纯化水与超纯水的制备
纯水与超纯水的制备工艺

纯水与超纯水的制备工艺最佳水质:1. 天然水中常见杂质包括可溶性无机物、有机物、颗粒物、微生物、可溶性气体等。
纯水、超纯水系统就是要尽可能彻底地去处这些杂质。
2. 净化水质的主要工艺目前常用净化水质的工艺方法有蒸馏法、反渗透法、离子交换法、EDI、紫外氧化法等。
同时我们可以将水的纯化过程大致分为3大步,前处理(生产出纯水),离子交换(可生产出18.2MΩ-cm超纯水)和后处理(生产出符合特殊要求的超纯水)。
根据进水的水质和对出水水质的要求,确定每一步采用的方法工艺纯化过程3大步:1、前处理主要包括预处理单元和反渗透(RO)单元,由于预处理后的水将通过反渗透进行再一步的净化,所以一定要尽量去除对反渗透膜有影响的杂质;主要包括大颗粒物质、余氯以及钙离子镁离子。
在此要说明的一点是必须要根据进水水质的差异针对性地配备不同的处理单元。
多数纯水仪生产厂家并不能很好帮助客户解决这个问题,这会导致后续的纯化无法达到理想结果并缩短反渗透膜等仪器主要部件的寿命。
超纯水设备很好的解决了这一问题,分别设计生产了线绕过滤器、活性碳吸附过滤器以及软化树脂针对性地去除水中大颗粒物质、余氯以及钙离子镁离子,达到最佳的预处理效果。
反渗透是使用一个高压泵对高浓度溶液提供比渗透压差大的压力,水分子将被迫通过半透膜到低浓度的一边,反渗透可以滤除90%-99%的包括无机离子在内的绝大多数污染物,因为它出众的纯化效率,反渗透是水纯化系统的一个非常有效的技术,因为反渗透能去除大部分的污物,所以它经常被用作为前道处理手段,能显著地延长去离子交换柱的使用时间。
鉴于反渗透在水质纯化过程中是非常关键并且反渗透膜的更换价格较高,我们建议用户一定要选择对反渗透膜有保护功能的超纯水系统。
为了尽可能延长反渗透膜的使用寿命以及提高反渗透膜的过滤效率,莱特莱德超纯水系统采用了先进的独特技术,结合领先的反渗透限流设计,在出水处有限流阀,使反渗透膜始终浸泡在水中,不致因变干而影响寿命。
超纯水及纯净水的生产

02
品质检测费用
为确保产品质量而进行的质量检测 和化验费用。
包装设计费用
为提升产品形象和吸引消费者而投 入的包装设计和宣传费用。
04
经济效益与社会效益评估
经济效益评估
通过分析产品销售收入、成本和利润等数据,评估超纯水及纯净水生产的经济效益。
社会效益评估
超纯水及纯净水的生产不仅提供了高质量的饮用水,还有助于提高公众的健康水平和生活质量,因此具有显著的 社会效益。
06
超纯水及纯净水生产中的 问题与解决方案
水质问题及解决方案
水质不达标
超纯水和纯净水对水质的要求极高,如果原水水质不符合标准,会导致生产出 的水质量不稳定。
解决方案
采用多级过滤技术,包括砂滤、活性炭过滤、膜过滤等,确保水质达到生产要 求。同时,定期对过滤器进行清洗和更换,保证其过滤效果。
能耗问题及解决方案
生产的重要性及应用领域
重要性
超纯水及纯净水的生产对于科学研究 、工业生产、医疗保健等领域至关重 要,是保证产品质量和安全的关键因 素。
应用领域
超纯水广泛应用于电子、医药、生物 技术、化学分析等领域,纯净水则广 泛应用于饮料、食品加工、药品生产 等领域。
国内外发展现状与趋势
发展现状
目前,国内外对于超纯水及纯净水的 生产技术已经相当成熟,但各地区的 发展水平仍存在差异。
去除有机物
通过活性炭吸附、氧化等 方法去除原水中的有机物 ,减少对后续处理工艺的 影响。
反渗透技术
原理
利用半透膜,使水在压力 作用下通过膜过滤,去除 离子、有机物和微生物等 杂质。
过滤精度
