DI - Hệ thống khử ion trong nước là gì, nguyên lý hoạt động của hệ thống DI
Nước khử ion – Deionized Water hay còn gọi là nước DI là loại bỏ tất cả các khoáng chất và muối ion hóa (cả hữu cơ và vô cơ) khỏi dung dịch thông qua quá trình trao đổi ion. Bởi vì hầu hết các tạp chất nước là muối hòa tan, khử ion tạo ra một loại nước có độ tinh khiết cao thường tương tự như nước cất. So với chưng cất, khử ion nhanh hơn, ít tốn năng lượng hơn và tiết kiệm chi phí hơn. Ngoài ra, đây là một quy trình theo yêu cầu cung cấp nước tinh khiết cao khi cần thiết – một tính năng quan trọng bởi vì nước ở mức độ cực kỳ tinh khiết xuống cấp nhanh chóng.
Nguyên lý hoạt động
Nguyên tắc chung của mọi thiết bị khử khoáng là sử dụng hạt trao đổi ion để loại bỏ các ion. Các hạt nhựa anion và cation hoạt động giống như nam châm hút các hạt ion tồn tại trong nước.
- Hạt nhựa cation được tích ion H+, có nhiệm vụ trao đổi với các ion dương trong nước và giải phóng H+.
- Tương tự như vậy, nhựa anion được tích ion OH-, có nhiệm vụ trao đổi với các ion âm trong nước, và đẩy ion OH- ra ngoài nước.
Sau đó, các ion H+ và OH- sẽ kết hợp với nhau để tạo ra phân tử H2O. Như vậy, tổng lượng chất rắn hoà tan (TDS) được loại bỏ nhờ quá trình lược hết các ion không mong muốn.
Cách khử ion
Hiện nay, khoa học phát triển vậy nên nước được xử lý bằng nhiều công nghệ khác nhau: công nghệ lọc đĩa, màng RO, UF, lọc thô,... Tuy nhiên, xử lý khử khoáng ở mức độ xử lý cao nhất, vì vậy chúng cần đến những công nghệ khác biệt hơn. Hiện nay, có 2 công nghệ là công nghệ DI thông thường - xử lý bằng hạt trao đổi ion và công nghệ EDI.
Tuy nhiên, trước khi đến bước chính trao đổi ion, nước cần được xử lý ban đầu. Nguồn nước khi được lấy từ nước giếng, nước sông, hay là nước máy đi nữa, vẫn cần xử trải qua các bước tiền xử lý bao gồm:
- Lọc thô: Loại bỏ các chất rắn lơ lửng, kim loại nặng, cặn lắng lớn.
- Lọc than hoạt tính, làm mềm nước: loại bỏ ion Ca2+, Mg2+ tránh làm hỏng màng RO.
- Lọc UF: loại bỏ cặn, dầu mỡ, vi khuẩn,..
- Bộ lọc nước RO: loại bỏ đến 99% các chất ô nhiễm, khoáng,… giúp giảm áp lực cho thiết bị trao đổi ion phía sau.
Tùy vào chất lượng nước ban đầu, chất lượng nước thành phẩm, các bước tiền xử lý có thể được bổ sung. Ví dụ như xử lý RO 1 cấp có thể đổi thành xử lý RO 2 cấp để cho chất lượng tốt hơn.
Một số dạng chính của hệ thống khử khoáng DI
- Hệ thống DI hỗn hợp (DI mixed - bed): sử dụng nhiều loại hạt nhựa trao đổi ion để loại bỏ cả ion âm và ion dương.
- Hệ thống điện tử EDI: ít phải sử dụng hóa chất để hoàn nguyên hạt nhựa so với thiết bị khử khoáng DI hỗn hợp (RO-mixed bed)
- Hệ thống DI nhiều cấp (DI duplex hoặc DI triplex,...): sử dụng nhiều cấp của hệ thống khử khoáng để tạo ra chất lượng nước như mong muốn.
Sử dụng hạt trao đổi ion - mixed bed
Công nghệ DI là việc sử dụng các hạt trao đổi ion, hạt mixbed truyền thống để để nhằm thay thế các anion và cation không mong muốn ở trong nước. Các loại nhựa được đặt trong các cột lọc nước bằng composite hoặc inox. Thường có 3 cột: cột cation, cột anion và cột mixed-bed. Nước sau khi xử lý có điện trở suất đến từ 10 -18 MΩ∙cm.
