Tất cả những gì bạn cần biết về nước DI khử ion hóa

Trước khi tôi đăng bài viết này, tôi muốn đảm bảo rằng người đọc hiểu quan điểm mà nó đang được viết. Nó không phải là gì: Đây không phải là một sách trắng học thuật dành cho các chuyên gia xử lý nước dày dạn kinh nghiệm. Blog này không dành cho mục đích đó. Nó là gì: Đây là một phần thông tin cung cấp cho người dùng nước khử ion (còn được gọi là “nước DI”) hiểu biết tổng thể về nước khử ion là gì và cách quyết định tốt nhất đâu là phương pháp tốt nhất để cung cấp nước cùng ứng dụng cụ thể .

Nước DI là gì?

Hệ thống nước DI thường bao gồm các bồn (tank chứa hoặc lõi lọc) bao gồm nhựa cation và anion. Hệ thống DI tạo ra các chất lượng nước điểm cuối khác nhau ở các tốc độ dòng chảy khác nhau, tùy thuộc vào cấu hình của hệ thống. Do đó, mỗi ứng dụng phải được xem xét độc lập.

Nhiều năm trước, nước có độ tinh khiết cao chỉ được sử dụng trong các ứng dụng hạn chế. Ngày nay, nước có độ tinh khiết cao được khử ion đã trở thành một thành phần thiết yếu trong hàng trăm ứng dụng. Chỉ một số bao gồm những điều sau:

• Văn phòng y tế
• Các phòng thí nghiệm
• Công ty dược phẩm
• Công ty mỹ phẩm
• Hồ cá, bể cá và bảo tồn rạn san hô
• Nhà máy sản xuất điện tử
• Nhà máy chế biến thực phẩm
• Tạo ẩm (máy làm ẩm, thư viện, v.v.)
• Mạ và anốt hóa

Dưới đây là một số loại hoặc cấp nước DI phổ biến nhất:

Không giống như bất kỳ ứng dụng hoặc công nghệ xử lý nước nào khác, khử ion hay DI, như được gọi tắt là nó, có những hạn chế cố hữu của nó. Những hạn chế này dựa trên những điều sau:

• Chất lượng nước của nguồn cấp nước đang được xử lý;
• Chất lượng của nước cần thiết như sản phẩm cuối cùng; và
• Khối lượng nước cần thiết cho ứng dụng hoặc quy trình.

Phần lớn các tạp chất hòa tan trong các nguồn cung cấp nước hiện đại là các ion như canxi, natri, clorua và sắt. Thông qua việc sử dụng hệ thống nước khử ion cho nước cấp phòng thí nghiệm, các ion này có thể được loại bỏ thông qua một kỹ thuật gọi là trao đổi ion. Các ion mang điện tích dương (cation) và ion mang điện tích âm (anion) được trao đổi tương ứng thành các ion hydro (H +) và hydroxyl (OH-) do nhựa có ái lực lớn hơn với các ion khác. Quá trình trao đổi ion xảy ra trên các vị trí liên kết của các hạt nhựa. Sau khi cạn kiệt khả năng trao đổi, lớp nhựa được tái sinh với axit đậm đặc và xút, loại bỏ các ion tích lũy thông qua sự dịch chuyển vật lý, để lại các ion hydro hoặc hydroxyl ở vị trí của chúng.

DI hay nước khử ion đơn giản là nước đã loại bỏ hầu hết hàm lượng khoáng chất và hàm lượng ion hòa tan. Nó chỉ là nước tinh khiết. Độ sạch của nước được đánh giá là giá trị điện trở của nó. Cần lưu ý rằng nước tinh khiết sẽ không dẫn điện. Các ion trong nước dẫn điện. Khử ion đơn giản là một quá trình trao đổi ion, trong đó nước chảy qua các lớp nhựa thông hoặc các hạt nhựa.

Chất lượng nước khử ion được đo bằng độ dẫn điện hoặc điện trở suất. Trong biểu đồ bên dưới, điện trở suất được biểu thị trên đường bằng ohms hoặc megohms và độ dẫn điện nằm dưới đường được đo bằng micromet.