可去除大部分离子、有机 物和微生物,提供较高纯 度的水。
应用
超纯水制备工艺

超纯水制备工艺超纯水是指经过多重净化和处理后,几乎不含任何杂质的水。
其制备工艺是一项非常复杂的过程,需要经过多个步骤和设备的协同作用,以确保最终获得高纯度的水。
超纯水的制备需要从原水中去除各种固体颗粒和悬浮物。
这一步骤通常通过预处理设备,如过滤器和沉淀池来完成。
过滤器能够有效地去除大部分固体颗粒,而沉淀池则可将较大的悬浮物沉淀至底部。
接下来,超纯水的制备需要去除水中的溶解性无机盐和有机物。
这一步骤通常采用离子交换器和活性炭过滤器来完成。
离子交换器能够去除水中的钠、钙、镁等离子,而活性炭过滤器则可去除水中的有机物和部分溶解性无机盐。
然后,超纯水的制备需要进一步去除水中的微量离子和有机物。
为此,通常需要采用反渗透膜和电离交换树脂等设备。
反渗透膜能够通过半透膜的作用,将水中的溶质和溶剂分离,从而实现对微量离子和有机物的去除。
而电离交换树脂则可以选择性地去除水中的特定离子。
超纯水的制备还需要进行最终的精处理,以确保水的质量达到超纯级别。
这一步骤通常采用电极深度处理和臭氧消毒等手段。
电极深度处理能够通过电解的方式去除水中的细菌和微生物,而臭氧消毒则可以消除水中的异味和杂质。
总的来说,超纯水的制备工艺涉及到多个步骤和设备,每个步骤都起着关键的作用。
通过预处理、离子交换、反渗透和精处理等步骤的有机组合,可以有效地去除水中的固体颗粒、溶解性无机盐、有机物和微量离子,从而获得高纯度的超纯水。
需要注意的是,在超纯水制备工艺中,设备的选型和使用条件非常重要。
不同的设备具有不同的工作原理和适用范围,正确选择和操作设备可以提高超纯水的制备效果。
此外,对于超纯水的储存和输送也需要采取相应的措施,以确保超纯水的质量不受污染。
超纯水在许多领域都有广泛的应用,例如电子、制药、化工等行业。
在这些领域中,超纯水的纯度对产品的质量和性能有着重要的影响。
因此,超纯水的制备工艺的研究和优化对于提高产品的质量和竞争力具有重要意义。
超纯水制作原理

超纯水制作原理超纯水是指除了水分子外,不含任何其他物质的水,其电导率常数小于0.055μS/cm。
超纯水的制作一直是化学、生物、半导体等领域研究的核心问题。
本文将介绍超纯水的制作原理及其工艺流程。
超纯水的制作主要通过两个关键步骤实现:去离子和电极反应。
去离子是指去除水中的离子,电极反应是指在水中加电解质使其发生电离反应,将其转化为离子,并在电极上反应,生成氢氧根离子和氢离子,最终进一步去除水中的离子。
二、超纯水制作工艺流程超纯水的制作过程一般分为预处理和纯水制备两个环节。
1. 预处理预处理的目的是去除水中的污染物和有机物,防止其对超纯水的制作和使用产生影响。
具体预处理过程如下:(1)杀菌:将水进行紫外线灭菌或加入过氧化氢进行杀菌处理,以保证水质清洁。
(2)滤除:用过滤器等对水进行过滤,去除颗粒物和悬浮物。
(3)除氯:加入还原剂或活性炭对水中的余氯进行去除。
(4)软化:通过离子交换剂软化水,去除碱性离子和钙、镁离子。
2. 纯水制备纯水制备过程主要分为离子交换和电极反应两个部分。
(1)离子交换:将水通过阴离子交换树脂和阳离子交换树脂进行去离子处理。
水先通过阳离子交换树脂的层,去除碳酸氢根离子、硫酸根离子、氯离子等阴离子,并释放出相应的氢离子;随后通过阴离子交换树脂的层,去除硝酸根离子、氯离子等阳离子,并释放出相应的氢氧根离子,使得水的离子浓度达到超纯水的标准。
(2)电极反应:将经过去离子处理的水通过电极间电离,使得水中的氢离子与氢氧根离子发生反应生成了水。
