Công nghệ khử khoáng DI là gì? Tìm hiểu chi tiết hệ thống xử lý nước tinh khiết

Công nghệ khử khoáng DI là gì?

Công nghệ khử khoáng DI (Khử ion, deionizer – DI, demineralization) là quá trình ngược của sự khoáng hóa – Mineralization. Đây là quá trình để giảm hàm lượng các chất khoáng trong các mô hoặc cơ thể, giảm nồng độ khoáng chất có trong dung dịch hoặc nước.

Hệ thống xử lý nước DI cho nguồn nước siêu tinh khiết

Nước có nhiều khoáng chất bao gồm độ cứng (Ca, Mg), các kim loại nặng: Asen, Fe, Cu, Al, các anion như: Cl, sulfate, Nitrate,… Những ion và khoáng chất sẽ ảnh hưởng đến đời sống, sức khoẻ cũng như hoạt động của con người. Vì vậy, cần loại bỏ hàm lượng khoáng chất – khử khoáng có trong nguồn nước sinh hoạt.

Nước khử khoáng DI được áp dụng cho hoạt động sản xuất một số ngành công nghiệp: Ngành dược, sản xuất acquy, sản xuất các loại thuốc bảo vệ thực vật và thú y,..

Cơ chế của công nghệ khử khoáng DI ra sao?

Khử khoáng (khử ion DI) là quá trình hoá học có sử dụng nhựa trao đổi ion (Resin) để loại bỏ một số hoặc tất cả khoáng chất tồn tại trong nước. Hai loại nhựa trao đổi ion resin được sử dụng để khử khoáng là: 

• Nhựa trao đổi ion H+ (hydronium) giúp loại bỏ ion dương – cation.

• Nhựa trao đổi OH- (hydroxyde) để loại bỏ ion âm – anion.

Minh hoạ nguyên tắc trao đổi ion

Nước khử khoáng – Nước DI còn có thể được tạo ra bằng quá trình bao gồm cả: thẩm thấu ngược, lọc carbon, vi lọc, siêu lọc, oxy hóa cực tím hoặc điện phân. Sự kết hợp của các quá trình để sản xuất nước khử khoáng DI có độ tinh khiết cao. Tuy nhiên, đôi khi các chất ô nhiễm vẫn có thể còn tồn tại và được đo bằng phần tỷ (ppb) hoặc phần nghìn tỷ (ppt).

Công nghệ đầu tiên sản xuất nước khử khoáng là chưng cất. Nguyên lý dùng nhiệt để đun sôi nước đến khi hoá hơi, sau khi nước hoá hơi bay lên sẽ được ngưng tụ bằng hệ thống làm mát. Ion trong nước được giữ lại ở phần chưa bay hơi. Chưng cất 1 lần khả năng loại ion chưa được tốt, tuỳ theo mục đích cũng như yêu cầu sử dụng mà có thể chưng cất 2 lần hoặc 3 lần. Do đó, việc tạo nước khử khoáng bằng cách này thường tốn năng lượng và chi phí cao.

Các công nghệ khử khoáng

• Hệ thống xử lý nước DI riêng lẻ: Sử dụng 1 hoặc nhiều bồn chứa vật liệu trao đổi ion - resin, chỉ dùng 1 loại resin nhằm loại bỏ một số ion âm hoặc dương nhất định.

• Hệ thống ứng dụng công nghệ khử khoáng DI hỗn hợp (DI mixbed): Sử dụng nhiều loại hạt nhựa trao đổi ion resin để loại bỏ cả ion âm và ion dương.

  

  Hệ thống lọc khử khoáng DI nhiều cấp

• Hệ thống khử khoáng DI nhiều cấp (DI duplex hoặc DI triplex,…): Sử dụng nhiều cấp của hệ thống để tạo ra chất lượng nước như mong muốn.

  
  

  Hệ thống lọc nước khử khoáng EDI

• Hệ thống khử khoáng điện tử EDI: Ít phải sử dụng hoá chất để hoàn nguyên hạt nhựa so với hệ thống khử khoáng DI hỗn hợp.

Phương thức tái sinh hạt nhựa khử khoáng

Hoàn nguyên hạt nhựa trao đổi ion là phương pháp giúp hạt nhựa tái sinh khả năng xử lý nước, làm sạch các mảng bám, những chất cặn bẩn tích tụ lâu ngày trong máy lọc nước. Đồng thời, góp phần làm tăng độ bền của hạt nhựa.

Với quá trình khử kiềm nước, nhựa cation axit yếu sẽ được tái sinh tốt nhất với axit clohydric HCl hoặc axit axetic CH3COOH. Nhựa anion bazo yếu được tái sinh với xút NaOH.

Liều lượng tái sinh:

•  NaOH khử khoáng: 4%
• HCl khử cation, khử kiềm và khử khoáng nước: 5%

Ngoài ra, tiêu chuẩn nước cấp cũng là yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn hóa chất tái sinh hạt nhựa.