去离子(DI) / 离子交换
此过程使用离子交换树脂从水(通常是 RO 水)中去除离子。在水通过离子交换树脂时,水中的离子通过一系列化学反应从被去除。最终,所有离子都被氢离子和羟基离子所取代,它们重新结合形成1-15MΩ.cm的纯水。
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实验室II纯水应用:
离子交换技术:去除水中溶解的无机离子
去除离子(DI)技术的工作原理
去除离子是一个化学过程,它使用专门制造的离子交换脂,将水中的阴阳离子分别和树脂上的氢离子和氢氧根离子置换,置换出来的氢离子和氢氧根离子则重新组合形成水。去离子水通常去除水中的离子,如钠、钙、铁和铜的阳离子,以及氯化物和硫酸盐等阴离子。
实验室纯水系统上去离子柱含有抛弃型的混合离子交换脂。离子交换树脂床由微小的球形树脂组成,水流过树脂,水中的阴阳离子会与树脂上氢离子和羟基离子来交换,从而发挥去除离子功能。使用一段时间后,离子交换树脂柱将需要更换。
电去离子(EDI)技术的工作原理
RO/EDI 系统具有 EDI 模块,替代了的离子交换脂组成去离子纯水柱。通过对产水的微生物含量分析,表明由于两个水室之间的pH变化大以及水与树脂和电极的直接接触,细菌的繁殖得到很好的控制。此外,中性的pH对SiO2(二氧化硅)和二氧化碳(二氧化碳)的分离有积极作用。同时我们还看到,由于水中的电极使整个模块内部不适合细菌生存,这也是产水细菌数量显著减少的原因之一。
EDI的技术特点是持续运行
EDI 技术旨在模块不断再生,无需任何酸或碱。这项技术是在制备纯化水过程中减少成本的方法,并且由于所需消耗品较少而使环境受益。RO 膜和 EDI 模块的组合提供最少的停机时间,这意味着您的用水过程也减少中断。
去离子树脂床或柱床由阳离子交换树脂和阴离子交换树脂制成,它们要么在单独的柱子中,要么混装在一起。不同的技术被称为平行电流、逆流床和混合床。大多数商用树脂由polystyrene sulfonate制成,聚合后引入对质离子交换点。阳离子交换介质使用硫酸组来交换氢离子,以交换它们遇到的任何离子(例如,Naé,Ca+,Al+),阴离子离子交换树脂使用四元氨基组,如polyAPTAC来交换羟基的任何离子(如Cl-,NO3-,SO4+)。交换出来的氢离子与氢氧根离子重新结合成水
一旦树脂上的所有离子交换点都被水中的污染物置换,树脂就会耗尽。树脂可以通过强酸和强碱冲洗再生。在工业应用中,较常使用大量树脂,经常通过再生而降低运行成本。而在实验室纯水系统中,树脂寿命一旦用尽,柱子就会被替换。选择大容量树脂柱、耗材寿命长的纯水系统,将有效降低系统的运行成本。
离子交换是现行制备超纯水的唯一技术。超纯水的电阻率为18.2 MΩ.cm。水中的溶解性气体通过水中的单价的H+和OH-离子的结合并被去离子树脂去除,最终实现如此高的电阻率。
水纯化