这个过程中一般采用两种方法:① 电解法:用电极将水加热至100℃左右,加入少量电解质,如NaOH或Na2CO3,使电解质发生电离,将其转化成离子,并在电极上与水中的氢离子和氢氧根离子反应形成水。
② 反渗透法:是一种低压、高效、无化学品的水脱盐技术。
这种技术是利用半透膜对水进行过滤,使得水中的大分子物质(如有机污染物、细菌等)和离子(包括阳离子和阴离子)被滤除,从而得到高质量的超纯水。
超纯水处理原理,工艺及技术简介

超纯水处理原理, 工艺流程及技术简介1.超纯水制备原理威立雅实验室超纯水器通常由原水预处理系统、反渗透纯化系统、超纯化后处理系统三部分组成。
预处理的目的主要是使原水达到反渗透膜分离组件的进水要求,保证反渗透纯化系统的稳定运行。
反渗透膜系统是一次性去除原水中98%以上离子、有机物及100%微生物(理论上)最经济高效的纯化方法。
超纯化后处理系统通过多种集成技术进一步去除反渗透纯水中尚存的微量离子、有机物等杂质,以满足不同用途的最终水质指标要求。
2.原水预处理系统预处理系统通常由聚丙烯纤维(PP)过滤器和活性炭(AC)过滤器组成。
对硬度较高的原水还需加装软化树脂过滤器。
PP滤芯可高效去除原水中5μm以上的机械颗粒杂质、铁锈及大的胶状物等污染物,保护后续过滤器,其特点是纳污量大, 价格低廉。
AC活性炭滤芯可高效吸附原水中余氯和部分有机物、胶体,保护聚酰胺反渗透复合膜免遭余氯氧化。
软化树脂可脱除原水中大部分钙镁离子,防止后续RO膜表面结垢堵塞,提高水的回收率。
3.反渗透纯化系统反渗透(Reverse Osmosis,简称RO)是以压力差为推动力的一种高新膜分离技术,具有一次分离度高、无相变、简单高效的特点。
反渗透膜“孔径”已小至纳米(1nm=10-9m),在扫描电镜下无法看到表面任何“过滤”小孔。
在高于原水渗透压的操作压力下,水分子可反渗透通过RO半透膜,产出纯水,而原水中的大量无机离子、有机物、胶体、微生物、热原等被RO膜截留。
通常当原水电导率<200μS/cm时,一级RO纯水电导率≤5μs/cm,符合实验室三级用水标准。
对于原水电导率高的地区,为节省后续混床离子交换树脂更换成本,提高纯水水质,客户可考虑选择二级反渗透纯化系统,二级RO纯水电导率约1~5μS/cm,与原水水质有关。
4.超纯化后处理系统①混床离子交换纯化柱混床离子交换纯化柱由阴离子交换树脂和阳离子交换树脂按比例混合而成。
阳离子交换树脂用其H+交换去除水中的阳离子,阴离子交换树脂用其OH-交换去除水中的阴离子,在混床树脂中被交换出来的H+和OH-结合生成H2O,因此混床离子交换纯化柱可用来深度去除RO纯水中尚存的微量离子。
超纯水制备知识点总结

超纯水制备知识点总结超纯水是一种纯度极高的水,通常用于实验室研究、电子工业等领域。
超纯水的制备需要严格控制水质,除去杂质和离子,以获得高纯度的水。
下面将总结超纯水制备过程中的关键知识点。
1. 超纯水的定义超纯水是指去离子水,也称为高纯水或电子级水。
其主要特点是水中的溶解固体物质和游离离子极少,通常是纯净水或蒸馏水的千分之一或万分之一。
2. 超纯水的制备方法超纯水的制备方法主要有蒸馏法、反渗透法和电去离子法。
(1)蒸馏法蒸馏法是通过加热水蒸气,然后再冷凝形成纯净水。
这种方法可以去除水中的有机物、微生物和部分无机盐。
但是,这种方法产生的水还不能称为超纯水,还需要进一步处理。
(2)反渗透法反渗透法是通过高压将水经过半透膜过滤,去除水中的离子和微生物,从而得到纯净水。
这种方法能够生产较高纯度的水,但仍然不足以满足超纯水的要求。
