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常見的超純水設(shè)備的純化方法有哪些
來源：indojob.cn 發(fā)布時(shí)間：2024/3/6 15:23:01
超純水設(shè)備就是一種可制得超純水，出水電阻高且不含任何雜質(zhì)設(shè)備。純化水設(shè)備用于各個(gè)領(lǐng)域，可是對它掌握了解的人卻不多，特別是它的純化方法，下面水處理設(shè)備廠家給大家介紹下一些常見的超純水設(shè)備純化方法，一起來了解下吧。
1、紫外線照射法
紫外線照射法已廣泛應(yīng)用在超純水設(shè)備上，低壓水銀燈所放射出來的254nm的紫外線是一種有效的殺菌方法，因?yàn)椴【械腄NA及蛋白會吸收紫外線而導(dǎo)致死亡。近期在UV燈制造技術(shù)方面的進(jìn)步，已可制造同時(shí)產(chǎn)生185nm和254nm波長的紫外燈管，這種光波長組合可利用光氧化有機(jī)物，接著這種特殊燈泡，將純水中的總有機(jī)碳濃度降低至5ppb以下。
2、反滲透法
反滲透(RO)法是可達(dá)到90%~99%雜質(zhì)去除率中經(jīng)濟(jì)的形式。RO膜的濾孔結(jié)構(gòu)較UF膜還要致密，RO膜可清除所有的顆粒、病菌以及含量超出300的有機(jī)物(包括熱原)。
當(dāng)二種不同濃度溶液，由一個(gè)半透膜隔開時(shí)，滲透現(xiàn)象會自然發(fā)生。滲透壓將壓力過半透膜，水將濃度較高的溶液稀釋，進(jìn)而導(dǎo)致濃度平衡。在超純水設(shè)備中，施加壓力于高濃度溶液中，以抗衡滲透壓。如此迫使得超純水由高濃度液體依據(jù)RO膜并可加以收集。由于RO膜致密度很高，因此，產(chǎn)出的水流很慢，需經(jīng)過相當(dāng)?shù)臅r(shí)間，貯水箱內(nèi)才能有足夠的水量。
RO膜可執(zhí)行離子清除，促進(jìn)只有水可依據(jù)RO膜，其他所有的離子及溶解的分子都被截留，再加以清除(包括酸鹽和糖)。RO膜以電荷體現(xiàn)將離子清除，帶電荷愈大，清除性愈高，因此RO膜幾乎可清除所有的(99%)強(qiáng)離子性的高價(jià)離子，但是，對于弱離子性的價(jià)錢離子(如鈉離子)的效果只有95%。不同的進(jìn)水務(wù)必不同種類的RO膜，RO膜包括由乙酸纖維酯制成，或者以聚硫胺與聚砜基質(zhì)的混合層析聚合物。如果以源水水質(zhì)及產(chǎn)水水質(zhì)為基礎(chǔ)，經(jīng)過適當(dāng)設(shè)計(jì)后，RO是把自來水提純的有效方法。RO同時(shí)又是試劑級超純水系統(tǒng)前處理方法。
3、超濾法
微孔薄膜是依其直徑大小來清除顆粒，而超濾(UF)薄膜則是一個(gè)分子篩，它以規(guī)格為基礎(chǔ)，讓溶液依據(jù)極細(xì)微的濾膜，以達(dá)到分離溶液中不同尺寸分子的效果。超濾膜是一種堅(jiān)毅、薄、具有選擇性的通透膜，可截留大部分某種特定規(guī)格以上分子，包括：膠質(zhì)、微生物和熱原。較小的分子，例如：水與離子，都可依據(jù)濾膜。因此，超濾法可將截留液中的大分子加以萃取。但是，仍有些大分子會滲水至濾過液中。
4、微孔過濾法
微孔過濾法包括三種類型：深層過濾(depth)、篩網(wǎng)過濾(screen)及表面過濾(surface)。深層濾膜應(yīng)以編織纖維或縮小材料制成的基質(zhì)，運(yùn)用隨機(jī)性吸附或是捕捉方式來滯留顆粒。篩網(wǎng)濾膜基本上是具有一致性的結(jié)構(gòu)，如同骰 子一般，將超過直徑顆粒，都滯留在表面上(這種濾膜的直徑規(guī)格是非常準(zhǔn)的)，而表面過濾乃是多層結(jié)構(gòu)，當(dāng)溶液依據(jù)濾膜時(shí)，較濾膜內(nèi)部孔隙大的顆粒將被滯留下來，并關(guān)鍵堆積在濾膜表層。
