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什么是工业纯水设备?
what is industrial pure water工业纯水设备是现代工业生产中不可或缺的重要设备,它的组成和主要用途都是围绕着一个核心目标:为工业生产提供高质量、高纯度的纯水。工业纯水设备广泛应用于医药、食品、电子、化工、精密机械、热处理等多个行业。此外,在化工、精密机械和热处理等行业中,工业纯水设备也发挥着不可替代的作用。
科普一
纯水是如何制取的呢?
我们先了解制取的“纯水”是什么在医药行业中,纯水用于药品生产、制剂制备和实验室分析等环节。在食品行业中,纯水用于食品生产、饮料加工和食品检验等领域。在电子行业中,纯水则用于半导体制造、电子元器件生产和电路板清洗等工艺。按照纯度级别高低顺序是:超纯水、去离子水、双蒸水(ddH2O)、纯水(RO水)、蒸馏水;而在工业用水中主要会用到的就是超纯水和去离子水。
01
去离子水在国际标准化组织ISO/TC147规定的“去离子”定义为:“去离子水完全或不完全地去除离子物质。”通俗来说去离子水指的是没有任何离子和几乎没有电荷的水。这种状态通常是通过使用带电树脂来实现的,由此产生的去离子水是高度反应性的,这一特性意味着任何接触空气都会引起反应,改变其特性。去离子水的PH值为7,是完全中性的,此属性是非常宝贵的,特别是对于半导体行业、制药公司而言。由于常用的自来水中会残留微量钙、镁、铝等离子,会产生一些不必要的反应,为确保我们得到所需要的成分,故因需要对水中的离子进行处理。在半导体行业中,去离子水被称为“超纯水”或是“18兆欧水”。
02
超纯水超纯水又称UPW水,超纯水指对离子去除的程度较高,通常指电阻率达到18MΩ·cm的水;超纯水既将水中的导电介质几乎完全去除,又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水。其主要应用在生物、化学化工、冶金、宇航、电力等领域电阻率大于18MΩ·cm,或接近18MΩ·cm极限值。超纯水是美国科技界为了研制超纯材料(半导体原件材料、纳米精细陶瓷材料等)应用蒸馏、去离子化、反渗透技术或其它适当的超临界精细技术生产出来的水,这种水中除了水分子(H2O)外,几乎没有什么杂质,更没有细菌、病毒、氯、二噁英等有机物,当然也没有人体所需的矿物质微量元素,一般不可直接饮用。
超纯水和去离子水意思一样,两种说法都是指纯水,制备工艺也大体相同。去离子水指除去了呈离子形式杂质后的纯水,杂质去得越彻底,水质也就越纯净。各方法做出来的水的纯度都会随着重复次数的增加而提高。纯化任务要考虑的是原混合物的具体情况,选择有针对性的纯化方法。所以,要比较的话,必须指明从什么水开始,经过几次蒸馏或几级渗透膜。纯化不是向水中添加指定的物质,而是从水中除去指定的物质,所以成分有什么不一样,也跟用什么水去纯化有关,用池塘水和自来水的结果当然就不一样。
所以根据水质要求的不同,我们的制备工艺也会有差异。
科普二
纯化制备工艺大体为反渗透技术
反渗透工作原理:渗透是一种物理现象,当两种含有不同盐类浓度的溶液用一张半透膜隔开时会发现,含盐量少的一边的溶剂会自发地向含盐量高的一侧流动,这个过程叫做渗透。渗透直到两侧的液位差(即压力差)达到一个定值时,渗透停止,此时的压力差叫渗透压。渗透压只与溶液的种类、盐浓度和温度有关,而与半透膜无关。一般说来,盐浓度越高,渗透压越高。渗透平衡时,如果在浓溶液侧施加一个压力,那么浓溶液侧会在压力作用下向淡溶液侧渗透, 这个渗透由于与自然渗透方向相反,故叫反渗透。
其余的工艺流程大都是在以下这三种基本工艺流程的基础上进行不同组合搭配衍生而来。
01
采用离子交换方式
自来水→电动阀→多介质过滤器→活性炭过滤器→软化水器→中间水箱→低压泵→精密过滤器→阳树脂床→阴树脂床→阴阳树脂混合床→微孔过滤器→用水点;其优点在于初次投资少,占用的地方少,但缺点就是需要经常进行离子再生,耗费大量酸碱,而且对环境有一定的破坏。
02
采用两级反渗透方式
自来水→电动阀→多介质过滤器→活性炭过滤器→软化水器→中间水箱→低压泵→精密过滤器→一级反渗透主机→pH调节→混合器→二级反渗透主机(反渗透膜表面带正电荷)→纯水箱→纯水泵→阴阳树脂混合床→微孔过滤器→用水点;其特点为初次投资比采用离子交换树脂方式要稍高,但离子再生周期相对要长,耗费酸碱比单纯采用离子树脂的方式要少,较为经济。
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采用高效反渗透加EDI方式
自来水→电动阀→多介质过滤器→活性炭过滤器→软化水器→中间水箱→低压泵→pH值调节系统→高效混合器→精密过滤器→高效反渗透→中间水箱→EDI水泵→EDI系统→微孔过滤器→用水点;目前制取超纯水最先进、环保的工艺,不需要用酸碱进行再生便可连续制取超纯水,对环境几乎没有破坏性。其缺点在于初次投资相对以上两种方式过于昂贵。
工业纯水设备通过其复杂的组成和先进的技术,为工业生产提供了高质量、高纯度的纯水,随着科技的不断进步和工业生产需求的不断提高,设备和管道清洁度、材质选择要求越来越高,对纯水设备的稳定性越来越高。纯水系统的杂质控制越来越有广度,设备和管道材质要求越来越有高度,安全运行越来越有稳度,而且更注重水资源高效利用,节水技术越来越有深度。