(3)电去离子法电去离子法是通过两极电解膜将水中的离子去除,从而得到极其纯净的水。
这种方法是制备超纯水的主要手段,能够产生质量极高的水。
3. 超纯水的制备工艺电去离子法是最常用的超纯水制备工艺。
其制备步骤主要包括进水、预处理、阳极氧化、阳极吸附、离子交换树脂吸附、阴极吸附、超纯水储存等环节。
(1)进水首先,需要使用去离子水进料,去离子水质量要求高,一般要求电导率低于0.2μS/cm。
(2)预处理进水后需要进行预处理,包括石英砂过滤、活性炭过滤和微孔滤器过滤等步骤。
这些步骤能够去除水中的颗粒物、有机物和氯等物质。
(3)阳极氧化在阳极氧化池中,水中的氧化性物质通过电解反应被氧化和析出。
据此通过氧化性物质析出,从而降低水中的溶解氧。
(4)阳极吸附在阳极氧化后,水中的铁、锰等杂质通过活性炭吸附的方式进行处理。
(5)离子交换树脂吸附通过离子交换树脂的吸附作用,将水中的阴离子和阳离子去除,从而获得更纯净的水。
(6)阴极吸附在这一步骤中,通过负极活性炭的吸附作用,将水中的有机物和残余离子进一步去除。
实验室制备纯化水步骤流程
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水的纯化与超纯水的制备
水的纯化与超纯水的制备一、天然水中通常含有五种杂质1、电解质包括带电粒子,常见的阳离子有H+、Na+、K+、NH4+、Ca2+、Fe3+、Cu2+、Mn2+、Al3+等;阴离子有F-、Cl-、NO3-、HCO3-、SO42-、PO43-、H2PO4-、HSiO3-等。
2、有机物质。
如:有机酸、农药、烃类、醇类和酯类等。
3、颗粒物。
4、微生物。
5、溶解气体包括:N2、O2、Cl2、H2S、CO、CO2、CH4等。
所谓水的纯化就是要去掉这些杂质。
杂质去的越彻底,水质也就越纯净。
国家标准规定有分析实验室用水的技术指标见表1:表1 一、二、三级实验室用水的技术指标(GB6682-92)名称一级二级三级PH值范围(25℃) 5.0~7.5电导率(25℃),mS/ m ≤0.01 0.10 0.50可氧化物质(以O计),mg/L <0.08 0.4吸光度(254nm,1cm光程)≤0.001 0.01蒸发残渣105℃±2℃)〃mg/ L≤ 1.0 2.0可溶性硅(以SiO2计) mg/ L < 0.01 0.02一级水用于有严格要求的分析实验,如液相色谱分析用水等。
二级水用于无机痕量分析,如原了吸收光谱分析用水等。
三级水用于一般化学分析实验。
国标(GB6682- 92)的补充说明:由于在一级和一级水的纯度下,难于测定其真实的pH值,因此对一级和二级水的pH值范围国标不作规定。
一级和一级水的电导率需用新制备水在线测定。
由于在一级水的纯度下,难于测定可氧化物和蒸发残渣,故国标对其限量也不作规定,可用其他条件和制备方法来保证一级水的质量。
国标对一、二级水电导的测试方法有明确的规定:用于一、二水测定的电导仪,需配备电极常数为0.01—0.1cm-1的在线电导池,并具有温度自动补赏功能。
电子级水对水中的离子浓度水平有更高的要求。
国标GB/T11446.1-1997规定分为四级,即EW-I,EW-Ⅱ,EW-Ⅲ和EW-Ⅳ。
超纯水的制备及检测技术
超纯水的制备及检测技术超纯水是指除去所有杂质和离子的水,其纯度高于一般纯净水。
在许多领域,如电子、制药、化工等,超纯水被广泛应用。
本文将以超纯水的制备及检测技术为主题,介绍超纯水的制备方法和常用的检测技术。
一、超纯水的制备方法1.反渗透法反渗透法是目前制备超纯水最常用的方法之一。
它通过半透膜将水中的离子和杂质分离出去,从而得到纯净的水。