Đối với các ứng dụng công nghiệp và thương mại có khối lượng thấp / chất lượng thấp yêu cầu nước có điện trở suất từ ​​50K-Ohm đến 2 Meg Ohm (Nước loại II hoặc loại III DI), hệ thống lọc cartridge có thể chứng minh cực kỳ hiệu quả về chi phí. Lõi lọc cartridge DI có dung lượng hữu hạn, dựa trên kích thước lõi lọc, để thực hiện trao đổi ion trước khi cạn kiệt và cần thay thế. Đây là hệ thống đơn giản nhất, vì chúng là hệ thống chảy qua yêu cầu ít hơn một đường vào và đường ra để lắp đặt, cùng với bộ lọc sơ bộ khử clo (carbon).

Đối với các ứng dụng nước DI có khối lượng lớn hơn và độ tinh khiết cao hơn (như nước cấp trong phòng thí nghiệm), thông thường nên xử lý trước nước thông qua thẩm thấu ngược (RO). Khi làm như vậy, bộ phận thẩm thấu ngược sẽ thực hiện giảm phần lớn tổng lượng chất rắn hòa tan (TDS), cho phép catridge DI đánh bóng nước có TDS thấp. Các lợi ích mang lại là độ tinh khiết của nước cao hơn (2 đến 17+ Meg Ohm) và thời gian chạy hộp mực DI dài hơn, dẫn đến chi phí tiêu thụ thấp hơn đáng kể.

Đối với các ứng dụng quan trọng có độ tinh khiết cực cao, yêu cầu nước có điện trở suất lên đến 18,2 Meg Ohm (Nước loại I DI), các thành phần hệ thống bổ sung sẽ được yêu cầu. Chúng có thể bao gồm vòng tuần hoàn, máy bơm, khử trùng bằng tia cực tím, giảm TOC, cùng với quá trình lọc cuối cùng bổ sung và hệ thống giám sát phức tạp hơn. Một hệ thống như vậy yêu cầu sự kết hợp của tiền xử lý, thẩm thấu ngược và DI để đáp ứng các thông số kỹ thuật của nước. Các hệ thống này có thể khép kín trong hệ thống đặt trên băng ghế dự bị hoặc đặt trên sàn, dựa trên ứng dụng và khối lượng.

Nước tinh khiết loại III được coi là 1 meg ohm đến 0,02 ohm hoặc 1 đến 50 micromet. Nước DI loại III được sử dụng để làm sạch các bộ phận và vệ sinh phòng thí nghiệm chung.

Nước tinh khiết loại II được coi là 1 đến 10 meg ohms hoặc 1,0 đến 0,1 micromet. Nước DI loại II được sử dụng trong phòng thí nghiệm may, sản phẩm tẩy rửa và thực phẩm.

Nước siêu tinh khiết loại I được coi là có cường độ từ 10 đến 18,2 meg ohms hoặc 0,01 đến 0,0555 micromet. Nước DI loại I được sử dụng để làm sạch lần cuối chất bán dẫn, thiết bị y tế và nước để truyền dịch.

Khá thường xuyên, khách hàng tiềm năng nói rằng họ chỉ muốn khử ion nước của họ và không sử dụng phương pháp thẩm thấu ngược, không hiểu rằng nếu bạn sử dụng khử ion làm phương pháp khử khoáng chính, chi phí cho mỗi gallon sẽ cao hơn 10 đến 20 lần so với nếu bạn sử dụng RO là phương pháp khử trùng chính và DI đơn giản để đánh bóng. Khi sử dụng song song đó, chi phí cho mỗi gallon có thể là hai đến bốn xu một gallon, nhưng nếu bạn chỉ dựa vào DI, chi phí có thể vượt quá năm mươi xu cho mỗi gallon.

CÂU CHUYỆN CÓ THẬT: Vài năm trước, chúng tôi gặp một giám đốc nhà máy, người có Hệ thống Exchange-Tank loại DI. Họ đã chi gần 2 tỷ đồng một năm cho những bể chứa này và họ chỉ cần Nước loại III, thứ mà chúng tôi có thể cung cấp chỉ với một hệ thống RO, không cần tank chứa DI hoặc lõi lọc cartridge. Chúng tôi đã lắp đặt Hệ thống thẩm thấu ngược và Hệ thống cartidge DI kép làm dự phòng. Họ không bao giờ sử dụng DI bây giờ vì nước RO là đủ cho nhu cầu của họ, nhưng nếu họ cần DI, nhà ở sẽ ở đó. Chi phí của thiết bị và lắp đặt là 700tr VND và họ chi phí vài chục triêu một năm để bảo trì. Đây là một sự hoàn vốn tốt!

