So sánh công nghệ CDI và EDI

Công nghệ khử ion điện dung (Capacitive Deionization – CDI) và điện tách ion (Electrodeionization – EDI) là hai phương pháp xử lý nước tiên tiến sử dụng nguyên lý điện hóa để loại bỏ các ion khỏi dung dịch. Cả hai công nghệ đều dựa trên việc áp dụng một điện trường để thu hút các ion mang điện tích dương (cation) và âm (anion) về các điện cực ngược điện tích tương ứng, từ đó tách chúng ra khỏi nước.

Theo báo cáo của Markets & Markets, thị trường công nghệ xử lý nước toàn cầu được dự báo sẽ tăng từ 7.5 tỷ USD năm 2020 lên 11.1 tỷ USD vào năm 2025, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 8.1% trong giai đoạn dự báo. Trong đó, CDI và EDI được xem là những công nghệ đầy hứa hẹn, thu hút sự quan tâm lớn từ các nhà cung cấp giải pháp xử lý nước trên toàn thế giới.

Tuy nhiên, có những khác biệt quan trọng giữa hai công nghệ này về cấu tạo, hiệu suất lọc và tiêu chuẩn nước đầu vào. Cùng Maxdream tìm hiểu đâu là những khác biệt cốt lõi giữa CDI và EDI? Công nghệ nào sẽ phù hợp hơn với dự án của bạn nhé.

Khác biệt về điện năng sử dụng giữa CDI và EDI

Công nghệ CDI (Capacitive Deionization – Khử ion điện dung) và EDI (Electrodeionization – Điện tách ion) đều sử dụng nguyên lý điện hóa và điện cực để loại bỏ các ion khỏi nước. Nhưng hai công nghệ này có khác biệt về cấu tạo (tham khảo hình 1).

CDI: Sử dụng một cặp điện cực cho mỗi cặp màng. Khoảng cách giữa các điện cực nhỏ, cho phép áp dụng điện áp thấp (thường dưới 2V).
EDI: Sử dụng một cặp điện cực cho nhiều cặp màng cation và anion. Khoảng cách giữa các điện cực lớn hơn, đòi hỏi điện áp cao hơn (thường từ 5-15V).

Cong Nghe Cdi Va Edi — Hình 1: Cấu tạo mạng điện cực CDI và EDI

Sự khác biệt này dẫn đến:

Trong EDI, điện áp cao có thể gây ra sự tách nước nhiều hơn, làm hỏng màng và tăng nguy cơ tắc nghẽn.
Chi phí vận hành điện của EDI cao hơn CDI.

Hiệu suất lọc nước giữa CDI và EDI

Công nghệ CDI với cấu tạo các cặp điện cực xếp chồng lên nhau ở một khoảng cách rất nhỏ cho phép sử dụng chỉ một điện áp thấp cũng có thể tạo ra một lực hút điện trường khá lớn giúp hấp thu dễ dàng các ion về các điện cực trái chiều. Do đó tiêu chuẩn nước đầu ra của CDI cũng dễ dàng được điều chỉnh theo độ giảm TDS (Lọc giảm 50% đến 90%) cho tiêu chuẩn nước đầu ra là nước có khoáng tự nhiên (TDS 10 – 50 mg/l) tùy vào yêu cầu chất lượng đầu ra.

EDI vì cấu tạo một cặp điện cực cho nhiều cặp màng nên để đưa các ion về các điện cực trái chiều thì nó cần một lực hút đủ lớn. Ngoài nguồn điện đầu vào sử dụng lớn hơn CDI thì hệ EDI còn sử dụng thêm hạt nhựa để trao đổi các ion trong nước.

Khi nước cấp được đưa vào thiết bị EDI, các ion tích điện dương sẽ được hút vởi hạt nhựa cation (Trao đổi ion H⁺ với các ion Ca²⁺, Mg²⁺ , Na⁺, Fe2+…trong nước) và di chuyển qua màng trao đổi cation vào khoang tập trung do bị hút bởi cực âm. Tương tự các ion tích điện âm bị hút bởi hạt nhựa anion (trao đổi ion OH^– với các ion SO₄, CO₃, HCO₃, HSiO₃…trong nước) và di chuyển qua màng trao đổi anion vào khoang tập trung do bị hút đến cực dương.

