纯水及其制备(精)
【精品】离子交换法制备纯水
【精品】离子交换法制备纯水离子交换法是一种化学反应技术，它利用各种树脂材料，将水中的离子与其它大分子物质进行吸附、替换、洗脱等作用，从而达到提纯、除去有害离子、软化水质等目的。
该法广泛应用于水处理、制药、化工、生物工程等领域中。
制备纯水是离子交换法的主要应用之一。
纯水是指不含任何杂质和离子的水，其电阻率高达18.2MΩ.cm以上。
纯水广泛应用于实验、医疗、半导体、电子、食品等众多领域，是很多实验和工艺的基础物质。
离子交换制备纯水的主要步骤如下：一、去除杂质首先将原水经过过滤、澄清等的预处理，去除较大颗粒物和胶体物质，以减少对交换树脂的影响。
然后将预处理后的水缓慢地流过阴离子交换树脂，该树脂上有交换位点吸附住原水中的阴离子，如氯离子、硫酸根离子等，同时释放出等量的OH-离子，树脂上的OH-离子与水中的H+离子中和，从而保持物质平衡。
经过一定的时间，靠树脂上的交换位点，水中的阴离子都被吸附下来，此时，用恢复饱和的水来冲洗树脂，以去除被吸附的离子，得到更为纯净的水。
二、软化处理三、混床离子交换混床离子交换是将阴离子交换树脂和阳离子交换树脂组合使用，能有效去除水中大部分的离子，得到纯水。
混床交换树脂是将阴离子交换树脂和阳离子交换树脂按一定的比例混合在一起，形成一定厚度的反应层。
当水流经反应层时，阳离子和阴离子在不同的交换位点上同时吸附下来，此时，用恢复饱和的水交替冲洗树脂，以去除被吸附的离子，最终得到更为纯净的水。
离子交换法虽然能够达到制备纯水的目的，但在长期使用过程中也存在一些问题，如交换树脂的寿命有限，需要定期更换、再生；对水温、pH等条件要求较为苛刻等。
因此，在考虑制备纯水时，必须充分了解其工作原理和特点，根据实际需要选择合适的水处理方法。
纯水的名词解释
纯水的名词解释水是生命之源，也是地球上最重要的物质之一。
无论是在科学实验室、工业生产中，还是在我们日常生活中，纯净的水都具有重要的作用。
纯水，顾名思义，就是不含杂质的纯净水，是一种经过精密处理、去除其中的任何有害或有害物质的水。
本文旨在对纯水的概念、制备方法以及应用领域进行较为详细的解释。
一、纯水的概念纯水，又称蒸馏水或去离子水，是通过去除水中的散射颗粒、离子和溶解性物质等杂质，获得的清澈透明、无色无味的纯净水。
纯水的特点是除去了绝大多数的杂质和有机物，几乎只剩下H2O分子。
它不含任何细菌、病毒、溶解的固体物质和气体，具有很高的纯度。
纯水广泛用于许多领域，如实验室实验、药物制造、电子行业以及医疗设备等。
二、纯水的制备方法制备纯水的方法主要包括蒸馏法、去离子与反渗透法。
蒸馏法是通过将水加热，使液态水变成蒸汽，再将蒸汽冷凝为纯净水。
这个过程可以去除水中的大部分杂质和病原体，但无法完全除去溶解在水中的气体。
去离子法则是利用特殊的离子交换树脂，将水中的离子置换成氢氧根离子和阳离子。
这种方法可以有效地去除水中的溶解性无机盐，但无法去除溶解的有机物。
反渗透法则是通过高压将水逆向渗透，使水通过半透膜，从而去除水中的大部分溶解性杂质、离子和有机物。
三、纯水的应用领域纯水在许多领域都有广泛的应用。
首先是实验室科研领域，科学家需要纯净的水作为实验的基础。
纯水可以保证实验的准确性和可靠性，从而获得准确可信的实验结果。
其次是制药和化妆品行业。
在制药过程中，纯净水是制药和药物配方的重要组成部分。
它用于药物的制剂和洗涤工具的清洗，确保药品的纯度和质量。
还有电子行业，现代电子设备对纯净的水需求量巨大。
纯水被用于半导体芯片的制造过程中，以去除灰尘和离子，保证电子产品的可靠性。
此外，纯净水还广泛应用于医疗设备、纺织印染、制造业的冷凝和加热系统等领域。
综上所述，纯水是一种经过精密处理去除其中的杂质和有害物质的纯净水。
它在科学实验、制药、电子等行业中具有重要的应用价值。
工艺用水制备工艺