由于以上三種濾膜的作用不同，因此對濾膜之間的分辨尤為重要。由于深層過濾是一種比較經(jīng)濟(jì)的方式，可清除98%以上懸浮固體，同時(shí)維護(hù)下游的提純模塊不會破壞或堵塞，因此一般被作為預(yù)過濾處理。表面過濾可清除99.99%以上懸浮固體，因此也可作為預(yù)過濾處理或澄清用。微孔薄膜(篩網(wǎng)濾膜)一般被置于超純水設(shè)備中的運(yùn)用點(diǎn)，以清除殘余的少量樹脂碎片、碳屑、膠質(zhì)顆粒和微生物。例如：0.22m微孔濾膜，其可濾過所有的病菌，通常用于將靜脈注射用的液體、血清及抗生素進(jìn)行除菌用。
5、活性炭吸附法
有機(jī)物可能是陽離子、陰離子或非離子性的物質(zhì)，離子交換樹脂可清除源水里一些可溶性的有機(jī)物和有機(jī)堿(陰離子和陽離子)，但有些非離子性的有機(jī)物卻能被樹脂包覆，這過程稱為樹脂的污染阻塞情況，不但會降低樹脂的壽命，而且降低其互換能力。為保護(hù)離子交換樹脂，可將活性碳過濾器安裝在離子交換樹脂之前，以去除非離子性的有機(jī)物。
活性炭的吸附流程是運(yùn)用活性碳過濾器的孔隙尺寸及有機(jī)物依據(jù)孔隙時(shí)的滲透率來完成的。吸附率和有機(jī)物含量及其分子大小有關(guān)，一些顆?；钚蕴驾^能有效的清除氯胺?；钚蕴家材芮宄锏碾S便氯，以保證超純水設(shè)備內(nèi)其他對氧化劑敏感提純模塊。活性碳通常與其他的處理方式組合應(yīng)用。在規(guī)劃超純水系統(tǒng)時(shí)，活性碳與其他相關(guān)提純單位的相關(guān)配置，是一項(xiàng)非常重要的項(xiàng)目。
6、離子交換法
離子交換法應(yīng)以球型樹脂(離子交換樹脂)過濾源水，水里的離子會與固定在樹脂上的離子互換。常見的兩種離子互換方法分別是硬水軟化和去離子法。硬水軟化主要是用在反滲透(RO)處理之前，先將水質(zhì)硬度降低的一種前處理過程。變軟機(jī)里面的球型樹脂，以2個(gè)鈉離子互換一個(gè)鈣離子或鎂離子的方式來軟化水質(zhì)。
離子交換樹脂運(yùn)用氫離子互換陽離子，而以氫氧根離子互換陰離子，以包含磺酸根的丁二烯和二乙烯苯制成的陽離子交換樹脂便以氫離子互換碰到的各種陽離子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同樣的，以包含季銨鹽的丁二烯制成的陰離子交換樹脂便以氫氧根離子互換碰到的各種陰離子(如Cl-)。從陽離子交換樹脂釋放的氫離子與從陰離子交換樹脂釋放的氫氧根離子相結(jié)合后生成純水。
陰陽離子交換樹脂可被各自包裝在各個(gè)離子互換床中，分成所謂的陰離子互換床和陽離子互換床。還可以將陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂混在一起，置于同一個(gè)離子互換床中。不論是那一種方法，當(dāng)樹脂和水里帶電荷的雜質(zhì)互換完樹脂上的氫離子及(或)氫氧根離子，就必須進(jìn)行再生。再生的程序恰與提純程序相反，運(yùn)用氫離子及氫氧根離子進(jìn)行再生，互換粘到離子交換樹脂上的雜質(zhì)。
