Nguyên Lý Hoạt Động Của Hệ Thống Khử Ion Trong Nước

Hệ thống khử ion ngày càng được ưa chuộng nhờ khả năng đảm bảo chất lượng nước sử dụng. Nước đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất của nhiều nhà máy. Tuy nhiên, đối với một số ngành, việc lọc sạch thông thường vẫn chưa đáp ứng đủ yêu cầu. Những ngành này cần nước đã qua quá trình khử ion hoàn toàn. Vậy nước khử ion là gì? Phương pháp khử ion ra sao? Ứng dụng của nó thế nào? Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây!

Khái niệm nước khử ion

Nước khử ion, còn được biết đến với các tên gọi như nước khử khoáng, nước siêu tinh khiết, hay nước DI, là sản phẩm của quy trình xử lý phức tạp. Nước này trải qua nhiều công đoạn với các thiết bị chuyên dụng để đạt được độ tinh khiết tối đa, tương đương với nước cất.

Nước khử ion đã được loại bỏ hoàn toàn các ion, cùng với đó là các tạp chất khác như hợp chất hữu cơ và vô cơ, chất rắn hòa tan, kim loại nặng, các chất dễ bay hơi, không bay hơi, khí hòa tan, vi khuẩn và virus.

Vì không chứa khoáng chất, nước này không thích hợp cho mục đích tiêu dùng hàng ngày. Thay vào đó, nó được sản xuất để đáp ứng yêu cầu khắt khe của các ngành công nghiệp và sản xuất đòi hỏi nước có độ tinh khiết cao nhất.

Liệu nước khử ion có dẫn điện không

Nước có khả năng hòa tan nhiều chất khác nhau. Vì vậy nó thường được gọi là một dung môi. Trong các nguồn nước như nước máy, nước mưa hoặc nước ngầm, thường có nhiều tạp chất và ion hòa tan; chẳng hạn như ion natri (Na+), canxi (Ca2+), magie (Mg2+),... Các ion này khi hòa tan trong nước sẽ mang điện tích, tạo ra dòng dịch chuyển giúp dẫn điện.

Nước thường chứa một lượng nhỏ chất hòa tan. Các phương pháp xử lý thông thường không loại bỏ hoàn toàn chúng. Trong nước vẫn còn các hóa chất và khoáng chất. Chỉ một lượng ion nhỏ cũng đủ để nước dẫn điện. Nước khử ion chỉ chứa H+ và OH- ở trạng thái cân bằng. Do đó, không có dòng điện tích dịch chuyển. Nước này không dẫn điện vì điện trở rất cao. Độ dẫn điện của nước khử ion chỉ khoảng 0.1 uS/cm.

Hệ thống khử ion trong nước

Định nghĩa hệ thống khử ion

Việc khử ion cần đến một hệ thống lọc, xử lý cao cấp, đủ khả năng tách bỏ toàn bộ các ion hòa tan ở trong nước. Các thuật ngữ sử dụng:

• DI.

• Khử ion.

• Khử khoáng.

• Deionizers.

• De-ionizers.

• Demineralizers, and de-mineralizers.

• Hệ thống DI.

• Hệ thống khử khoáng.

• Hệ thống EDI.

Là những thuật ngữ đồng nghĩa, cùng chỉ một thiết bị xử lý nước nhằm cho ra nước siêu tinh khiết. Trong chuyên môn kỹ thuật, DI, EDI được sử dụng thường xuyên hơn.

Quá trình lọc nước khử ion được tách bỏ điện tích dương (cation) và các ion mang điện tích âm (anion) ra khỏi nước.

• Các cation thường tồn tại trong nước như: Ca2+, Mg2+, Fe3+, Mn2+, Na2+,...

• Các anion thường tồn tại trong nước là Cl-, SO42-, NO32-, SiO2-, OH-, CO32-...

Nguyên lý hoạt động của hệ thống khử ion

Mọi thiết bị khử khoáng đều dựa trên nguyên lý dùng hạt trao đổi ion để loại bỏ chúng. Hạt nhựa anion và cation hút các ion trong nước như nam châm.

• 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-. Nó 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.

>> Xem thêm: Công Nghệ Quy Trình Xử Lý Nước Thải Nhà Máy Gỗ

Cách khử ion

Với sự phát triển khoa học, nước được xử lý bằng nhiều công nghệ như lọc đĩa, màng RO, UF, lọc thô,... Tuy nhiên, khử khoáng đòi hỏi mức độ xử lý cao hơn. Vì vậy, cần sử dụng công nghệ đặc biệt. Hiện có hai phương pháp chính: công nghệ DI dùng hạt trao đổi 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 phía sau.

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

Ứng dụng của hệ thống khử ion

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.

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: Quy Trình Và Yếu Tố Ảnh Hưởng Xử Lý Nước Thải Bằng Fenton

Kết luận

Green Water với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực làm sạch nước, phân phối và thiết kế những hệ thống khử ion trong nước, vật liệu lọc nước đến từ các thương hiệu uy tín hàng đầu Thế giới. Chúng tôi cam kết mang đến cho quý khách hàng những sản phẩm đạt chất lượng cao với mức giá thành hợp lý.

Thông tin liên hệ:

CÔNG TY TNHH GREEN

Trụ sở Hà Nội: Tầng 2 Tòa J, 226 Vạn Phúc, phường Liễu Giai, quận Ba Đình, Hà Nội

• Điện thoại: 024 3514 8260

• Hotline: 032 844 8880

• Email: admin@greenwater.com.vn

Chi nhánh HCM: 82 Nguyễn Bá Tuyển - Phường 12 - Q.Tân Bình - Tp.Hồ Chí Minh

• Hotline: 0931 112 900

• Email: admin@greenwater.com.vn