一、工艺流程原水→石英砂过滤器→超滤→加药→中间水箱→精密过滤器↓混床←中间水泵←中间水箱←一级反渗透←一级高压泵↓精滤→紫外线杀菌→纯化水罐→循环泵→使用点→纯化水罐二、饮用水公司饮用水为市自来水公司的城市管网水，为了保证供水质量，安装一套预处理装置。
该设备为玻璃钢，高1650mm，直径400mm，石英砂粒径0.8～1.2mm，可实现反冲再生。
取水样送质检所送检，按国家饮用水标准检测。
三、原理反渗透，顾名思义是一种施加压力于与半透膜相接触的浓缩溶液所产生的和自然渗透现象相反的过程。
如施加压力超过溶液的天然渗透压，则溶剂便会流过半透膜，在相反一侧形成稀溶液，而在加压的一侧形成更高的溶液；如施加的压力等于溶液的天然渗透压，则溶剂的流动不会发生；如施加的压力小于溶液的天然渗透压，则溶剂自稀溶液流向浓溶液。
水通过膜迁移的速率与膜的性能、溶液温度、膜两侧施加压力之差减去浓、稀溶液间的渗透压差等有关。
渗透压与溶液的浓度和温度呈正比，也与溶液中离子的类型有关。
对于室温下主要含氯化钠的溶液，有一经验规则，即浓度每1000mg/L 的渗透压值为0.069MPa。
四、设备配置及技术参数1 石英砂过滤器一只，罐体尺寸Ф-400mm，H-1650mm，材质为玻璃钢材质，内置细颗粒石英砂。
2 超滤装置一套，设计尺寸Ф=160mm，H=650mm，壳体材质为不锈钢材质，3支超滤膜，材质为改性PVC。
3 加药装置一套：加药泵一台，流量2L/h，功率30W；40L加药箱一个。
4 精密过滤器：设计尺寸Ф=160mm，H=650mm，壳体材质为不锈钢材质，3支滤芯，材质为PPE。
5 中间水箱1个：设计容积0.5m3，尺寸Ф=650mm，H=1000mm，304不锈钢材质。
6 反渗透装置一套：设备包括：一级反渗透膜3支，材质为BE-4040复合膜，海德能公司产，壳体材质为不锈钢；一级高压泵1台：南方泵业公司产SDL2-150SWSC不锈钢射流式自吸泵，该机性能：出水量2m3/h，扬程112m，功率1.5KW；二级反渗透膜2支，材质为BE-4040复合膜，海德能公司产，壳体材质为不锈钢；二级高压泵1台：南方泵业公司产SDL2-130SWSC不锈钢射流式自吸泵，该机性能：出水量2.4m3/h，扬程98m，功率1.5KW；附件包括进、排水电磁阀，浓、淡水调节阀，高、低压力表，浓、淡水流量计，高、低压保护开关，电导率仪，电器控制，管部件，机架为不锈钢方管结构。
纯水工艺流程
纯水工艺流程纯水是指去除了各种离子、有机物、微生物和胶体颗粒等杂质的水，是一种高纯度、无菌、无色、无味、无毒的水。
纯水在许多领域都有着重要的应用，比如制药、电子、化工等行业。
因此，掌握纯水工艺流程对于生产高质量的纯水至关重要。
首先，纯水工艺的第一步是原水处理。
通常情况下，我们使用的原水是自来水或者地下水。
在进行纯水处理之前，需要对原水进行预处理，包括除铁、除锰、除氯等工序，以保证原水的质量符合纯水处理的要求。
接下来，原水经过预处理后，会进入到混凝沉淀池。
在混凝沉淀池中，添加混凝剂和絮凝剂，使得水中的悬浮物和胶体颗粒凝聚成较大的团聚体，便于后续的过滤和除菌处理。
然后，经过混凝沉淀的水会进入到过滤器中进行过滤处理。
过滤器通常采用砂滤器、活性炭过滤器等，可以有效地去除水中的悬浮物、胶体颗粒和有机物等杂质，提高水的透明度和净化度。
经过过滤处理后的水进入到反渗透系统进行膜分离处理。
反渗透系统是利用半透膜对水进行分离，将水中的离子、微生物等杂质截留在膜外，从而获得高纯度的水。
最后，经过反渗透系统处理后的水会进入到紫外线消毒器进行消毒处理。
紫外线消毒器利用紫外线的照射能力对水中的微生物进行杀灭，确保水的无菌性。
在整个纯水工艺流程中，需要严格控制各个环节的操作参数，包括混凝剂和絮凝剂的投加量、过滤器的运行压力、反渗透系统的截留率等，以保证最终得到高质量的纯水产品。