反渗透设备通常由预处理系统、反渗透系统和后处理系统组成。
预处理系统用于去除水中的悬浮物、胶体、有机物等杂质;反渗透系统采用高压将水通过半透膜,将离子、溶解性无机物和有机物等分离出去;后处理系统用于进一步去除残留的离子和杂质,以获得最终的超纯水。
2.电离交换法电离交换法是利用离子交换树脂将水中的离子和杂质去除的方法。
离子交换树脂具有特定的化学性质,能够吸附水中的离子,并释放出等量的其他离子。
该方法可以去除水中的阳离子和阴离子,得到纯净的水。
电离交换法制备超纯水的设备主要由离子交换柱、再生柱和混床柱组成。
离子交换柱用于去除水中的阳离子或阴离子;再生柱用于对交换柱进行再生,使其恢复吸附能力;混床柱用于进一步去除残留的离子和杂质。
二、超纯水的检测技术1.电导率检测法电导率是电解质溶液导电能力的度量,也是评价水的纯度的重要指标之一。
超纯水由于几乎没有离子存在,因此具有极低的电导率。
电导率检测法通过测量水溶液的电导率来判断超纯水的纯度。
常用的电导率检测仪器有电导率计,通过测量电导池两端的电压和电流,计算出电导率值。
电导率值越低,表示水的纯度越高。
2.总有机碳检测法总有机碳(TOC)是指水中所有有机物的总含量。
超纯水中的有机物含量非常低,因此测量TOC可以评价超纯水的纯度。
常用的TOC检测仪器有氧化炉-红外检测器法和紫外光氧化法。
氧化炉-红外检测器法通过将水样中的有机物氧化为二氧化碳,并利用红外检测器测量产生的二氧化碳含量来计算TOC值。
紫外光氧化法则是通过紫外光照射水样,将有机物氧化为二氧化碳,再用红外检测器测量二氧化碳含量。
实验室超纯水设备设备工艺原理
实验室超纯水设备设备工艺原理实验室超纯水设备是实验室中常用的设备,用于生产高纯度的水,尤其在高科技领域实验和生产中发挥着不可替代的作用。
本文将介绍实验室超纯水设备的工艺原理。
超纯水的定义超纯水根据不同的标准定义有所不同,但是大多数认为,其在纯度指标上应达到一定精度范围内的极限,如电阻率应该高于18兆欧,总有机碳(TOC)要小于0.1ppb。
超纯水对于高精度实验和生产工艺扮演着至关重要的角色。
超纯水的制备原理实验室超纯水设备的核心原理是蒸馏和离子交换。
原水通常使用纯化水或自来水,首先通过粗滤器过滤去除大颗粒和浮性物质,然后进入蒸馏塔进行蒸馏。
在蒸馏过程中,水被加热蒸发,随后被冷却凝结,这样就可以将一般含杂质的水蒸发掉,以获得更纯净的水。
然而,纯水通过蒸馏之后还是会残留一些杂质和离子,这些残留物质的浓度可能越来越高,会影响水的质量。
因此,需要通过离子交换技术进一步去除这些杂质和离子。
使用离子交换树脂具有去除离子杂质的能力,它能帮助将溶解在水中的离子与树脂上氢、氢氧离子置换,形成无机酸或无机盐,从而达到去除离子杂质的目的。
超纯水设备的主要组成部分实验室超纯水设备包括前处理模块(也称为前处理系统)、反渗透模块、蒸馏模块、离子交换模块和后处理模块。
在这些组成部分中,离子交换模块是确保水质的关键,因为它可以去除水中的离子杂质,大大提高了水的纯度。
前处理模块前处理模块由预处理过滤器、活性炭过滤器、射流氧化过滤器等多个成分组成,主要用于去除水中的大颗粒、胶体、有机物、溶解有机物等。
这个模块的主要目的是为了保护后面的反渗透膜,防止它被过多的杂质堵塞而影响水质。
反渗透模块反渗透模块使用反渗透膜,主要用于去除水中的无机盐和一部分有机物质。
其过程是将水通过高压泵送进反渗透膜中,膜的孔径很小,只有几纳米大小,可以过滤掉溶解在水中的离子、有机物等,而水分子则可以穿过。
