi phí cao.

Deionization là gì?

Khử Ion hóa, còn được gọi là nước khử khoáng (nước DI, DIW hoặc nước khử ion hóa), là nước đã có gần như tất cả các ion khoáng đã bị xóa bỏ, chẳng hạn như các cation như natri, canxi, sắt, đồng,… và các anion như clorua và sulfat… . Deionization là một quá trình hóa học có sử dụng nhựa trao đổi ion được sản xuất đặc biệt mà trao đổi ion hydro và ion hydroxit cho khoáng chất hòa tan, sau đó kết hợp lại để tạo thành nước. Deionization tạo ra nước có độ tinh khiết cao, nói chung tương tự như nước cất. Quá trình này diễn ra nhanh chóng và không có tích tụ. Tuy nhiên, deionization không loại bỏ đáng kể phân tử hữu cơ, vi rút hoặc vi khuẩn. Đặc biệt nhựa anion có khả năng loại bỏ vi khuẩn Gram âm. Deionization có thể được thực hiện liên tục và không tốn kém bằng cách sử dụng electrodeionization.

Ba loại deionizations thông dụng

Deionization đồng hành:

Deionization đồng hành đề cập quá trình dòng chảy từ trên xuống, nơi cả nước đầu vào và dung dịch hoàn nguyên vào ở trên cùng của một cột trao đổi ion và nước ra ở phía dưới. Chi phí vận hành là tương đối cao hơn so với deionization ngược chiều vì sử dụng thêm dung dịch hoàn nguyên. Bởi vì hóa chất hoàn nguyên pha loãng khi xuống dưới cột lọc có thể hiệu quả tái sinh không cao, chất lượng sản phẩm thấp hơn. Phương pháp này vẫn được sử dụng và có thể được tối đa với việc điều chỉnh dòng chảy của dung dịch hoàn nguyên trong cột trao đổi ion.

Deionization ngược chiều:

Ngược dòng deionization có hai hình yêu cầu thiết kế ruột.

1) Cột chưa hạt nhựa nơi nước đầu vào đi vào từ phía dưới và dung dịch hoàn nguyên vào từ phía trên cùng của cột trao đổi ion

2) Dung dịch hoàn nguyên cho hạt nhựa đi vào từ phía dưới.

Hệ thống lọc nước DI

Trong cả hai trường hợp nước đều được phân phối riêng biệt (nước đầu vào, dung dịch hoàn nguyên đầu vào, nước thành phẩm ra và dung dịch hoàn nguyên thải) phải được điều chỉnh để:

– Đảm bảo chất lượng nước đầu vào và lưu lượng

– Thời gian hoạt động giữa các lần hoàn nguyên

– Deionization ngược chiều hiện nay là phương pháp phổ biến nhất được sử dụng. Dung dịch hoàn nguyên chảy theo hướng ngược lại của dòng nước vào, ít thời gian hơn để tái sinh. Chất lượng của sản phẩm có thể thấp hơn 0,5 phần triệu . Ưu điểm chính của deionization ngược chiều là chi phí vận hành thấp, do sử dụng dung dịch hoàn nguyên nồng độ thấp trong quá trình tái sinh.

Deionization hỗn hợp tầng:

Hệ thống lọc nước DI hỗn hợp tầng

Deionization hỗn hợp tầng, là 50/50 hỗn hợp của cation và anion nhựa kết hợp trong một cột trao đổi ion duy nhất với tiền xử lý thích hợp. Phổ biến nhất, demineralizers hỗn hợp được sử dụng để làm sạch những ion cuối cùng trong nước trước khi sử dụng. Những hệ thống DI kiểu này có hệ thống nước và phân phối dung dịch hoàn nguyên nội bộ phức tạp để tái sinh hạt. Một hệ thống kiểm soát hoạt động máy bơm và van cho hoàn nguyên hạt nhựa. Vì chất lượng cao của sản phẩm nước đạt được, và vì những chi phí và khó khăn trong việc tái sinh hạt nhựa , hệ thống loại này chỉ được sử dụng khi nước có độ tinh khiết cao nhất được yêu cầu.

Các phương pháp khử ion khác

Các phương pháp khử ion khác cũng được sử dụng để làm sạch nước, bao gồm cả thẩm thấu ngược, lọc carbon, lọc microporous, siêu lọc, quá trình oxy hóa cực tím, hoặc điện phân. Chúng được sử dụng ở vị trí chính hoặc bổ sung cho các quy trình được liệt kê ở trên.

Hệ thống lọc nước RO DI

Công nghệ EDI (ElectroDeIonization)

Bản chất là công nghệ trao đổi ion, tuy nhiên việc tái sinh hạt nhựa được thay bằng dòng điện (thông thường là lợi dụng tấm tách điện xảy ra hiện tượng điện phân nước) phân tách phân tử H2O thành ion H+ và OH- để tái sinh hạt nhựa. Tuy nhiên công nghệ này vẫn thường được kết hợp với công nghệ RO nhằm đảm bảo chất lượng nước cấp vào EDI đủ tiêu chuẩn hoạt động.

Hệ thống lọc EDI