总的来说，纯水工艺流程是一个复杂而严谨的过程，需要各个环节的配合和控制。
只有严格按照工艺流程进行操作，并且对每个环节进行有效的监控和调整，才能够生产出符合要求的高纯度纯水产品。
纯化水制备的方案及流程
纯化水制备的方案及流程纯化水制备从上世纪80年代下半期开始使用反渗透（RO）法以来，经过二十多年的演变和发展，在制药生产企业和纯化水设备制造企业技术人员的努力下吸取国外先进的制水工艺，从单件、单台设备的制造、组装发展到目前使用的一套完整的纯化水制备流程，其可由五个部分组成：预处理（也称前处理装置）、初级除盐装置、深度除盐装置、后处理装置、纯化水输送分配系统。
1常见的纯化水制备流程1.1预处理装置作为原水的城市自来水虽然已经达到饮用水标准，但仍残留少量的悬浮颗粒，有机物和残余氯、钙、镁离子，为了把这些杂质除去需要对原水进行预处理。
在这一组功装置里常规的配置，由原水泵、精砂过滤器、活性炭过滤器和软化器组成。
1.1.1 原水泵把原水输送到预处理系统中是预处理装置流体移动的动力源。
1.1.2 精砂过滤器过滤介质为颗粒直径不等的石英砂，装填一定厚度依靠过滤方式除去水中的悬浮状态的颗粒物质，当滤材孔径被堵塞后，可用反冲办法进行清洗再生。
1.1.3 活性炭过滤器其是一组由多孔状的颗粒活性炭为滤材装填而成的过滤器，起吸附作用，能除去原水中的有机物、残氯等。
活性炭吸附容量大，比表面积高，可达500～2000m2/g，可把水中的有机物、游离的余氯、气味、色泽都可以除去。
1.1.4 软化装置常用的为钠离子软化器，原水中的硬度主要是由Ca++、Mg++组成。
软化器中的阳离子交换剂中的钠离子与水中的Ca++、Mg++进行交换取代使水质软化。
其交换原理如下：2RNa++Ca ++→R2Ca+2Na+2RNa++Mg++→R2Mg +2Na+当软化器中阳树脂的Na+完全被取代就会失去交换能力，在树脂失效后应对其再生处理，以便恢复交换能力，再生剂可以选用NaCl（氯化钠），其来源广泛，方便使用，价格便宜，效果良好。
再生原理如下：R2Ca+2Nacl→2RNa+CaCl2R2Mg+2Nacl→2RNa+MgCl2原水中的Ca++、Mg++离子容易形成水垢，使反渗透膜元件堵塞，影响水的通量。
纯化水的制备流程
纯化水的制备流程一、原水处理：2.对原水进行初步过滤，去除大颗粒、杂质和悬浮物。
二、预处理：1.确定预处理方法，以去除水中的固体和溶解性杂质。
2.预处理方法可以包括沉淀、絮凝、过滤、吸附、离子交换等。
3.根据水质情况选择相应的预处理设备，如沉淀池、絮凝槽、过滤器、吸附柱和离子交换柱等。
4.进行预处理，将水中的固体和杂质去除或减少到一定程度。
5.检测预处理后水样的水质，确保水质符合纯化要求。
三、纯化处理：1.选择合适的纯化处理方法。
2.常见的纯化处理方法包括蒸馏、反渗透和混床。
3.若选择蒸馏法，则需准备蒸馏设备，并将预处理后的水样加热，使其蒸发并冷凝得到纯净水。
4.若选择反渗透法，则需准备反渗透设备，并通过高压将水逆渗透过滤膜，去除大部分离子和溶解物质。
5.若选择混床法，则需准备混床设备，并将预处理后的水样通过阳离子交换柱和阴离子交换柱，去除离子和溶解性杂质。
6.根据纯化处理方法进行操作，将水中的杂质去除或减少到极低的水平。
7.检测纯化后水样的水质，确保水质符合纯化要求。
四、检测：1.选择合适的检测方法。
2.常见的检测方法包括pH值、电导率、溶解氧、浊度、总溶解固体、重金属离子、微生物和有机物等。
3.使用相应的仪器和试剂进行检测。
4.根据纯化水的使用要求，确定检测项目和标准。
5.进行检测，确保纯化水的水质符合要求。
以上就是纯化水的制备流程，包括原水处理、预处理、纯化处理和检测等环节。
每个环节都需根据实际情况选择相应的方法和设备，并进行必要的检测，以确保制得的纯化水的水质符合要求。
