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。對于含有酸性或堿性官能團的有機污染物,離子交換樹脂可以通過離子交換反應將其去除。例如,帶有羧基(-COOH)的有機酸可以與陽離子交換樹脂上的氫離子(H?)進行交換,從而被樹脂吸附;帶有氨基(-NH?)的有機堿可以與陰離子交換樹脂上的氫氧根離子(OH?)進行交換而被吸附。應用:在超純水制備的離子交換步驟中,除了去除水中的無機離子外,也可以對部分有機污染物起到一定的去除作用。不過,離子交換樹脂主要針對的是含有特定官能團的有機污染物,對于非離子型或中性的有機物去除效果有限。而且,樹脂在吸附一定量的有機污染物后,需要進行再生或更換。超純水在橡膠工業中用于特殊配方的調配。廣西超純水涂料
例如在電子工業的半導體制造領域,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到 18.2 MΩ?cm。這是因為芯片制造工藝對水中離子雜質極為敏感,即使微量的離子存在也可能導致芯片性能下降或出現故障。而在一些對水質要求稍低的行業,如一般的化學分析實驗室,超純水電阻率達到 10 - 18 MΩ?cm 左右也可能滿足基本的實驗需求。對于超純水的微生物含量,通常要求每毫升水中的細菌菌落數(CFU/mL)低于 10 甚至更低。在一些對微生物極其敏感的領域,如制藥行業的注射劑生產和生命科學研究中的細胞培養實驗,超純水的微生物標準要求更加嚴格,要求達到無菌狀態,即每毫升水中的細菌菌落數幾乎為零。廣西超純水涂料電感耦合等離子體質譜分析依賴超純水減少干擾。
分析化學行業 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相和樣品稀釋。如果水中含有雜質,可能會在色譜柱中產生峰的拖尾或鬼峰現象,影響分析結果的準確性。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果的可靠性。在 AAS 中,超純水用于配制標準溶液和樣品溶液,避免水中的金屬離子對目標金屬元素檢測的影響,從而實現對極低濃度金屬元素的精確測定。
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,循環清洗 30 - 60 分鐘。循環過程中,監測清洗液的溫度,控制在 25℃ - 35℃,可通過在清洗水箱中設置加熱或冷卻裝置來調節溫度。循環結束后,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鹽垢充分反應。浸泡結束后,開啟濃水排放閥和產水排放閥,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,按照環保要求處理廢液。用清水對膜組件進行沖洗,沖洗時間不少于 30 分鐘,直至沖洗水的 pH 值接近中性(pH 值為 6 - 8),監測沖洗水的電導率,當電導率低于 50μS/cm 時可認為沖洗基本合格。脫鹽率:脫鹽率是衡量反滲透膜性能的關鍵指標。清洗后,脫鹽率應明顯提高并穩定在合理范圍內。一般來說,清洗后的脫鹽率應恢復到初始脫鹽率的 95% 以上。例如,初始脫鹽率為 98%,清洗后脫鹽率應至少達到 93.1%(98%×95%)。可以通過檢測產水和進水的電導率來計算脫鹽率,計算公式為:脫鹽率 =(1 - 產水電導率 / 進水電導率)×100%。超純水在光伏產業中用于硅片清洗與電池液配制。
從環境角度來看,超純水的制備并非毫無代價。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需要消耗石油等原材料,并且在運行過程中,需要高壓泵提供動力,這意味著大量的電力消耗。此外,為了保證超純水的質量,還需要定期更換濾芯、樹脂等耗材,這些都會產生一定的廢棄物。如果處理不當,可能會對環境造成負面影響。然而,隨著科技的不斷進步,一些新型的節能制備技術正在研發和推廣,例如利用太陽能驅動的超純水制備系統,旨在降低其對傳統能源的依賴,減少對環境的壓力,使超純水的生產更加綠色可持續。混床離子交換可深度凈化超純水,達到高純度要求。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物與膠體。廣西超純水涂料
膜性能測試,清洗完成后,重新啟動反滲透系統,在正常運行條件下(進水壓力、溫度、流量等參數穩定),連續運行 2 - 4 小時,每隔 30 分鐘采集一次產水水樣,檢測產水的電導率、pH 值、總有機碳(TOC)含量等指標,計算脫鹽率,與清洗前的膜性能數據進行對比。例如,若清洗前脫鹽率為 97%,清洗后脫鹽率應恢復至 96% 以上,且產水水質其他指標也應接近或優于清洗前水平。同時觀察系統的運行壓力,包括進水壓力、產水壓力和濃水壓力,正常情況下,清洗后的運行壓力應有所降低,如清洗前進水壓力為 1.5MPa,清洗后應降至 1.3MPa 以下,且各段壓力差應保持在合理范圍內。產水量:清洗前后對比產水量是很直觀的方法之一。如果清洗徹底,產水量應恢復到接近或達到膜元件初始性能水平。在相同的操作壓力、溫度和進水水質條件下,清洗后的產水量與清洗前相比,偏差應在 ±10% 以內。例如,清洗前產水量為每小時 50 立方米,清洗后產水量應在 45 - 55 立方米每小時的范圍內。廣西超純水涂料