蒸馏模块蒸馏模块是用于进一步提纯水质的,通过加热水将其蒸发出来,随后对蒸发出来的水进行冷凝,以取得更为纯净的纯水。
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纯化水与超纯水的制备原理摘要这是一篇关于水的纯化和超纯水制备的综述。
介绍了各种纯化某些新近的进展。
包括蒸馏法、离子交换法、电渗析法和反渗透法等关键词水的纯化超纯水离子交换电渗析反渗透一、天然水中通常含有五种杂质:1、电解质,包括带电粒子,常见的阳离子有H+、Na+、K+、NH4+、、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Cu2+、Mn2+、Al3+等;阴离子有F-、Cl-、NO3-、HCO3-、SO42-、PO43-、H2PO4-、HSiO3-等;2、有机物质,如:有机酸、农药、烃类、醇类和酯类等;3、颗粒物;4、微生物;5、溶解气体,包括:N2、O2、Cl2、H2S、CO、CO2、CH4等;所谓水的纯化,就是要去掉这些杂质。
杂质去的越彻底,水质也就越纯净。
国家标准:有饮用纯净水(GB17323)、分析实验室用水[2](GB6682—92)和电子级水[3](GB/T11446.1-1997)的技术指标。
二、水的纯化方法1、蒸馏法,按蒸馏器皿可分为玻璃、石英蒸馏器,金属材质的有铜、不锈钢和白金蒸馏器等。
按蒸馏次数可分为一次、二次和多次蒸馏法。
此外,为了去掉一些特出的杂质,还需采取一些特殊的措施。
例如预先加入一些高锰酸钾可除去易氧化物;加入少许磷酸可除去三价铁;加入少许不挥发酸可制取无氨水等。
蒸馏水可以满足普通分析实验室的用水要求。
由于很难排除二氧化碳的溶入。
所以水的电阻率是很低的,达不到MΩ级。
不能满足许多新技术的需要。
2、离子交换法,主要有两种制备方式:A. 复床式,即按阳床—阴床—阳床—阴床—混合床的方式连接并生产去离子水;早期多采用这种方式,便于树脂再生。
B. 混床式(2-5级串联不等),混床去离子的效果好。
但再生不方便。
离子交换法可以获得十几MΩ的去离子水。
但有机物无法去掉,TOC和COD值往往比原水还高。
这是因为树脂不好,或是树脂的预处理不彻底,树脂中所含的低聚物、单体、添加剂等没有除尽,或树脂不稳定,不断地释放出分解产物。
这一切都将以TOC或COD指标的形式表现出来。
例如,当自来水的COD值为2mg/L时,经过去离子处理得到的去离子水的COD值常在5-10mg/L之间。
当然,在使用好树脂时会得到好结果,否则就无法制备超纯水了。
结垢是影响锅炉寿命的主要因素,因此锅炉对水质的要求比较高。
低压和中压锅炉对水质要求稍低而高压锅炉对水质要求非常高。
凡能导致锅炉、给水系统及其他热力设备腐蚀、结垢及引起汽水共腾现象,使离子交换树脂中毒的杂质如溶解氧、可溶性二氧化硅、铁以及余氯等都应大部分或全部除去。
在锅炉水处理中,锅炉补充水的离子交换水处理是最基本和最重要的水处理方法,但离子交换树脂失效后必须加碱或加酸进行还原,要产生大量的酸碱废水,直接外排不但污染环境,而且费用高昂。
3、电渗析法,产生于1950年[4],由于其能耗低,常作为离子交换法的前处理步骤。
它在外加直流电场作用下,利用阴阳离子交换膜分别选择性的允许阴阳离子透过,使一部分离子透过离子交换膜迁移到另一部分水中去,从而使一部分水纯化,另一部分水浓缩。
这就是电渗析的原理。
电渗析是常用的脱盐技术之一。
产出水的纯度能满足一写工业用水的需要。
例如,用电阻率为1.6KΩ·cm(25°C)的原水可以获得1.03MΩ·cm(25°C)的产出水。