若將離子交換法與其他純化水設(shè)備提純水質(zhì)方法(例如反滲透法、過濾法和活性炭吸附法)組合應(yīng)用時(shí)，則離子交換法在整個(gè)超純水設(shè)備中，將扮演非常重要的一個(gè)部分。離子交換法能有效的清除離子，卻無法有效的去除大部分的有機(jī)物或微生物。而微生物可粘到樹脂上，并以樹脂作為培養(yǎng)液，促進(jìn)微生物可快速生長并產(chǎn)生熱原。因此，需配合其他的提純方法設(shè)計(jì)應(yīng)用。
1、紫外線照射法
紫外線照射法已廣泛應(yīng)用在超純水設(shè)備上，低壓水銀燈所放射出來的254nm的紫外線是一種有效的殺菌方法，因?yàn)椴【械腄NA及蛋白會吸收紫外線而導(dǎo)致死亡。近期在UV燈制造技術(shù)方面的進(jìn)步，已可制造同時(shí)產(chǎn)生185nm和254nm波長的紫外燈管，這種光波長組合可利用光氧化有機(jī)物，接著這種特殊燈泡，將純水中的總有機(jī)碳濃度降低至5ppb以下。
2、反滲透法
反滲透(RO)法是可達(dá)到90%~99%雜質(zhì)去除率中經(jīng)濟(jì)的形式。RO膜的濾孔結(jié)構(gòu)較UF膜還要致密，RO膜可清除所有的顆粒、病菌以及含量超出300的有機(jī)物(包括熱原)。
當(dāng)二種不同濃度溶液，由一個(gè)半透膜隔開時(shí)，滲透現(xiàn)象會自然發(fā)生。滲透壓將壓力過半透膜，水將濃度較高的溶液稀釋，進(jìn)而導(dǎo)致濃度平衡。在超純水設(shè)備中，施加壓力于高濃度溶液中，以抗衡滲透壓。如此迫使得超純水由高濃度液體依據(jù)RO膜并可加以收集。由于RO膜致密度很高，因此，產(chǎn)出的水流很慢，需經(jīng)過相當(dāng)?shù)臅r(shí)間，貯水箱內(nèi)才能有足夠的水量。
RO膜可執(zhí)行離子清除，促進(jìn)只有水可依據(jù)RO膜，其他所有的離子及溶解的分子都被截留，再加以清除(包括酸鹽和糖)。RO膜以電荷體現(xiàn)將離子清除，帶電荷愈大，清除性愈高，因此RO膜幾乎可清除所有的(99%)強(qiáng)離子性的高價(jià)離子，但是，對于弱離子性的價(jià)錢離子(如鈉離子)的效果只有95%。不同的進(jìn)水務(wù)必不同種類的RO膜，RO膜包括由乙酸纖維酯制成，或者以聚硫胺與聚砜基質(zhì)的混合層析聚合物。如果以源水水質(zhì)及產(chǎn)水水質(zhì)為基礎(chǔ)，經(jīng)過適當(dāng)設(shè)計(jì)后，RO是把自來水提純的有效方法。RO同時(shí)又是試劑級超純水系統(tǒng)前處理方法。
微孔薄膜是依其直徑大小來清除顆粒，而超濾(UF)薄膜則是一個(gè)分子篩，它以規(guī)格為基礎(chǔ)，讓溶液依據(jù)極細(xì)微的濾膜，以達(dá)到分離溶液中不同尺寸分子的效果。超濾膜是一種堅(jiān)毅、薄、具有選擇性的通透膜，可截留大部分某種特定規(guī)格以上分子，包括：膠質(zhì)、微生物和熱原。較小的分子，例如：水與離子，都可依據(jù)濾膜。因此，超濾法可將截留液中的大分子加以萃取。但是，仍有些大分子會滲水至濾過液中。
4、微孔過濾法
微孔過濾法包括三種類型：深層過濾(depth)、篩網(wǎng)過濾(screen)及表面過濾(surface)。深層濾膜應(yīng)以編織纖維或縮小材料制成的基質(zhì)，運(yùn)用隨機(jī)性吸附或是捕捉方式來滯留顆粒。篩網(wǎng)濾膜基本上是具有一致性的結(jié)構(gòu)，如同骰 子一般，將超過直徑顆粒，都滯留在表面上(這種濾膜的直徑規(guī)格是非常準(zhǔn)的)，而表面過濾乃是多層結(jié)構(gòu)，當(dāng)溶液依據(jù)濾膜時(shí)，較濾膜內(nèi)部孔隙大的顆粒將被滯留下來，并關(guān)鍵堆積在濾膜表層。