Các hạt trao đổi ion sau thời gian sử dụng, đã tích tụ bão hòa các ion bên trong, cần được tái sinh lại bằng axit và kiềm để đảm bảo hệ thống hoạt động chất lượng, lâu dài.
Sử dụng thiết bị EDI
Công nghệ EDI là công nghệ kết hợp giữa điện trường và màng trao đổi ion, hạt nhựa trao đổi. Thay vì sử dụng các cột lọc chứa hạt trao đổi cation, anion và mixed-bed như phương pháp trên, tất cả được gói gọn trong một thiết bị duy nhất.
Dưới tác dụng của điện trường các anion, và cation không mong muốn trong nước cũng được loại bỏ bằng cách di chuyển về các cực trái dấu với chúng. Các ion sẽ đi theo dòng thải đưa ra ngoài. Công nghệ này không cần sử dụng đến hóa chất để tái sinh mà quá trình tái sinh đã được gói gọn trong thiết bị.
Thiết bị EDI nhỏ gọn
Trên đây là 2 phương pháp khử ion trong nước phổ biến nhất. Mỗi phương pháp cũng sẽ có những ưu và nhược điểm riêng.
Để tăng mức độ tinh khiết của nước đầu ra số cột nhựa trao đổi ion và thiết bị EDI có thể tăng lên, đặt nối tiếp nhau. Việc xử lý nhiều hơn qua nhiều cấp lọc (2, 3 cấp,...) sẽ giúp loại bỏ triệt để hơn lượng ion trong nước.
Nước khử khoáng và nước chưng cất
Nước chưng cất cũng là một dạng nước khử khoáng, chúng được tạo ra nhờ quá trình sinh nhiệt, bốc hơi và thu giữ hơi nước bằng hệ thống làm mát. Nước có thể chứa nhiều tạp chất, nhưng hơi nước bốc lên chắc chắn chỉ chứa H+, và OH- nguyên chất.
Các ion tạp chất được giữ lại ở phần chưa bay hơi. Để tăng độ tinh khiết của hơi nước, chúng ta có thể tăng số lần xử lý bằng cách chưng cất lần 2, lần 3. Tuy nhiên tạo nước khử khoáng bằng cách này thường tốn năng lượng và chi phí cao.
Đây có thể được xem như là công nghệ đầu tiên dùng để xử lý và tạo ra nước khử khoáng. Nước chưng cất có độ tinh khiết rất cao, tốt hơn so với nước xử lý DI, EDI thông thường. Tuy nhiên, hiện nay với sự phát triển hiện đại, 2 công nghệ trên được sử dụng phổ biến hơn vì giá thành tốt hơn, và xử lý nhanh hơn.
Chưng cất nước
Ứng dụng của hệ thống khử ion trong nước
Nhờ đặc điểm tinh khiết tuyệt đối mà nước siêu tinh khiết có vai trò vô cùng quan trọng trong các ngành khoa học cũng như đời sống.
Đối với lĩnh vực y tế
+ Là nguyên liệu 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 y tế đòi hỏi nguồn nước chất lượng cao, vô khuẩn, độ tinh khiết chuẩn quy định, nên nguồn nước siêu tinh khiết là không thể thiếu.
Trong các ngành công nghiệp
+ Dung môi không thể thiếu trong các quy trình vệ sinh linh kiện, thiết bị điện tử.
+ Nước cung cấp cho hệ thống lò hơi, chất làm mát cho các phản ứng sinh nhiệt.
+ Dung môi cho các ngành pha chế hóa chất, sơn mạ.
- Xem thêm
+ Hệ thống lọc nước RO - DI cho bệnh viện
+ Hệ thống EDI cho ngành sản xuất dược phẩm
+ Hệ thống RO 2 cấp - EDI cho nhà máy xi mạ
Công ty TNHH PIKOM - Công ty cổ phần công nghệ môi trường PTECH tự hào là đơn vị chuyên sâu về xử lý nước cấp, xử lý nước thải hàng đầu Việt Nam.
Và là nhà cung cấp chuyên sâu về các dịch vụ kỹ thuật và công nghệ xử lý nước, đáp ứng mọi nhu cầu của khách hàng.
Quý khách hàng có thể tham khảo các bài viết về dịch vụ và sản phẩm để có thêm thông tin, hoặc liên hệ trực tiếp Hotline(Zalo): 0916 133 212
Tất cả các hệ thống được thiết kế với công nghệ và thiết bị hiện đại nhất. Đáp ứng mọi yêu cầu kinh tế - kỹ thuật của Chủ đầu tư và quý khách hàng.
- Tags