换言之,原水的总硬度为77mg/L时产出水的总硬度则为∽10mg/L.4、反渗透法[5],目前它是一种应用最广的脱盐技术。
反渗透膜虽在1977年就有了,但其规模化生产和广泛用于脱盐却是近几年的事情。
反渗透膜能去除无机盐、有机物(分子量>500)、细菌、热源、病毒、悬浊物(粒径>0.1μm)等。
产出水的电阻率能较原水的电阻率升高近10倍。
反渗透膜对杂质的去除能力见表:常用的反渗透膜有:醋酸纤维素膜,聚酰胺膜和聚砜膜等。
膜的孔径为0.0001-0.001μm.反渗透的动力依赖于压力差(10-100大气压)。
去除杂质的能力由膜的性能好坏和进出水比例决定。
进出水的比例一般控制为10:6或10:7左右。
这样杂质的去除率应在95-99.7%之间。
例如,原水的电阻率为1.6 KΩ·cm(25°C)时,产出水的电阻率约为14 KΩ·cm.这样的水现在大家都管它叫纯净水,也就是市场上出售的饮用纯净水。
三、制备超纯水的方法传统的纯水方法不能制备出超纯水,化学意义上纯水(液态的H`O)的理论电导率为18.3ΜΩ·cm.人们生产的纯水是达不道理论值的,但18ΜΩ·cm似乎是可以达到的,对于这种水,有的称为高纯水有的称为超纯水,目前还没有系统的定义。
也没有划分等级界限,从商业观点看叫超纯水似乎比高纯水更好听一些。
笔者以为还是看电导率指标更准确一些。
现在制备超纯水的方法是将各种纯化水的新技术科学地结合起来,不仅能生产超纯水。
而且变得非常容易。
自来水进去超纯水出来,非常方便。
而且使用寿命也越来越长。
超纯水器制备超纯水的原理和步骤大体如下:1、原水:可用自来水或普通蒸馏水或普通去离子水作原水。
2、机械过滤:通过砂芯滤板和纤维柱滤除机械杂质,如铁锈和其他悬浮物等。
3、活性炭过滤:活性炭是广谱吸附剂,可吸附气体成分,如水中的余氯等;吸附细菌和某些过渡金属等。
氯气能损害反渗透膜,因此应力求除尽。
4、反渗透膜过滤:可滤除95%以上的电解质和大分子化合物,包括胶体微粒和病毒等。
由于绝大多数离子的去除,使离子交换柱的使用寿命大大延长。
5、紫外线消解:借助于短波(180nm-254nm)紫外线照射分解水中的不易被活性炭吸附的小有机化合物,如甲醇、乙醇等,使其转变成CO2和水,以降低TOC的指标。
6、离子交换单元:已知混合离子交换床是除去水中离子的决定性手段。
借助于多级混床获得超纯水也并不困难。
但水的TOC指标主要来自树脂床。
因此,高质量的离子交换树脂就成为成败的关键。
所谓高质量的树脂,就是化学稳定性特别好,不分解,不含低聚物、单体和添加剂等的树脂。
所谓“核工业级树脂”大概就属于这一类树脂。
对树脂的要求是质量越高越好。
可惜国内很少有人在这方面下工夫。
满足于生产大路货。
7、0.2μm滤膜过滤,以除去水中的颗粒物到每毫升1个(小于0.2μm的).经过上述各步骤处理后生产出来的水就是超纯水了。
应能满足各种仪器分析,高纯分析,痕量分析等的要求,接近或达到电子级水的要求。
四、特殊的纯水:1、火力发电厂需要无硅的纯水,而硅在水中常常以水合二氧化硅(SiO2·H2O)的形式存在,属于非离子态,很难去掉。
但是,水合二氧化硅也有微小的电离度,借助于加长离子交换床的长度,或在混合离子交换床中反复循环,仍然可以获得无硅的超纯水。
用玻璃或石英蒸馏器是无法获得无硅水的,因为容器含硅。
2、没有热源(即内毒素)的纯水,注射针剂用水要求没有热源。
以免引起过敏反应。
目前除去热源的最好的方法还是蒸馏法。
也有除热源的吸附柱子。
3、无氨的纯水,制取方法有二,其一蒸馏法,在水中预先加入不挥发酸,可以固定铵盐在原水中。