Khi các ion di chuyển qua các màng vào khoang tập trung sẽ không thể di chuyển đến điện cực do việc bố trí vị trí của màng (màng cation nằm về phía cực dương và màng anion nằm về phía cực âm). Nước tại khoang tập trung là nước thải có chứa các cation và anion cần loại bỏ và nước được giữ lại là sự kết hợp giữa H⁺ và OH^– cho nước siêu tinh khiết.

Tiêu chuẩn nước đầu vào của công nghệ CDI và EDI

Chính vì hiệu quả lọc nước siêu tinh khiết cùng với công suất sử dụng điện lớn nên EDI thường có tiêu chuẩn nước đầu vào khắt khe hơn để đáp ứng hiệu quả tối đa về chi phí hoạt động. Tỷ lệ chất rắn hòa tan (TDS) được khuyên dùng cho EDI là khoảng 10mg/l.

Chính vì tiêu chuẩn khắt khe này mà EDI thường sử dụng tiêu chuẩn nước đầu vào là nước đã qua xử lý lọc tinh RO hoặc CDI 90% (CDI lọc sâu 90% TDS).

CDI nguyên lý là các màng điện cực hút các ion hòa tan trong nước nên tiêu chuẩn nước đầu vào CDI chỉ cần đáp ứng loại bỏ các tạp chất. Còn những chất độc lại, ion kim loại nặng,… CDI sẽ làm nhiệm vụ loại bỏ ra khỏi nước. Việc loại bỏ các tạp chất khỏi nước có thể sử dụng các hệ lọc thô đơn giản gồm: cột lọc thô than cát sỏi, bộ lọc PP 5 micron.

Để tối ưu hóa về công suất lọc phù hợp với chi phí đầu tư thì CDI khuyến cáo TDS đầu vào của nước trong khoảng <1000 mg/l. Ở mức TDS cao hơn CDI vẫn có thể lọc được nhưng công suất lọc sẽ giảm và chi phí đầu tư tăng.

Những câu hỏi thường gặp về công nghệ lọc CDI và EDI

1. Công nghệ CDI và EDI có thể xử lý được những loại nước nào?

CDI thường xử lý nước ngầm, nước máy, nước giếng khoan có TDS < 1000 mg/l. Còn EDI thường xử lý nước đã qua lọc RO hoặc CDI lọc sâu 90% với TDS khoảng 10 mg/l.

Trong đó: TDS (Total Dissolved Solids) là chỉ số chất rắn hòa tan trong nước bao gồm chất vô cơ và chất hữu cơ tồn tại phân tử, ion hóa hoặc vi hạt . Các thành phần hoá học phổ biến nhất là Canxi, Phosphat, Nitrat, natri, kali clorua và các chất kim loại nặng bao gồm: Sắt, đồng, chì, asen, crom, lưu huỳnh….

2. Nên chọn công nghệ CDI hay EDI?

Lựa chọn phụ thuộc vào nhu cầu, ngân sách và chất lượng nước đầu vào:

CDI: Phù hợp cho nhu cầu lọc nước sạch giữ khoáng với chi phí thấp, dùng cho sinh hoạt, sản xuất, công nghiệp,… với nguồn nước đầu vào đa dạng.
EDI: Ưu tiên cho ứng dụng đòi hỏi độ tinh khiết cao cho sản xuất, thí nghiệm,… nguồn nước cấp chất lượng cao.

3. Nước thải ra từ quá trình CDI và EDI có đặc tính gì và xử lý như thế nào?

Nước thải CDI chứa nồng độ TDS cao gấp 3-5 lần nước đầu vào. Có thể xả thải trực tiếp hoặc đưa qua hệ thống xử lý nước thải tập trung.

Nước thải EDI chứa nồng độ TDS rất cao, gấp 10-20 lần nước đầu vào. Cần được xử lý qua hệ thống RO để loại bỏ muối trước khi xả thải.

4. Mức tiêu hao điện năng trung bình của CDI và EDI là bao nhiêu?

CDI tiêu thụ khoảng 0.5-1.5 kWh/m3 nước sản xuất.

EDI tiêu thụ khoảng 1.5-2.5 kWh/m3 nước sản xuất.

5. Giá thành đầu tư và vận hành của hệ thống CDI và EDI khác nhau như thế nào?

Chi phí đầu tư ban đầu cho hệ CDI thường thấp hơn 20-30% so với EDI cùng công suất. Chi phí vận hành (điện, hóa chất, vật tư thay thế) của CDI thường thấp hơn 30-50% so với EDI.

