Trong các hệ thống xử lý nước hiện đại, công nghệ EDI (Electrodeionization) đang ngày càng được ưa chuộng nhờ khả năng tạo ra nguồn nước siêu tinh khiết mà không cần dùng đến hóa chất tái sinh. Đây được xem là bước tiến quan trọng trong lĩnh vực xử lý nước công nghiệp sạch và bền vững. Trong bài viết này, hãy cùng Tân Phạm Nguyên tìm hiểu các thông tin chi tiết về xử lý nước EDI.
Công nghệ EDI (Electrodeionization) là một phương pháp xử lý nước tiên tiến, chuyên dùng để sản xuất nước siêu tinh khiết. Hệ thống này kết hợp giữa kỹ thuật trao đổi ion, màng trao đổi ion và dòng điện một chiều để loại bỏ hoàn toàn các ion hòa tan mà không cần sử dụng hóa chất tái sinh. EDI thường được tích hợp sau giai đoạn lọc RO trong chuỗi xử lý, tạo nên hệ thống nước siêu sạch hiệu quả và thân thiện với môi trường.
Kỹ thuật EDI hoạt động dựa trên cơ chế trao đổi ion để loại bỏ muối, đồng thời tận dụng hiện tượng điện phân tách nước thành ion H⁺ và OH⁻ nhằm tái sinh các hạt nhựa trao đổi ion trong quá trình vận hành liên tục. Nhờ đó, công nghệ này khắc phục được nhược điểm của các phương pháp thẩm tách điện truyền thống, vốn không thể khử muối hoàn toàn do hiện tượng phân cực.
Ra đời từ những năm 1980, công nghệ EDI đã không ngừng phát triển và đến nay đã trở thành lựa chọn hàng đầu trong ngành xử lý nước siêu tinh khiết, đặc biệt tại Bắc Mỹ và châu Âu.
Xem thêm: Bể xử lý nước thải là gì? Các loại bể xử lý nước thải phổ biến
Thiết bị khử khoáng EDI là một phần quan trọng trong hệ thống xử lý nước tinh khiết, thường được sử dụng sau công đoạn lọc RO nhằm nâng cao chất lượng nước đầu ra. Công nghệ này được phát triển để thay thế cho hệ thống trao đổi ion hỗn hợp truyền thống, mang lại hiệu quả cao mà không cần dùng đến hóa chất tái sinh.
Nguồn nước trước khi đưa vào EDI cần đạt mức điện trở suất từ 0.025 đến 0.5 MΩ·cm – một tiêu chuẩn hoàn toàn nằm trong khả năng xử lý của công nghệ thẩm thấu ngược. Sau quá trình qua EDI, nước thành phẩm có thể đạt độ tinh khiết rất cao, với điện trở suất lên đến 18 MΩ·cm hoặc hơn, đáp ứng yêu cầu khắt khe trong các lĩnh vực như dược phẩm, điện tử và sản xuất vi mạch.
Khác với các hệ thống sử dụng hạt trao đổi ion truyền thống cần tái sinh bằng acid hoặc kiềm, công nghệ EDI loại bỏ hoàn toàn việc dùng hóa chất trong quá trình xử lý nước. Điều này không chỉ giúp giảm thiểu chi phí vận hành mà còn đảm bảo an toàn cho người vận hành, tránh tiếp xúc với các hóa chất nguy hiểm.
Với những nguồn nước khử khoáng không yêu cầu độ dẫn điện quá cao (dưới 18.2 MΩ·cm), EDI là giải pháp lý tưởng để tối ưu hóa hiệu suất và tiết kiệm chi phí. Công nghệ EDI sở hữu nhiều lợi thế nổi bật như:
Cả thiết bị EDI và hệ thống trao đổi ion đều phục vụ cho mục tiêu xử lý nước tinh khiết. Tuy nhiên, nếu so sánh về chất lượng nước đầu ra, chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành lâu dài thì công nghệ EDI thể hiện rõ ưu thế vượt trội trong việc ứng dụng vào xử lý nước công nghiệp và các hệ thống nước thải cần độ tinh sạch cao.
