Xử lý nước EDI - Công nghệ và ứng dụng xử lý nước EDI

I. Định nghĩa và nguyên lý xử lý nước EDI

1. Xử lý nước EDI là gì?

Xử lý nước EDI thuộc hệ thống xử lý nước tinh khiết, trong xử lý nước DI, sử dụng thiết bị thẩm tách điện (EDI) tạo thành nước khử ion siêu tinh khiết. Đây là quá trình tự do hóa học, sử dụng điện và hạt nhựa trao đổi ion, dùng kết hợp với công nghệ Ro tạo thành hệ thống xử lý nước siêu sạch.

EDI(Electro – de – ionization) là kỹ thuật xử lý làm nước sạch kết hợp kỹ thuật trao đổi ion, kỹ thuật đổi màng ion, kỹ thuật lực điện động (kỹ thuật thẩm tách bằng điện).
Kỹ thuật này lợi dụng việc trao đổi ion để khử muối khắc phục độ phân cực của thẩm tách điện làm cho việc khử muối không được triệt để, đồng thời lợi dụng thẩm tách điện xảy ra hiện tượng điện phân nước thành ion H và OH, làm hạt nhựa trao đổi hồi phục chức năng bị tiêu biến thông qua hoá chất được hồi phục trở lại. Là một kỹ thuật mới được sử dụng rộng rãi từ những năm 80 trở lại đây. Qua hơn hai chục năm phát triển, kỹ thuật EDI đã chiếm lĩnh thị trường xử lý nước siêu sạch ở Bắc Mỹ và Âu Mỹ.

Công nghệ xử lý nước EDI Adoco.vn

Công nghệ xử lý nước EDI


2. Nguyên lý hoạt động

EDI bao gồm màng trao đổi ion âm/dương, hạt nhựa trao đổi ion, nguồn điện một chiều. Trong đó màng trao đổi ion âm chỉ cho phép ion âm thẩm thấu qua, màng trao đổi ion dương chỉ cho phép ion dương thẩm thấu qua.
Hạt nhựa trao đổi ở giữa màng trao đổi ion âm/dương hình thành xử lý đơn chiếc, tạo phòng nước nhạt. Các ngăn đơn chiếc được phân cách bằng vật dạng lưới, tạo phòng nước đậm. Tại điện cực âm/dương nguồn điện một chiều hai đầu tổ đơn chiếc hình thành điện trường.
Nước đi qua phòng nước nhạt, các ion âm/dương trong nước dưới tác dụng của điện trường thông qua màng trao đổi ion âm/dương bị loại khử, đi vào phòng nước đậm. Hạt trao đổi ion giữa các màng trao đổi tăng tốc độ bị trừ khử của ion. Đồng thời các phân tử nước dưới tác dụng của từ trường hình thành ion pH, ion hydroxyl, các ion này tiến hành khôi phục hạt nhựa trao đổi ion.
EDI phân nước cấp thành nguồn nước 3 cấp độc lập: nước sạch (90%-95%), nước đậm đặc(5%-10%) có thể tuần hoàn xử lý, nước thải (1%)

Nguyên lý hoạt động công nghệ xử lý nước EDI

II- Công nghệ và ứng dụng của thiết bị khử khoáng EDI

1. Thiết bị khử khoáng EDI

EDI thuộc hệ thống xử lý nước tinh, thông thường sử dụng kết hợp với thẩm thấu ngược RO tạo thành hệ thống xử lý nước sạch, thay thế thiết bị trao đổi ion hỗn hợp của công nghệ xử lý nước truyền thống. Trong công nghệ EDI, nước cấp yêu cầu có điện trở suất 0.025-0.5MΩ·cm, thiết bị thẩm thấu ngược hoàn toàn có thể đáp ứng yêu cầu. Nước siêu sạch qua công nghệ EDI có điện trở suất lên đến 18MΩ·cm trở lên.