由于以上三種濾膜的作用不同，因此對濾膜之間的分辨尤為重要。由于深層過濾是一種比較經(jīng)濟(jì)的方式，可清除98%以上懸浮固體，同時(shí)維護(hù)下游的提純模塊不會破壞或堵塞，因此一般被作為預(yù)過濾處理。表面過濾可清除99.99%以上懸浮固體，因此也可作為預(yù)過濾處理或澄清用。微孔薄膜(篩網(wǎng)濾膜)一般被置于超純水設(shè)備中的運(yùn)用點(diǎn)，以清除殘余的少量樹脂碎片、碳屑、膠質(zhì)顆粒和微生物。例如：0.22m微孔濾膜，其可濾過所有的病菌，通常用于將靜脈注射用的液體、血清及抗生素進(jìn)行除菌用。
5、活性炭吸附法
有機(jī)物可能是陽離子、陰離子或非離子性的物質(zhì)，離子交換樹脂可清除源水里一些可溶性的有機(jī)物和有機(jī)堿(陰離子和陽離子)，但有些非離子性的有機(jī)物卻能被樹脂包覆，這過程稱為樹脂的污染阻塞情況，不但會降低樹脂的壽命，而且降低其互換能力。為保護(hù)離子交換樹脂，可將活性碳過濾器安裝在離子交換樹脂之前，以去除非離子性的有機(jī)物。
活性炭的吸附流程是運(yùn)用活性碳過濾器的孔隙尺寸及有機(jī)物依據(jù)孔隙時(shí)的滲透率來完成的。吸附率和有機(jī)物含量及其分子大小有關(guān)，一些顆?；钚蕴驾^能有效的清除氯胺?；钚蕴家材芮宄锏碾S便氯，以保證超純水設(shè)備內(nèi)其他對氧化劑敏感提純模塊。活性碳通常與其他的處理方式組合應(yīng)用。在規(guī)劃超純水系統(tǒng)時(shí)，活性碳與其他相關(guān)提純單位的相關(guān)配置，是一項(xiàng)非常重要的項(xiàng)目。
6、離子交換法
離子交換法應(yīng)以球型樹脂(離子交換樹脂)過濾源水，水里的離子會與固定在樹脂上的離子互換。常見的兩種離子互換方法分別是硬水軟化和去離子法。硬水軟化主要是用在反滲透(RO)處理之前，先將水質(zhì)硬度降低的一種前處理過程。變軟機(jī)里面的球型樹脂，以2個(gè)鈉離子互換一個(gè)鈣離子或鎂離子的方式來軟化水質(zhì)。
離子交換樹脂運(yùn)用氫離子互換陽離子，而以氫氧根離子互換陰離子，以包含磺酸根的丁二烯和二乙烯苯制成的陽離子交換樹脂便以氫離子互換碰到的各種陽離子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。同樣的，以包含季銨鹽的丁二烯制成的陰離子交換樹脂便以氫氧根離子互換碰到的各種陰離子(如Cl-)。從陽離子交換樹脂釋放的氫離子與從陰離子交換樹脂釋放的氫氧根離子相結(jié)合后生成純水。
陰陽離子交換樹脂可被各自包裝在各個(gè)離子互換床中，分成所謂的陰離子互換床和陽離子互換床。還可以將陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂混在一起，置于同一個(gè)離子互換床中。不論是那一種方法，當(dāng)樹脂和水里帶電荷的雜質(zhì)互換完樹脂上的氫離子及(或)氫氧根離子，就必須進(jìn)行再生。再生的程序恰與提純程序相反，運(yùn)用氫離子及氫氧根離子進(jìn)行再生，互換粘到離子交換樹脂上的雜質(zhì)。
若將離子交換法與其他純化水設(shè)備提純水質(zhì)方法(例如反滲透法、過濾法和活性炭吸附法)組合應(yīng)用時(shí)，則離子交換法在整個(gè)超純水設(shè)備中，將扮演非常重要的一個(gè)部分。離子交換法能有效的清除離子，卻無法有效的去除大部分的有機(jī)物或微生物。而微生物可粘到樹脂上，并以樹脂作為培養(yǎng)液，促進(jìn)微生物可快速生長并產(chǎn)生熱原。因此，需配合其他的提純方法設(shè)計(jì)應(yīng)用。