Hệ thống EDI hoạt động dựa trên nguyên lý kết hợp giữa trao đổi ion và dòng điện một chiều. Cấu trúc cơ bản của module EDI bao gồm các buồng khử ion, trong đó chứa các hạt nhựa trao đổi ion được đặt giữa màng trao đổi cation và màng trao đổi anion. Chỉ các ion có thể di chuyển qua màng còn phân tử nước thì không thể.
Khi nước đi vào buồng chứa nhựa, các ion khoáng có trong nước sẽ được hấp phụ bởi nhựa trao đổi ion. Đồng thời, dưới tác động của dòng điện một chiều mạnh, các ion này sẽ bị kéo về phía các điện cực mang điện tích trái dấu và bị đẩy qua các màng vào khoang cô đặc, nơi chúng được thu gom riêng biệt. Nhờ cơ chế này, các ion mạnh được loại bỏ liên tục, giúp dòng nước tinh khiết dần.
Đặc biệt, dòng điện cũng kích hoạt quá trình điện phân nước tại bề mặt nhựa, tạo ra các ion H⁺ và OH⁻ – chính những ion này sẽ liên tục tái sinh nhựa mà không cần dùng đến acid hay kiềm, giúp hệ thống vận hành liên tục mà không cần dừng máy để tái tạo vật liệu lọc.
Ngoài việc loại bỏ các ion mạnh, công nghệ EDI còn xử lý được cả các chất khó ion hóa như CO₂, silica hay amoniac nhờ vào quá trình tạo ion và dịch chuyển điện trường:
Tuy nhiên, để hệ thống EDI hoạt động hiệu quả và bền bỉ, chất lượng nước đầu vào cần được kiểm soát nghiêm ngặt. Nếu nước cấp không đạt chuẩn như chứa hàm lượng chất rắn hòa tan, clo, hoặc vi sinh vượt mức cho phép thì có thể gây hỏng hóc hoặc giảm tuổi thọ module EDI. Vì vậy, việc tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật đầu vào là điều kiện tiên quyết để đảm bảo hiệu suất và độ ổn định của toàn hệ thống.
Xem thêm: Chi tiết quy trình xây dựng hệ thống xử lý nước thải
Dưới đây là các thông số kỹ thuật màng của thiết bị khử khoáng EDI
| Models | CP500S | CP1000S | CP2000S | CP3600S | CP4500S | CP5800S |
| Điện áp hoạt động (V) | 20-80 | 20-100 | 50-120 | 50-180 | 80-240 | 100-250 |
| Dòng điện (A) | 0.5-5.5 | |||||
| Lưu lượng dòng chảy (m3/h) | 0.4-0.7 | 0.9-1.2 | 1.0-2.0 | 2.0-3.5 | 3.0-4.5 | 4.2-5.8 |
| Dòng chảy tập trung/ Cô đặc ion (m3/h) | 0.06-0.10 | 0.13-0.18 | 0.15-0.30 | 0.24-0.41 | 0.35-0.54 | 0.50-0.82 |
| Dòng chảy điện giải (m3/h) | 0.06 | |||||
Để hệ thống EDI vận hành hiệu quả và đảm bảo tuổi thọ thiết bị, nguồn nước đầu vào cần đạt các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt như sau:
Xem thêm: Hệ thống xử lý nước thải là gì? Quy trình hoạt động như thế nào?
Công nghệ EDI được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất và nghiên cứu nhờ khả năng tạo ra nguồn nước siêu tinh khiết. Một số lĩnh vực tiêu biểu bao gồm:
Nhờ vào độ tinh khiết vượt trội và tính ổn định cao, EDI ngày càng trở thành giải pháp không thể thiếu trong các ngành đòi hỏi chất lượng nước nghiêm ngặt.
Bài viết trên đây của Tân Phạm Nguyên đã chia sẻ các thông tin về công nghệ xử lý nước EDI. Hy vọng những kiến thức này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động, ưu điểm và ứng dụng thực tiễn của công nghệ EDI trong hệ thống xử lý nước hiện đại.