Thiết bị khử khoáng Edi Adoco.vn

Thiết bị khử khoáng EDI

2. Đặc tính công nghệ

Hạt trao đổi ion phải được tái sinh bằng acid hoặc kiềm, nhưng hệ thống EDI thì không cần như vậy. Đối với các nguồn nước khử khoáng(DI), không cần đến độ dẫn 18.2 MΩ · cm, có thể ưu tiên sử dụng hệ thống EDI để giảm chi phí vận hành. Bên cạnh đó, những lợi thế còn được thể hiện ở các khía cạnh dưới đây:

  • Liên tục hoạt động, chất lượng nước sạch ổn định ít biết đổi về chất lượng nước.                                                    

  • Không cần dùng hoá chất trong quy trình lọc nước.                                       

  • Không vì tuần hoàn khôi phục mà ngưng máy.

  • Tiết kiệm nước dùng khôi phục và thiết bị xử lý nước bẩn.

  • Hiệu suất sản xuất nước cao(đạt 95%). Không cần thiết bị cất giữ, pha loãng axit.

  • Chiếm ít diện tích.

  • Sử dụng an toàn, tránh nhân công tiếp xúc axit và các chất độc hại khác.

  • Giảm chi phí vận hành và bảo dưỡng khi sử dụng công nghệ EDI trong công nghiệp.

  • Thiết bị đơn chiếc, có thể linh hoạt kết hợp lắp đặt với lượng nước sạch khác nhau.

  • Lắp đặt đơn giản, nhanh, dễ bảo trì hệ thống, chi phí thấp.

  • Thiết bị EDI và thiết bị trao đổi ion hỗn hợp đều là thiết bị xử lý nước tinh trong hệ thống xử lý nước, chúng ta hãy so sánh chất lượng nước, vốn đầu tư ban đầu, chi phí vận hành của chúng để thấy tính ưu việt của ứng dụng thiết bị EDI trong xử lý nước thải và lọc các loại nước khác.

Thiết bị xử lý nước Edi Adoco.vn

                           Thiết bị xử lý nước EDI

3. Công nghệ EDI hoạt động như thế nào?

Một ngăn xếp EDI có cấu trúc cơ bản của một buồng khử ion. Buồng chứa hạt nhựa trao đổi ion, được đóng gói giữa màng trao đổi cation và màng trao đổi anion. Chỉ có các ion mới có thể đi qua màng, nước bị tắc.

Khi dòng chảy vào khoang chứa chất làm đầy nhựa, một số quy trình được đặt trong chuyển động. Các ion mạnh được nhặt ra khỏi dòng thức ăn bằng các loại nhựa hỗn hợp. Dưới ảnh hưởng của trường dòng điện trực tiếp mạnh mẽ được áp dụng trên chồng các thành phần, các ion tích điện được kéo ra khỏi nhựa và được kéo về phía các điện cực tương ứng, được tích điện dương. Bằng cách này, các ion mạnh được nạp liên tục được loại bỏ và chuyển vào các khoang tập trung adiacent.

Khi các ion đi về phía màng, chúng có thể đi qua buồng cô đặc, nhưng chúng không thể chạm tới điện cực. Chúng bị chặn bởi màng tiếp giáp, có chứa nhựa với cùng một điện tích.

 

Cấu tạo từ hệ thống khử khoáng EDI Adoco.vn
Cấu tạo từ hệ thống khử khoáng EDI


Các ion mạnh được loại bỏ khỏi luồng quy trình, độ dẫn của luồng trở nên khá thấp. Tiềm năng điện mạnh mẽ, được ứng dụng sẽ tách nước ở bề mặt của các hạt nhựa, tạo ra các ion hydro và hydroxyl. Chúng hoạt động như các tác nhân tái tạo liên tục của nhựa trao đổi ion. Các loại nhựa tái sinh này cho phép ion hóa các loại nước trung tính hoặc bị ion hóa yếu như carbon dioxide hoặc silica. Ion hóa được theo sau bằng cách loại bỏ thông qua dòng điện trực tiếp và màng trao đổi ion.