6. Những ứng dụng phổ biến của công nghệ CDI và EDI trong công nghiệp là gì?

CDI thường dùng để xử lý nước cấp cho nồi hơi áp suất thấp, làm mát, rửa công nghiệp, sản xuất đồ uống, thực phẩm, dược phẩm. EDI thường dùng để xử lý nước siêu tinh khiết cấp cho nồi hơi áp suất cao, sản xuất điện tử, vi mạch bán dẫn, pin mặt trời, dược phẩm.

7. Đơn vi nào cung cấp các giải pháp lọc nước công nghệ CDI hàng đầu Việt Nam?

Maxdream là một trong những đơn vị tiên phong trong ứng dụng công nghệ CDI vào lĩnh vực lọc nước tại Việt Nam. Hơn 13 năm nghiên cứu – thử nghiệm – ứng dụng thành công công nghệ CDI với nguồn nước Việt, Maxdream đã cung cấp các giải pháp lọc nước hiệu quả, an toàn và thân thiện với môi trường cho hàng triệu hộ gia đình, doanh nghiệp và khu công nghiệp trên toàn quốc.

Sản phẩm và dịch vụ:

Maxdream cung cấp đa dạng các giải pháp lọc nước CDI, đáp ứng mọi nhu cầu của khách hàng:

Máy lọc nước gia đình: Cung cấp nước uống sạch giữ khoáng trực tiếp tại vòi, đảm bảo an toàn cho sức khỏe.
Hệ thống lọc nước tổng: Xử lý nguồn nước đầu vào cho toàn bộ ngôi nhà, loại bỏ tạp chất, cặn bẩn và kim loại nặng, cho nước đầu ra uống được trực tiếp.
Giải pháp lọc nước công nghiệp: Cung cấp nước sạch cho sản xuất, sinh hoạt trong các nhà máy, xí nghiệp.
Hệ thống lọc nước siêu tinh khiết: Cung cấp nước siêu tinh khiết cho các ngành công nghiệp đòi hỏi độ tinh khiết cao như dược phẩm, điện tử, bán dẫn,…
,,,

Ưu điểm của công nghệ CDI Maxdream:

Hiệu quả lọc cao: Loại bỏ hoàn toàn các ion, vi khuẩn, kim loại nặng, tạp chất, cặn bẩn,… cho nguồn nước sạch đạt QCVN 06-01:2010/BYT.
Tiết kiệm điện năng: So với các phương pháp lọc nước truyền thống, CDI Maxdream tiết kiệm điện năng đến 70%.
Thiết kế nhỏ gọn: Hệ thống lọc CDI Maxdream có kích thước nhỏ gọn, phù hợp với mọi không gian lắp đặt.
Dễ dàng sử dụng: Hoạt động hoàn toàn tự động, chỉ cần thay lõi lọc định kỳ.
Thân thiện với môi trường: Ít lõi lọc, xả thải thấp, không sử dụng hóa chất, không thải nước thải ra môi trường.

Tại sao nên chọn Maxdream?

Uy tín hàng đầu: Maxdream là thương hiệu uy tín trong lĩnh vực lọc nước, được người tiêu dùng tin tưởng lựa chọn.
Sản phẩm chất lượng cao: Các sản phẩm Maxdream được sản xuất trên dây chuyền hiện đại, áp dụng công nghệ tiên tiến và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt.
Dịch vụ chuyên nghiệp: Maxdream cung cấp dịch vụ tư vấn, lắp đặt, bảo trì và bảo hành tận tâm, chuyên nghiệp.
Giá cả hợp lý: Maxdream cam kết mang đến cho khách hàng các sản phẩm và dịch vụ với giá cả cạnh tranh nhất.

Maxdream cam kết:

Cung cấp các giải pháp lọc nước CDI hiệu quả, an toàn và thân thiện với môi trường.
Mang đến cho khách hàng những sản phẩm chất lượng cao với giá cả hợp lý.
Cung cấp dịch vụ tư vấn, lắp đặt, bảo trì và bảo hành tận tâm, chuyên nghiệp.

Liên hệ ngay với Maxdream để được tư vấn miễn phí và lựa chọn giải pháp lọc nước phù hợp nhất cho gia đình bạn!