Nếu bạn chỉ cần một hoặc hai gallon nước khử ion mỗi ngày, thì có lẽ không đáng để có một hệ thống RO (mặc dù một hệ thống RO nhỏ có thể chỉ tốn vài trăm đô la. Nhưng nếu bạn đang sử dụng 10, 20, 50 hoặc thậm chí 100 gallon nước mỗi ngày, thì bắt buộc phải thẩm thấu ngược là phương pháp khử khoáng chính trước DI . Đó là phương pháp tiết kiệm chi phí nhất.

Hệ thống xử lý nước loại III có độ tinh khiết cao có thể trông như thế nào đối với một ứng dụng có thể cần 1.000 gallon mỗi ngày (làm ví dụ):

Bước 1: Lọc than hoạt tính dạng hạt – Loại bỏ clo và cloramin có hại cho màng RO.

Bước 2: Hệ thống chống đóng cặn – Ngăn chặn cặn hình thành trên màng, tăng hiệu quả và tuổi thọ của hệ thống.

Bước 3: Hệ thống thẩm thấu ngược – Đây là phương pháp khử khoáng chính loại bỏ tới 99% tổng chất rắn hòa tan (TDS), do đó các thành phần DI chỉ phải đánh bóng nước và loại bỏ 1% đó.

Bước 4: Hệ thống khử ion – Hệ thống nước Hoa Kỳ có một số cấu hình DI, nhưng đây là một trong những cấu hình phổ biến nhất của chúng tôi. Cho dù bạn cần nước loại I, loại II hay loại III, chúng tôi cũng có các hệ thống dành riêng cho loại nước đó. Hầu hết các hệ thống RO – DI đều được thiết kế riêng cho các ứng dụng cụ thể của khách hàng.

Trong khi có nhiều loại nhựa DI, chúng tôi chủ yếu giải quyết ba loại:

• Lớp tiêu chuẩn hỗn hợp DI – Thông thường dành cho nước lên đến 16 megohms;
• Nhựa bán dẫn lớp hỗn hợp Di – Có thể cung cấp lên đến 18,2 megaohms; và
• Màu sắc chỉ thị nhựa – Chuyển từ màu xanh lam sang màu nâu khi nó cạn kiệt và thường không cung cấp nhiều hơn 10 megaohms.

Hạt nhựa DI hỗn hợp lớp bán dẫn là loại phổ biến nhất vì nó cung cấp nước chất lượng cao nhất và có công suất cao nhất. Nhựa chỉ thị màu phổ biến trong việc nuôi rạn san hô, nhưng nó đắt hơn và mang lại chất lượng nước thấp hơn. Một số người chỉ thích sử dụng nó vì với vỏ lọc rõ ràng, họ có thể quan sát khi nó cạn kiệt.

Về lâu dài, việc sử dụng nhựa bán dẫn tiêu chuẩn và mua một màn hình độ dẫn điện sẽ ít tốn kém hơn về lâu dài. Tóm lại, với việc xử lý trước thích hợp, một hệ thống DI có thể bao gồm lõi cartidge hoặc các catridge có thể dễ dàng thay đổi trong khoảng thời gian không thường xuyên thay vì phụ thuộc vào việc cung cấp một bể DI lớn, nặng.

Thông thường, chúng ta thấy nhựa hỗn hợp DI trong tank chứa hoặc lõi catridge. Như đã đề cập trước đó, nhiều năm trước, nhiều hệ thống DI hai cột đã tồn tại và thậm chí hệ thống tái sinh tại chỗ là phổ biến, nhưng với các quy định tiêu chuẩn mói, bản chất ăn da và axit của chất tái sinh đã loại bỏ nhiều hệ thống tái sinh tự động hai cột.