Các phản ứng ion hóa xảy ra trong nhựa ở dạng hydro hoặc hydroxit để loại bỏ các hợp chất bị ion hóa yếu được liệt kê dưới đây:
CO2 + OH- ==> HCO3-
HCO3+ OH- ==> CO32-
SiO2 + OH- ==> HSiO3-
H3BO3 + OH- ==> B (OH) 4 -
NH3 + H + ==> NH4 +
 OMEXELL ™ EDI 

Chất lượng của nước đầu vào và những điều kiện hoạt động khác ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc thành công của hệ thống EDI, có thế dẫn đến thiệt hại không thể phục hồi cho Module. Bời vì trong đó chất lượng nước cấp phải được kiểm soát chặt chẽ. Mỗi yêu cầu sau phải được đáp ứng tốt.

4. Thông số kỹ thuật màng

Điều kiện hoạt động chính của các seri 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

Màng lọc siêu tinh khiết EDI Adoco.vn

Màng lọc siêu tinh khiết

5. Yêu cầu nước đầu vào

5.1.Tiền xử lý: Tiền xử lý phải được thực hiện một cách nghiêm túc và chặt chẽ. Hệ thống 2 RO(Doulble RO) rất lý tưởng cho các máy EDI

5.2. TEA ( Total exchange Anion): Tổng lượng Anion cần trao đổi như CaCO3 phài <35 ppm

TEA là bao gồm những Anion CO2, SiO2, H3BO3 và được loại bỏ bởi khoang pha loãng của EDI dưới hình thức HCO32-, CO32-, B(OH)4-. Chính vì điều này, lượng CO2 và SiO2 thay đổi trong quá trình EDI. Ước tính cho cho TEA, -1.7, -1.5, -1.0 được sử dụng cho CO2, SiO2, H3BO3

TEA=50[CCl-/35.5+2CSO42-/96+1.7CCO2/44+1.7CHCO3-/61+1.5CSiO2/60+...]

Khi TEA vượt quá 35 ppm, điện năng cho một module EDI sẽ không được đủ để loại bỏ tất cả các ion trong nước cấp để chất lượng nước sản phẩm sẽ giảm. Trong những trường hợp này, chất lượng nước sản phẩm có thể phục hồi được bằng làm giảm lưu lượng nguồn cấp dữ liệu.

5.3. pH value: 6.0 - 9.0

Giá trị pH phản ánh lượng CO2 trong nước cấp EDI

5.4. Nhiệt độ 5-35 0C

5.5. Áp suất vào <0.4MPa (60psi)

Áp suất đầu vào tập trung và áp lực đầu vào của điện cực phải thấp hơn.

Áp suất đầu vào sản phẩm ở 0,03 - 0,05 MPa.

5.6. Độ cứng(CaCO3) ≤ 1.0 ppm

Giá trị pH của màng anion tập trung trong EDI thường là nhiều cao hơn giá trị pH của dòng nước đậm đặc. Vì lý do này, việc gia tăng độ cứng trên bề mặt màng anion có thể gây khó khăn cho hoạt động EDI. Khi độ cứng cao hơn 5 ppm, cần áp dụng các biện pháp đặc biệt để đảm bảo hoạt động lâu dài ..

5.7.Chất hữu cơ: Max 0.5 ppm TOC, yêu cầu < 0.1 ppm

5.8. Chất oxy hoá: Tối đa 0.05 ppm (Cl2). Đề nghị không phát hiện.

Tối đa 0,02 ppm (O2). Đề nghị không phát hiện được

5.9. Kim loại chuyển tiếp: Tối đa 0,01 ppm Fe và Mn.

Hạt nhựa và màng có thể bị hư hỏng do nhiễm độc kim loại chuyển tiếp.

5.10. Silica: Tối đa 0.5 ppm.

Quy mô silic rất khó làm sạch, vì vậy chúng ta nên nỗ lực đặc biệt để tránh hình thành nếu có thể.

5.11. Tổng lượng CO2: Khuyến nghị ít hơn 10 ppm.

Chất lượng nước sản phẩm phụ thuộc rất cao vào mức độ CO2. Vui lòng tham khảo yêu cẩu của TEA.

