Nguyên nhân làm giảm điện trở suất trong quá trình vận hành hệ thống nước siêu tinh khiết EDI (Electrodeionization) có liên quan đến các yếu tố như chất lượng nước đầu vào, áp suất, tốc độ dòng chảy, điện áp và độ nhiễm bẩn của nước cấp. Dưới đây là một số nguyên nhân chính làm giảm điện trở suất của hệ thống nước siêu tinh khiết EDI:
Nước thải của hệ thống RO không đạt tiêu chuẩn
Nếu nước cấp có hàm lượng muối cao thì nên sử dụng hệ thống RO lưỡng cực (Thẩm thấu ngược) như một bước khử ion trước, giữ độ dẫn điện trong khoảng 1–3 μS/cm. Nếu hàm lượng CO2 trong nước cấp cao thì nên sử dụng màng hoặc tháp khử khí để loại bỏ CO2. Đối với mức độ pH lệch quá nhiều so với mức trung tính, nên điều chỉnh độ pH để duy trì độ pH của nước cấp trong khoảng 7–8.
Các vấn đề với khả năng kiểm soát hiện tại của hệ thống EDI
Tăng dòng điện hoạt động sẽ cải thiện chất lượng nước. Tuy nhiên, khi dòng điện đạt mức tối đa và tiếp tục tăng, các ion H và OH- dư thừa được tạo ra bởi quá trình ion hóa nước có thể gây ra sự tích tụ và tắc nghẽn ion, hoặc thậm chí là khuếch tán ngược. Điều này dẫn đến chất lượng nước thành phẩm bị giảm sút.
Thay đổi độ pH
Hàm lượng CO2 cao trong nước cấp của hệ thống EDI có thể tác động tiêu cực đến việc sản xuất nước siêu tinh khiết. Nếu hàm lượng CO2 vượt quá 10 ppm, hệ thống EDI sẽ không thể tạo ra nước có độ tinh khiết cao (đây là một vấn đề nghiêm trọng).
Ô nhiễm sắt
Ô nhiễm sắt là một trong những nguyên nhân chính làm điện trở suất giảm dần trong hệ thống EDI. Nếu sử dụng ống thép thông thường trong hệ thống xử lý nước thô và tiền xử lý mà không có biện pháp bảo vệ chống ăn mòn bên trong thì hàm lượng sắt sẽ tăng lên. Khi sắt bị ăn mòn, nó hòa tan trong nước chủ yếu dưới dạng Fe(OH)2 và tiếp tục bị oxy hóa thành Fe(OH)3. Fe(OH)2 ở dạng keo, còn Fe(OH)3 ở trạng thái lơ lửng. Nhựa trong hệ thống EDI có ái lực mạnh với sắt và một khi bị hấp phụ, nó có thể gây ra các phản ứng không thể đảo ngược. Trong các quy trình trao đổi cation và anion thông thường, việc tái sinh hoặc làm sạch lớp nhựa có thể loại bỏ hầu hết sắt. Tuy nhiên, trong hệ thống EDI, do không có quá trình tái sinh hoặc làm sạch nên vết sắt trong nước bám dính vào cả nhựa cation và anion cũng như màng. Sắt có tính dẫn điện mạnh và trước khi phản ứng với nhựa cation, nó sẽ di chuyển về phía màng anion dưới tác dụng của dòng điện cao. Các ion sắt nguyên chất dễ dàng đi qua màng, nhưng các hợp chất sắt keo khó xuyên qua màng anion hơn và bị hấp phụ trên bề mặt của nó. Điều này dẫn đến ô nhiễm cả màng anion và cation, cuối cùng làm giảm hiệu suất hệ thống và chất lượng nước, đồng thời giảm dần điện trở suất.
Ô nhiễm hữu cơ
Nếu các chất ô nhiễm hữu cơ có trong nước cấp, thẩm thấu ngược chỉ có thể loại bỏ các chất keo hữu cơ có trọng lượng phân tử lớn hơn 200. Các chất hữu cơ có trọng lượng phân tử thấp hơn (dưới 200) sẽ đi vào hệ thống EDI. Những chất có trọng lượng phân tử thấp này được hấp thụ bởi nhựa trao đổi cation và anion bên trong các thành phần và chúng bám vào bề mặt của màng cation và anion. Điều này cản trở các phản ứng trao đổi ion và làm chậm tốc độ xâm nhập của ion qua màng, do đó làm giảm hiệu suất của hệ thống EDI và giảm điện trở suất của nước được tạo ra.