其二是将纯水再过一次阳离子交换床过滤。
需要说明的是,阴离子交换树脂有分解产生微量氨的可能,用混床去氨是不合适的。
4、无铁的水,已知铁是无处不在的,FeCl3的反对沸点仅为315℃,因此,很难用蒸馏法出去铁离子。
如在原水中加入1滴磷酸则可达到此目的。
当然,有了超纯水器也就不用这样除铁了。
五、从纯水的电导率估算水中离子的浓度水平:超纯水的离子浓度极低,许多分析方法的灵敏度达不到。
一般用户更是缺乏特殊的检测手段。
有人[6]做过这方面的计算,可供参考:表2、几种电阻率不同的纯水的离子计算浓度浓度μg/L离子18.2 MΩ18.0 MΩ17.5 MΩ15 MΩNa+0.81.31.81.6Cl-<0.10.150.52.1Fe2+2.02.42.05.4Na++Cl-+SO42-<0.10.31.15.4Na+ + Cl-<0.10.20.95.0例如:电阻率为15MΩ的水,其钠,氯和硫酸根离子的总浓度为5.4μg/L,这样的杂质水平,应能满足各种痕量分析和高纯分析的要求.不必心存疑虑.在这种情况下也不要去测pH值,因为即使全部离子都是H+,也无法改变1个pH单位.不要庸人自扰。
除非是电导仪或pH计出了毛病,才会有异常数据出现。
正如在实验室用水的国家标准(GB6682-92)中指出的,对一、二级水不主张测量pH一样,超纯水就更难准确测量了。
六、应用(一)、中央空调水处理中央空调水处理随着宾馆、高档写字楼的不断涌现,中央空调循环水处理问题日益迫水切。
有些大楼由于物业管理人员对中央空调循环水系统的维护缺乏经验,空调使用几年后出现水垢,严重影响正常的供冷供热。
更有甚者,出现循环管道烂穿的事故,不得不敲掉装潢管道,更换管路,造成巨大的经济损失。
近年来一些大楼也已意识到中央空调水处理的重要性,并采取了水处理措施。
这些措施大多参照工业循环冷却水处理的方法,但中央空调冷媒水、热媒水系统的管道象蜘蛛网一样布满整幢大楼,其管路的复杂程度远非一般的循环冷却水可比,存在很多的滞流区域和死角,一个合理的水处理措施应该考虑到整个系统的各个方面。
包括中央空调循环水系统的腐蚀及控制、中央空调循环水系统的结垢及控制、中央空调系统中的微生物及其控制、锅炉水处理及化学清洗等多项内容。
(二)、工业循环水处理工业循环水处理冷却水循环后易带来什么问题?腐蚀:冷却水在循环使用中,水在冷却塔内和空气充分接触,使水中的溶解氧得到补充,所以循环水中溶解氧总是饱和的,水中溶解氧是造成金属电化学腐蚀的主要原因,这是冷却水循环后易带来的问题之一。
结垢:水在冷却塔中蒸发,使循环水中含盐量逐渐增加,加上水中二氧化碳在塔中解析逸散,使水中碳酸钙在传热面上结垢析出的倾向增加,这是问题之二。
粘泥垢:冷却水和空气接触,吸收了空气中大量的灰尘、泥沙、微生物及其孢子,使系统的污泥增加。
冷却塔内的光照、适宜的温度、充足的氧和养分都有利于细菌和藻类的生长,从而使系统粘泥增加,在换热器内沉积下来,造成了粘泥的危害,这是水循环使用后易带来的问题之三。
冷却水的循环使用对换热器带来的腐蚀、结垢和粘泥问题要比使用直流水严重一些或严重得多。
因此,循环冷却水如果不加以处理,则以上问题的发生将使换热设备的水流阻力加大,水泵的电耗增加,传热效率降低,并使生产工艺条件处于不正常状况。
现代的一些工厂,为了提高传热效率的需要,换热器的管壁很薄,并且严格控制污垢的厚度,换热器一旦发生腐蚀或结垢,尤其是局部腐蚀的发生,将使换热系统必须综合解决腐蚀、结垢和粘泥(微生物)三个问题。
冷却水的化学处理是用加入化学药品的方法来防止循环冷却水系统腐蚀、结垢和粘泥等问题的产生。