 5.12. Độ dẫn điện: <60S / cm

Sự đóng góp của ion hóa khử yếu đến độ dẫn của nước cấp là rất hạn chế. Tuy nhiên, một hệ thống EDI nên loại bỏ các ion hóa khử yếu. CPI hướng dẫn sử dụng dòng sản phẩm EDI. - 5 để đạt được chất lượng nước cao. Những màng phân ion hóa khử yếu này được loại bỏ bằng quá trình EDI dưới dạng các hạt ion hóa. Do đó, độ dẫn đôi khi gây nhầm lẫn như là một tham số của chất lượng nước theo nghĩa quá trình deionization ngay cả khi nguồn cấp nước đáp ứng yêu cầu này, các yêu cầu khác như TEA, pH và CO2 tổng số phải được quan tâm.

5.13. Chất rắn lơ lửng: không phát hiện.

5.14. Màu: <5 APHA.

5.15. Vi khuẩn: <100 cfu / ml.

Thiết bị lọc nước EDI công nghiệp Adoco.vn

Thiết bị lọc nước EDI công nghiệp

III- So sánh thiết bị EDI và thiết bị trao đổi ion hỗn hợp khác

1. Chất lượng nước khi sử dụng công nghệ lọc nước EDI

Thiết bị EDI có tính liên tục nên chất lượng nước sạch ổn định, điện trở suất lên đến 18.25MΩ·cm, đạt tiêu chuẩn nước siêu sạch. Thiết bị trao đổi ion hỗn hợp có tính gián đoạn, sau khi khôi phục thì chất lượng nước sạch tốt nhưng trước khi khôi phục thì chất lượng nước kém.

2. Vốn đầu tư ban đầu cho hệ thống lọc nước EDI

So với thiết bị trao đổi ion hỗn hợp thì thiết bị EDI cần vốn đầu tư lớn hơn khoảng 20%, nhưng thiết bị trao đổi ion hỗn hợp cần thiết bị cất giữ axit, thêm axit và thiết bị xử lý nước thải. Nhân công bảo dưỡng, thay hạt nhựa trao đổi (khoảng 2 người) cũng ước khoảng 10%. Cùng với việc nâng cao kỹ thuật và sản xuất theo lô thì vốn đầu tư ban đầu của thiết bị EDI cũng ít dần và thiết bị này chiếm ít diện tích nhà xưởng.

3. Chi phí vận hành

Chi phí vận hành bao gồm: chi phí điện(EDI mất 0.5kwh/t nước), thiết bị trao đổi ion hỗn hợp mất 0.35kwh/t nước, dung dịch thuốc(chỉ có thiết bị trao đổi ion hỗn hợp mất), chi phí khấu hao (ngang nhau). Ngoài ra chi phí vận hành của thiết bị trao đổi ion hỗn hợp cao hơn thiết bị EDI (mất chi phí mua thiết bị lưu giữ, pha axit, mua dung dịch…). Như vậy thiết bị EDI trong 1-2 năm có thể thu hồi lại vốn đầu tư.

Hình ảnh thiết bị EDI Adoco.vn

Hình ảnh thực tế về thiết bị EDI

IV- Ứng dụng của công nghệ lọc nước Edi 

Ứng dụng công nghệ EDI thường được sử dụng trong các ngành sản xuất:

  • Hệ thống lọc Edi trong ngành dược phẩm

  • Ứng dụng trong ngành sản xuất dược phẩm, công nghiệp điện.

  • Ngành vi điện tử: sản xuất các linh kiện điện tử như IC, pcb,..

  • Sử dụng trong các phòng thí nghiệm, thực nhiệm.

  • Công nghiệp phun, rửa bề mặt, sơn mạ, công nghiệp điện phân, sản phẩm quang điện.

  • Ứng dụng trong sản xuất chất hóa học và nguyên vật liệu siêu sạch.

  • Đánh bóng bề mặt ô tô, đồ điện gia dụng, và các sản phẩm kỹ thuật cao khác.

    Ứng dụng công nghệ EDI Adoco.vn

Ứng dụng công nghệ EDI trong nhiều lĩnh vực

Công ty Cổ phần Công nghiệp VIETGHA chuyên tư vấn, thiết kế, lắp đặt các hệ thống xử lý nước EDI với chất lượng cao và giá thành hợp lý nhất. Để có thêm thông tin chi tiết xin để lại liên hệ hoặc liên hệ trực tiếp hotline: 0902.197.493

popup

Số lượng:

Tổng tiền:

0936 763 883