Công nghệ khử khoáng EDI là gì? Nguyên lý và ứng dụng

Electrodeionization (EDI) là một quá trình liên tục, không sử dụng hóa chất để loại bỏ các loài bị ion hóa và ion hóa khỏi nước cấp bằng cách sử dụng nguồn DC.

EDI thường được sử dụng để đánh bóng nước RO, và là một giải pháp thay thế thông minh — và thay thế hiệu quả — trao đổi ion trên giường hỗn hợp thông thường (IX).

Sử dụng điện cực hóa giúp loại bỏ nhu cầu lưu trữ và xử lý các hóa chất độc hại được sử dụng để tái tạo nhựa trên giường hỗn hợp. Và vì điện là vật tư tiêu hao duy nhất của EDI nên phương pháp đánh bóng thấm này không tạo ra dòng chất thải nguy hại.

Các mô-đun EDI đã được cấp bằng sáng chế, đã được chứng minh của chúng tôi có thể tối ưu hóa hiệu suất, duy trì chất lượng sản phẩm liên tục và tạo ra nước có độ tinh khiết cao, với khả năng loại bỏ ion gây ô nhiễm cao.

EDI là gì? Điện phân và điện cực hóa

Quá trình điện phân liên quan đến việc cho một dòng điện chạy qua dung dịch chất điện phân, với sự chuyển động tiếp theo của các điện cực âm và dương sang các điện cực âm và dương.

Quá trình này phân tách các phân tử nước một cách hiệu quả và là động lực của quá trình điện cực hóa.

Sau đó, quá trình điện phân tách các ion hydroxal (OH-) và hydro (H+) ra khỏi dung dịch điện phân, trong khi quá trình điện phân hóa vượt qua các giới hạn của quá trình điện phân, cho phép tách ion mà không cần tăng điện áp cao hơn.

Quy trình cơ bản là thế này: Hãy tưởng tượng một mô hình đơn giản của pin được kết nối với hai điện cực được ngâm trong bể nước mặn.

Khi điện tích được đưa vào các điện cực, một phản ứng khử liên quan đến các phân tử nước xảy ra ở cực âm: khí hydro được giải phóng và các ion OH- bị bỏ lại. Ở cực dương, khí oxy được giải phóng và các ion H + bị bỏ lại trong phản ứng oxy hóa.

Sự có mặt của muối trong dung dịch tạo điều kiện cho các phản ứng diễn ra liên tục ở các điện cực, hút các ion hydroxyl từ cực âm và các ion hydro từ cực dương.

Trong điện phân, dòng điện đẩy các ion qua màng bán thấm. Trong một hệ thống EDI, một màng chỉ cho phép các cation (ion OH-) đi qua được đặt bên cạnh cực âm và một màng chỉ cho phép các anion (ion H+) đi qua được đặt bên cạnh cực dương.

Một buồng trung tâm bây giờ chứa dung dịch muối. Khi điện tích được áp dụng cho hệ thống và các phản ứng hóa học xảy ra, các ion sẽ di chuyển qua màng ra khỏi buồng trung tâm đến các điện cực tương ứng của chúng, để lại các thành phần của phân tử muối và bất kỳ tạp chất nào khác.

Tuy nhiên, điện phân bị hạn chế. Khi nước trở nên tinh khiết hơn, yêu cầu về điện áp của hệ thống tăng lên — thậm chí vượt quá 600 vôn — có thể gây cong vênh. Electrodeionization giải quyết thách thức này bằng cách đưa nhựa trao đổi ion (IX), hoặc môi trường dẫn điện ion, vào buồng trung tâm.

Điều này cho phép các ion dễ dàng di chuyển ra khỏi buồng pha loãng trung tâm mà không cần điện áp cao.

Sử dụng các hệ thống EDI 

Khi được lắp đặt như một phần của hệ thống xử lý nước, các mô-đun điện cực hóa EDI sử dụng dòng điện để buộc các ion gây ô nhiễm di chuyển liên tục ra khỏi nước cấp và đi vào dòng chất thải hoặc chất cô đặc, trong khi liên tục tái tạo nhựa trao đổi ion (IX) lớp với các ion H+ và OH- có nguồn gốc từ quá trình tách nước.

Nước cấp (dòng pha loãng) đi vào từ đáy của mô-đun EDI và được chuyển hướng vào các tế bào hình xoắn ốc theo chiều dọc được gọi là khoang pha loãng. Các dòng pha loãng chảy thẳng đứng qua nhựa trao đổi ion nằm giữa màng anion và cation.

Chất cô đặc đi vào đáy của mô-đun thông qua ống trung tâm và được chuyển hướng vào các ô chảy theo hình xoắn ốc được gọi là buồng cô đặc. Dòng điện một chiều được áp dụng trên các tế bào, phân tách một tỷ lệ nhỏ phân tử nước thành các ion H+ và OH-.

Bị hút vào các điện cực tương ứng của chúng, các ion H+ và OH- đầu tiên di chuyển qua nhựa tương ứng của chúng, liên tục tái tạo nhựa, sau đó qua các màng thấm tương ứng của chúng và vào các khoang cô đặc.

Các ion gây ô nhiễm hòa tan trong nước cấp sau đó gắn vào nhựa trao đổi ion tương ứng của chúng, thay thế các ion H+ và OH-. Khi ở trong lớp nhựa, các ion tham gia vào quá trình di chuyển của các ion khác và thấm qua màng vào các buồng cô đặc.

Các ion gây ô nhiễm bị mắc kẹt trong các buồng chứa chất gây ô nhiễm và được tuần hoàn và xả ra khỏi hệ thống. Nước cấp tiếp tục đi qua khoang pha loãng, được tinh chế và thu gom ở đầu ra của khoang pha loãng, sau đó thoát ra khỏi mô-đun EDI.

SKY TECHNOLOGY JSC
Văn phòng:     Số 649 Lĩnh Nam, Phường Vĩnh Hưng, Hà Nội
Hotline:          0981 694 675 (Zalo, Phone)
Website:        www.skytechvn.com   –   Email:    skytech6886@gmail.com