Công nghệ CDI và EDI có sự tương đồng trong nguyên lý sử dụng điện cực và quá trình điện hóa vậy điều gì làm cho CDI khác với EDI? Hãy bắt đầu với sự khác biệt về thiết lập. CDI có một cặp điện cực cho mỗi cặp màng, ngược lại với EDI sử dụng 1 cặp điện cực cho nhiều cặp màng cation và anion (tham khảo hình 1).

1. Khác biệt về điện năng sử dụng giữa CDI và EDI

HÌNH 1: Cấu tạo màng điện cực CDI và EDI

Sự khác biệt trong cách sắp xếp này dẫn đến một số khác biệt khác. Đầu tiên là cách lực điện được áp dụng qua các màng. Trong CDI, khoảng cách giữa các điện cực nhỏ hơn, vì vậy có thể áp dụng điện áp thấp hơn. Trong EDI điện áp cao hơn được yêu cầu để bù đắp cho khoảng cách lớn hơn giữa các điện cực. Ở điện áp cao hơn, sự tách nước xảy ra nhiều hơn, có khả năng làm hỏng các màng gần chúng nhất và làm tăng nguy cơ tắc nghẽn. Điều này cũng có thể gây ra chi phí vận hành điện cao hơn.

2. 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 tinh khiết (TDS <5 mg/l) hoặc 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.

3. Tiêu chuẩn nước đầu vào 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 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 để nước chỉ còn bị nhiễm bẩn (độc hại) bởi các ion hòa tan và CDI sẽ làm nhiệm vụ loại bỏ các ion này 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.