原理:離子交換樹脂分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。對(duì)于含有酸性或堿性官能團(tuán)的有機(jī)污染物,離子交換樹脂可以通過離子交換反應(yīng)將其去除。例如,帶有羧基(-COOH)的有機(jī)酸可以與陽離子交換樹脂上的氫離子(H?)進(jìn)行交換,從而被樹脂吸附;帶有氨基(-NH?)的有機(jī)堿可以與陰離子交換樹脂上的氫氧根離子(OH?)進(jìn)行交換而被吸附。應(yīng)用:在超純水制備的離子交換步驟中,除了去除水中的無機(jī)離子外,也可以對(duì)部分有機(jī)污染物起到一定的去除作用。不過,離子交換樹脂主要針對(duì)的是含有特定官能團(tuán)的有機(jī)污染物,對(duì)于非離子型或中性的有機(jī)物去除效果有限。而且,樹脂在吸附一定量的有機(jī)污染物后,需要進(jìn)行再生或更換。超純水在橡膠工業(yè)中用于特殊配方的調(diào)配。廣西超純水涂料
例如在電子工業(yè)的半導(dǎo)體制造領(lǐng)域,特別是高精度芯片制造過程中,通常要求超純水的電阻率接近或達(dá)到 18.2 MΩ?cm。這是因?yàn)樾酒圃旃に噷?duì)水中離子雜質(zhì)極為敏感,即使微量的離子存在也可能導(dǎo)致芯片性能下降或出現(xiàn)故障。而在一些對(duì)水質(zhì)要求稍低的行業(yè),如一般的化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室,超純水電阻率達(dá)到 10 - 18 MΩ?cm 左右也可能滿足基本的實(shí)驗(yàn)需求。對(duì)于超純水的微生物含量,通常要求每毫升水中的細(xì)菌菌落數(shù)(CFU/mL)低于 10 甚至更低。在一些對(duì)微生物極其敏感的領(lǐng)域,如制藥行業(yè)的注射劑生產(chǎn)和生命科學(xué)研究中的細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),超純水的微生物標(biāo)準(zhǔn)要求更加嚴(yán)格,要求達(dá)到無菌狀態(tài),即每毫升水中的細(xì)菌菌落數(shù)幾乎為零。廣西超純水涂料電感耦合等離子體質(zhì)譜分析依賴超純水減少干擾。
分析化學(xué)行業(yè) 超純水是許多高精度分析儀器的必備用水,如高效液相色譜儀(HPLC)、氣相色譜儀(GC)、原子吸收光譜儀(AAS)等。在 HPLC 中,超純水用于配制流動(dòng)相和樣品稀釋。如果水中含有雜質(zhì),可能會(huì)在色譜柱中產(chǎn)生峰的拖尾或鬼峰現(xiàn)象,影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。在 GC 中,超純水用于制備樣品提取物和清洗儀器部件。其高純度可以保證儀器的良好性能和分析結(jié)果的可靠性。在 AAS 中,超純水用于配制標(biāo)準(zhǔn)溶液和樣品溶液,避免水中的金屬離子對(duì)目標(biāo)金屬元素檢測(cè)的影響,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)極低濃度金屬元素的精確測(cè)定。
酸性清洗,將配置好的酸性清洗液(如檸檬酸溶液)通過清洗泵打入反滲透膜組件,循環(huán)清洗 30 - 60 分鐘。循環(huán)過程中,監(jiān)測(cè)清洗液的溫度,控制在 25℃ - 35℃,可通過在清洗水箱中設(shè)置加熱或冷卻裝置來調(diào)節(jié)溫度。循環(huán)結(jié)束后,讓膜組件在酸性清洗液中浸泡 15 - 30 分鐘,使清洗液與膜表面的無機(jī)鹽垢充分反應(yīng)。浸泡結(jié)束后,開啟濃水排放閥和產(chǎn)水排放閥,將酸性清洗液排放至專門的廢液收集容器中,排放過程中要注意防止清洗液飛濺和泄漏,按照環(huán)保要求處理廢液。