纯化水制备及贮存标准操作程序
安徽天洋药业有限公司1．目的：规范操作，保证纯化水符合药典规定的要求。
2．范围：纯化水制备岗位。
3．责任：岗位操作人员、质保员、车间主任。
4．程序4.1检查设备是否完好，各阀门是否在设定位置。
4.2了解当日产量。
4.3操作4.3.1检查原水压力是否正常（约为0.3MPa）。
4.3.2按“10m3/h二级反渗透系统标准操作程序”开启二级反渗透系统，并依次对整个系统进行检查：4.3.2.1原水箱：检查原水箱水位是否正常（50—240）。
4.3.2.2精砂过滤器4.3.2.2.1检查絮凝剂、杀菌剂计量泵是否正常工作。
4.3.2.2.1.1絮凝剂配方：碱式氯化铝（PAC）浓度：2%。
4.3.2.2.1.2杀菌剂配方：次氯酸钠浓度1%。
4.3.2.2.2检查原水泵工作是否正常。
4.3.2.2.3检查进入精砂过滤器原水流量、压力是否正常。
4.3.2.3活性炭过滤器：4.3.2.3.1检查还原剂计量泵工作是否正常。
还原剂配方：亚硫酸氢钠浓度：2%。
4.3.2.3.2检查活性炭过滤器进水压力是否正常。
4.3.2.3.3反渗透对余氯要求很高（小于0.1mg/L），为避免对反渗透膜造成危害，应对活性炭过滤器出水中的余氯进行监测：监测周期：新活性炭初期3个月检测一次，中期每个月检测一次，后期每天检测一次。
4.3个月对活性炭过滤器进行纯蒸汽消毒一次，消毒前需对活性炭进行反洗，使滤层松散后排尽余水，以便于消毒。
4.3.2.4反渗透系统：4.3.2.4.1检查阻垢剂计量泵是否正常工作，阻垢剂配方：六偏磷酸钠，水为1：2。
4.3.2.4.2检查3—10u精度剃度滤器上压力表压力是否正常。
4.3.2.4.3检查一级高压泵工作是否正常，检查一级进水压力、一级浓水压力是否正常。
安徽天洋药业有限公司4.3.2.4.4检查一级淡水压力流量、一级浓水流量、一级淡水电导率是否正常。
4.3.2.4.5检查中间水箱水位是否正常（40—158）。
纯水设备工作原理和系统原理
简单来说，纯水设备就是一种水处理过滤设备，可以生产出不添加任何化合物，过滤原水(物理方法)就能达到直饮水水质标准的设备。
纯水设备工作原理：水净化设备反渗透膜技术。
该方法的原理是通过对水施加一定压力，使水分子和离子矿物元素通过反渗透膜溶解在水中，其中大多数无机盐(包括重金属)、有机物、细菌、病毒等都无法通过反渗透膜，使得纯水和水无法穿过严格分离的浓缩水层；反渗透膜孔径只有0.0001微米，病毒直径一般在0.02-44微米，普通细菌直径0.4-1微米。
纯水设备系统工作原理：净化水系统一般是通过各种水处理工艺和水质监测系统来达到净化水的目的的设备。
天然水体中常见的杂质有可溶性无机物，有机物，微粒，微生物，可溶性气体等。
通常情况下，净水工艺可分为前处理(初级净化)、反渗透(纯水生产)、离子交换(超纯水生产)和末端处理(按特殊要求生产超纯水)四个步骤。
预处理因为预处理水将进一步通过反渗透净化，必须尽可能去除膜杂质的影响，包括大颗粒、残余氯和镁离子钙离子。
为了解决这一问题，设计了精密滤芯、活性炭吸附滤芯和软化树脂对水中大颗粒、残余氯和镁离子钙离子进行预处理。
反渗透高压泵用于压制高浓度溶液，使水分子被迫通过半渗透膜进入低浓度区域，反渗透法能过滤出90%-99%的污染物，包括无机离子，反渗透是净水系统中非常有效的技术。
离子交换即水中的正离子和水中的氢离子交换树脂、水中的负离子和水中的欧离子交换树脂，从而实现水的净化。
几乎所有的离子体物质都能从理论上通过离子交换去除。
出水率在25℃时可达18.2mω。
cm。
离子化树脂的质量与水份、树脂的交换效率直接决定了出水的质量。
终端处理按客户的特殊要求，我们生产超低浓度有机，无菌及非热源水。
根据不同的处理要求，可采用超滤法去除热源，双波长紫外氧化法去除水中的总有机碳（toc）细菌微滤。
