HỆ THỐNG EDI (ELECTRODEIONIZATION) – GIẢI PHÁP XỬ LÝ NƯỚC SIÊU TINH KHIẾT CHUẨN DƯỢC PHẨM & CÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO

 

1. Giới thiệu chung về công nghệ EDI

EDI (Electrodeionization) là công nghệ khử ion bằng điện cực, kết hợp giữa màng trao đổi ion (ion-exchange membranes), hạt nhựa trao đổi ion (ion-exchange resins) và dòng điện một chiều (DC) để loại bỏ gần như toàn bộ các ion còn sót lại trong nước sau hệ thống RO (Reverse Osmosis).

Khác với các công nghệ khử ion truyền thống (Demineralization – dùng hóa chất tái sinh), EDI hoạt động hoàn toàn liên tục và không sử dụng axit hay kiềm tái sinh, giúp quá trình xử lý nước siêu tinh khiết trở nên an toàn – ổn định – thân thiện với môi trường.

2. Vị trí của EDI trong chuỗi xử lý nước siêu tinh khiết

Trong một hệ thống xử lý nước tiêu chuẩn công nghiệp, đặc biệt cho ngành dược phẩm, y tế và điện tử, cấu trúc công nghệ thường được bố trí như sau:

 NƯỚC NGUỒN → LỌC THÔ → LỌC THAN → LÀM MỀM → RO 1 CẤP → RO 2 CẤP → EDI → BỒN CHỨA NƯỚC SIÊU TINH KHIẾT 

Trong đó:

• RO 1 cấp: loại bỏ 95–99% tạp chất hòa tan.

• RO 2 cấp: nâng độ tinh khiết lên ~0.5–2 µS/cm.

• EDI: khử hoàn toàn ion còn lại, đạt độ tinh khiết 10–18 MΩ·cm (tương đương 0.055–0.1 µS/cm).

Vì vậy, EDI luôn là bước cuối cùng trong chuỗi xử lý nước siêu tinh khiết, đảm nhiệm việc đạt chuẩn WFI – Water for Injection (nước pha tiêm) trong dược phẩm hoặc UPW – Ultrapure Water trong điện tử.

3. Cấu tạo của module EDI

Một module EDI (còn gọi là cell EDI) gồm ba thành phần chính:

🔹 (1) Các điện cực:

• Anode (+) và Cathode (–) được bố trí hai đầu hệ thống, tạo ra dòng điện một chiều đi qua toàn bộ khối cell.

🔹 (2) Các ngăn xử lý (chambers):

• Buồng pha loãng (Diluting chamber): nơi nước tinh khiết sau RO đi qua.

• Buồng cô đặc (Concentrating chamber): nơi các ion bị đẩy sang và tập trung, sau đó thải ra ngoài.

🔹 (3) Các màng trao đổi ion:

• Cation Exchange Membrane (CEM): cho phép ion dương đi qua, chặn ion âm.

• Anion Exchange Membrane (AEM): cho phép ion âm đi qua, chặn ion dương.

Giữa hai màng là lớp nhựa trao đổi ion hỗn hợp (Mixed-bed resin), giúp dẫn điện và hấp phụ các ion trong nước.
Dưới tác dụng của dòng điện, các ion bị di chuyển qua màng và được loại bỏ liên tục khỏi nước – quá trình này đồng thời tái sinh nhựa ngay trong khi vận hành, không cần dừng máy hay dùng hóa chất.

4. Nguyên lý hoạt động của EDI

1. Nước sau RO 2 cấp được cấp vào buồng pha loãng của module EDI.

2. Khi có dòng điện DC chạy qua:

   • Ion dương (Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺) bị hút về cực âm (Cathode), đi qua màng CEM.

   • Ion âm (Cl⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻) bị hút về cực dương (Anode), đi qua màng AEM.

3. Các ion này đi vào buồng cô đặc, rồi bị cuốn ra ngoài theo dòng “nước thải ion”.

4. Nước còn lại trong buồng pha loãng trở thành nước siêu tinh khiết, đạt điện trở cao và độ dẫn điện cực thấp.

Kết quả là dòng nước tinh khiết liên tục, không gián đoạn, không tái sinh thủ công.

5. Đặc tính kỹ thuật của hệ EDI

6. Ưu điểm vượt trội của công nghệ EDI

✅ Không cần hóa chất tái sinh (acid/kiềm) → an toàn và thân thiện môi trường.
✅ Vận hành liên tục 24/7, không có chu kỳ dừng tái sinh như hệ deion truyền thống.
✅ Chất lượng nước ổn định, không phụ thuộc vào thời điểm tái sinh.
✅ Tiết kiệm vận hành, chỉ tiêu thụ điện năng và nước RO.
✅ Thiết kế module kín – nhỏ gọn, dễ bảo trì và mở rộng công suất.
✅ Độ tinh khiết nước cực cao, phù hợp các ngành đặc thù cao cấp.

7. Ứng dụng của EDI trong công nghiệp

🧪 Ngành Dược phẩm & Y tế:

• Sản xuất nước tinh khiết (Purified Water – PW) và nước pha tiêm (Water for Injection – WFI).

• Dùng trong pha chế thuốc, dung dịch truyền, nước rửa thiết bị, phòng thí nghiệm QC.

• Đạt chuẩn USP, EP, WHO GMP về độ tinh khiết và an toàn sinh học.

💻 Ngành Điện tử – Bán dẫn:

• Sản xuất nước siêu tinh khiết (UPW – Ultrapure Water) để rửa wafer, chip, bảng mạch.

• Độ tinh khiết 17–18 MΩ·cm giúp tránh nhiễm ion ảnh hưởng đến tính dẫn điện của vi mạch.

🍶 Ngành Thực phẩm – Mỹ phẩm:

• Nước pha siro, nước uống cao cấp, kem dưỡng, serum, dung dịch vệ sinh y tế.

• Nước siêu sạch giúp ổn định công thức, tránh kết tủa và vi sinh phát triển.

⚗️ Ngành Hóa chất – Phòng thí nghiệm:

• Dùng cho máy HPLC, ICP, TOC, PCR, pha hóa chất phân tích chuẩn ISO 3696.

• Độ tinh khiết đảm bảo kết quả phân tích chính xác.

⚡ Ngành Năng lượng – Pin – Điện lực:

• Cung cấp nước siêu sạch cho lò hơi, hệ thống làm mát, điện phân, pin mặt trời.

• Ngăn cặn – ăn mòn, tăng tuổi thọ thiết bị.

8. So sánh EDI với các công nghệ khử ion khác

9. Kết luận

Hệ thống EDI – Electrodeionization là giải pháp xử lý nước siêu tinh khiết tiên tiến nhất hiện nay, thay thế hoàn toàn cho công nghệ khử ion truyền thống bằng hóa chất.
Với ưu điểm vận hành liên tục, độ tinh khiết cao, không phát thải hóa chất, EDI đang trở thành tiêu chuẩn bắt buộc trong các ngành dược phẩm, y tế, điện tử và năng lượng cao cấp.

 Link video lắp đặt thực tế (Youtube: https://www.youtube.com/shorts/NVeUiPLGBKY)

💧 VinaWater – Nhà cung cấp giải pháp RO – EDI toàn diện cho nước siêu tinh khiết chuẩn quốc tế.