用清水對(duì)膜組件進(jìn)行沖洗,沖洗時(shí)間不少于 30 分鐘,直至沖洗水的 pH 值接近中性(pH 值為 6 - 8),監(jiān)測(cè)沖洗水的電導(dǎo)率,當(dāng)電導(dǎo)率低于 50μS/cm 時(shí)可認(rèn)為沖洗基本合格。脫鹽率:脫鹽率是衡量反滲透膜性能的關(guān)鍵指標(biāo)。清洗后,脫鹽率應(yīng)明顯提高并穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)。一般來說,清洗后的脫鹽率應(yīng)恢復(fù)到初始脫鹽率的 95% 以上。例如,初始脫鹽率為 98%,清洗后脫鹽率應(yīng)至少達(dá)到 93.1%(98%×95%)??梢酝ㄟ^檢測(cè)產(chǎn)水和進(jìn)水的電導(dǎo)率來計(jì)算脫鹽率,計(jì)算公式為:脫鹽率 =(1 - 產(chǎn)水電導(dǎo)率 / 進(jìn)水電導(dǎo)率)×100%。超純水在光伏產(chǎn)業(yè)中用于硅片清洗與電池液配制。
從環(huán)境角度來看,超純水的制備并非毫無代價(jià)。雖然它本身純凈無污染,但制備過程往往需要消耗大量的能源和資源。反滲透膜等重要組件的生產(chǎn)需要消耗石油等原材料,并且在運(yùn)行過程中,需要高壓泵提供動(dòng)力,這意味著大量的電力消耗。此外,為了保證超純水的質(zhì)量,還需要定期更換濾芯、樹脂等耗材,這些都會(huì)產(chǎn)生一定的廢棄物。如果處理不當(dāng),可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響。然而,隨著科技的不斷進(jìn)步,一些新型的節(jié)能制備技術(shù)正在研發(fā)和推廣,例如利用太陽能驅(qū)動(dòng)的超純水制備系統(tǒng),旨在降低其對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴,減少對(duì)環(huán)境的壓力,使超純水的生產(chǎn)更加綠色可持續(xù)?;齑搽x子交換可深度凈化超純水,達(dá)到高純度要求。廣西超純水涂料
超濾工藝可有效去除超純水中大分子有機(jī)物與膠體。廣西超純水涂料
膜性能測(cè)試,清洗完成后,重新啟動(dòng)反滲透系統(tǒng),在正常運(yùn)行條件下(進(jìn)水壓力、溫度、流量等參數(shù)穩(wěn)定),連續(xù)運(yùn)行 2 - 4 小時(shí),每隔 30 分鐘采集一次產(chǎn)水水樣,檢測(cè)產(chǎn)水的電導(dǎo)率、pH 值、總有機(jī)碳(TOC)含量等指標(biāo),計(jì)算脫鹽率,與清洗前的膜性能數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。例如,若清洗前脫鹽率為 97%,清洗后脫鹽率應(yīng)恢復(fù)至 96% 以上,且產(chǎn)水水質(zhì)其他指標(biāo)也應(yīng)接近或優(yōu)于清洗前水平。同時(shí)觀察系統(tǒng)的運(yùn)行壓力,包括進(jìn)水壓力、產(chǎn)水壓力和濃水壓力,正常情況下,清洗后的運(yùn)行壓力應(yīng)有所降低,如清洗前進(jìn)水壓力為 1.5MPa,清洗后應(yīng)降至 1.3MPa 以下,且各段壓力差應(yīng)保持在合理范圍內(nèi)。產(chǎn)水量:清洗前后對(duì)比產(chǎn)水量是很直觀的方法之一。如果清洗徹底,產(chǎn)水量應(yīng)恢復(fù)到接近或達(dá)到膜元件初始性能水平。在相同的操作壓力、溫度和進(jìn)水水質(zhì)條件下,清洗后的產(chǎn)水量與清洗前相比,偏差應(yīng)在 ±10% 以內(nèi)。例如,清洗前產(chǎn)水量為每小時(shí) 50 立方米,清洗后產(chǎn)水量應(yīng)在 45 - 55 立方米每小時(shí)的范圍內(nèi)。廣西超純水涂料