纯水设备特点：1.透水量大，脱盐率高。
正常情况下≥98%2.对有机物，胶体、微粒、细菌、病毒、热源等有很高的截留去除作用。
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化验室的分析工作需要的水是有一定的要 求的，我们化验室用的水是DI水，即纯水。 天然的水中含有很多的杂质，一般来说， 水中离子性杂质多少的程度是：盐碱地水 >井水>自来水>河水>塘水>雨水。 有机污染程度是：塘水>河水>井水>泉水> 自来水。
水中的杂质含量越少，比电阻值越高。比 电阻值高的水源产纯水量较大。如比电阻 为1000Ώ.Cm的水源可产纯水250L，而比 电阻值为1800 Ώ.Cm的水源可产纯水400L， 所以制备纯水时，水源的选择十分重要。 纯水的制备：通常用蒸馏的方法和离子交 换方法来获得。
大家都烧过开水吧，在开水开了的时候， 我们把冒出来的热气用用东西冷却，收集 到的水就是蒸馏水。 对于实验要求高的，我们可以将一次蒸馏 得到的蒸馏水在进行一次蒸馏，多次蒸馏。 我们得到蒸馏水洁净读就高多了。 现在市场上的电热蒸馏水器用于化验室或 学校很方便，价格也很实惠。
实验室蒸馏水的简易装置
阴离子交换树脂上的OH-与水中的Cl-、 CO32-等离子进行交换。 RN(CH3)3OH + Cl交换 再生
RN(CH3)3Cl +OH-
OSP线纯水
纯水对OSP先的影响很大，所以OSP线对 纯水的要求很高。 纯水的PH值偏高，使膜厚偏高； 纯水的PH值偏低，使膜厚偏低。 OSP线纯水的管控范围： 进水PH值范围为6.0—8.0 前后槽的纯水范围为5.5---8.5
蒸馏水
制备： 将自然界的水经过蒸馏器蒸馏冷凝，就可 以得到蒸馏水， 例如酿酒一样，我们要得到好的酒，我们 就要蒸酒，把水分去掉。利用是水和酒精 的沸点不同进行蒸馏，我们就可以得到好 酒。 最简单的制备蒸馏水的方法。
阳离子交换树脂为钠型RSO3Na(聚苯乙烯 磺酸钠型）经过盐酸处理后，成为氢型 RSO3H
酸洗 RSO3H RSO3Na
。
阳离子交换树脂转成氢型后，树脂上的H+ 与水中的钠、镁、钙等阳离子进行交换； RSO3H + Na+
交换 再生
R—SO3Na + H+
阴离子交换为氯型RN(CH3)3Cl(季胺基型) 经稀NaOH处理，脂和 阴离子交换树脂。 离子交换树脂对于水中各种离子的交换能 力与离子的化合价及水合离子的半径有关， 阴离子还和他们相应酸的酸度有关。 阳离子交换树脂对水中常见金属阳离子的 交换顺序为： Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>Li+
阴离子交换的顺序： PO43->SO42->NO3->Cl->HCO32->HSiO3 离子交换树脂对离子的交换能力，我们用 全交换容量（总交换量）和工作交换量 （动态工作状态下的交换容量）来表示。 常用的离子交换树脂有： 717强碱型交换树脂，全交换容量>3m mol/g 工作交换容量为0.3—0.35m mol/g
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去离子水
定义： 利用离子交换树脂，将水中所含的杂质 （阴阳离子）除去后所得的纯水。 自然界的许多阴阳离子，如氯离子Cl-、硫 酸根离子SO42-、碳酸根离子CO32-、钙离 子Ca2+、镁离子Mg2+、亚铁离子Fe2+、铅 离子Pb2+、它们可以形成盐而溶解在水中。
以上杂质离子遇到离子交换树脂时，能被 离子交换树脂吸附，并和树脂上的H+或者 OH-交换，于是就变成了纯净水了。去离 子水后，水的电阻增大，我们常用其电阻 值来衡量去离子水的质量。 离子交换树脂 离子交换树脂是一种高分子化合物，有高 度的化学稳定性和机械稳定性，几乎不溶 于一切有机、无机溶液中。