Tank DI trao đổi (SDI) hoặc trao đổi di động (PEDI) đã phổ biến trong nhiều năm, nhưng giờ đây nhìn chung có nhiều lựa chọn tốt hơn do chi phí nhân công và vận chuyển đã tăng vọt. Hệ thống SDI và PEDI cho phép sử dụng bể DI của nhà cung cấp dịch vụ cho mục đích sản xuất nước có độ tinh khiết cao. Những tank chứa này được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp để làm ẩm thức ăn chăn nuôi, rửa / tráng, nước phòng thí nghiệm, nuôi trồng thủy sản / rạn san hô, công thức hóa học, nghiên cứu, khoa học và ứng dụng phân tích, chỉ là một vài cái tên. Đối với những người dùng này, chất lượng nước rất quan trọng đối với quá trình của họ. Xe tăng trao đổi được nhiều người coi là lựa chọn duy nhất của họ, nhưng thực tế của tình hình là Hộp mực DI hầu như luôn luôn thấp hơn về chi phí và tiện lợi.

Catridge DI chứa cùng một loại nhựa cation và anion được sử dụng trong các bể chứa hỗn hợp, chỉ trong một gói nhỏ hơn, với dung lượng ít hơn và khả năng tốc độ dòng chảy thấp hơn. Hệ thống có thể cấu hình dựa trên ứng dụng và có thể dễ dàng mở rộng trong tương lai.

Với các tank trao đổi:

• Tank được trao đổi với dung lượng còn lại và bạn đang trả tiền, nhưng không bao giờ nhận ra.
• Tank thường được thay sau bao nhiêu ngày, bất kể bạn đã sử dụng bao nhiêu nước.
• Tank được đổi vào một thời điểm nào đó sau khi bạn gọi, dựa trên chỉ số chất lượng. Tại thời điểm này, chất lượng nước kém hơn mong muốn. Quá trình này có thể mất nhiều ngày.
• Tank khiến bạn phụ thuộc vào người khác.

Với cartridge DI :

• Hệ thống catridge DI loại bỏ nhu cầu cho một nhà cung cấp dịch vụ bên ngoài vào cơ sở của bạn.
• Cartridge DI được thay thế theo lịch trình của bạn, không phải của nhà cung cấp dịch vụ.
• Hệ thống catridge DI cho phép bạn giữ catridge dự phòng tại chỗ.
• Hệ thống catridge DI cung cấp cho bạn khả năng kiểm soát trở lại.

Như với tank DI, hệ thốngcatridge DI được cung cấp bằng nước thẩm thấu ngược cho phép thời gian chạy lâu hơn nhiều trước khi cạn kiệt / thay thế. Đây sẽ là trường hợp cho các ứng dụng yêu cầu điện trở suất lớn hơn 2 megohm.

Doanh nghiệp của bạn cần gì?

Một ngày không trôi qua mà chúng tôi không nhận được một cuộc điện thoại (thường là nhiều cuộc gọi) với yêu cầu sau: “Tôi cần giá cho hệ thống nước DI”.

Đủ đơn giản, phải không! Chà, không hẳn vậy. Đôi khi trước sự thất vọng của người gọi, chúng tôi quay lại với một danh sách các câu hỏi mà người gọi không chuẩn bị để trả lời. Nhiều khi không, những gì người gọi cần khác rất nhiều so với những gì họ nghĩ ban đầu.

Thông thường, chúng tôi sẽ hỏi mọi người “Bạn cần loại nước DI nào?” Ví dụ, bạn cần chất lượng điểm cuối của nước DI?

Năm điều cần xem xét:

1. Hãy nhớ rằng, nếu nước có độ tinh khiết cao là rất quan trọng cho quy trình hoặc ứng dụng của bạn, thì một kích thước không phù hợp với tất cả!
2. Chất lượng nước cấp là gì?
3. Chất lượng nước yêu cầu cụ thể của ứng dụng là gì?
4. Nhu cầu là gì? gallon / lít mỗi phút và gallon / lít mỗi ngày?
5. Bạn có không gian nào?

Chúng tôi là những chuyên gia về nước và có trên 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực xử lý nước, bao gồm lọc, khử ion và thẩm thấu ngược. Nếu bạn đọc có bất kỳ một câu hỏi gì liên quan đến nước hay gọi cho chúng tôi ngay hôm nay để được tư vấn miễn phí.