所謂水的純化，就是要去掉水中的雜質(zhì)，雜質(zhì)去的越徹底，水質(zhì)也就越純凈，得到的純水標(biāo)準(zhǔn)越高，超純水機能夠制取高標(biāo)準(zhǔn)的純水。那么超純水設(shè)備制水原理是怎樣的呢？

天然水中通常含有五種雜質(zhì):1、顆粒物。2、微生物。3、電解質(zhì)，包括帶電粒子，常見的陽離子有H+、Na+、K+、NH4+、、Mg2+、Ca2+、Fe3+、Cu2+、Mn2+、Al3+等；陰離子有F-、Cl-、NO3-、HCO3-、SO42-、PO43-、H2PO4-、HSiO3-等。4、有機物質(zhì)，如：有機酸、農(nóng)藥、烴類、醇類和酯類等。5、溶解氣體，包括：N2、O2、Cl2、H2S、CO、CO2、CH4等。

超純水機制備超純水的原理和步驟說明

一、水的純化方法介紹

1、蒸餾法

蒸餾法所用的蒸餾器皿可分為玻璃、石英蒸餾器，金屬材質(zhì)的有銅、不銹鋼和白金蒸餾器等。

按蒸餾次數(shù)可分為一次、二次和多次蒸餾法。此外，為了去掉一些特出的雜質(zhì)，還需采取一些特殊的措施。例如預(yù)先加入一些高錳酸鉀可除去易氧化物;加入少許磷酸可除去三價鐵;加入少許不揮發(fā)酸可制取無氨水等。蒸餾水可以滿足普通分析實驗室的用水要求。由于很難排除二氧化碳的溶入。所以水的電阻率是很低的，達不到MΩ級。不能滿足許多新技術(shù)的需要。

2、離子交換法

離子交換法，主要有兩種制備方式：

A. 復(fù)床式，即按陽床—陰床—陽床—陰床—混合床的方式連接并生產(chǎn)去離子水;早期多采用這種方式，便于樹脂再生。

B. 混床式(2-5級串聯(lián)不等)，混床去離子的效果好。但再生不方便。

離子交換法可以獲得十幾MΩ的去離子水。但有機物無法去掉，TOC和COD值往往比原水還高。這是因為樹脂不好，或是樹脂的預(yù)處理不徹底，樹脂中所含的低聚物、單體、添加劑等沒有除盡，或樹脂不穩(wěn)定，不斷地釋放出分解產(chǎn)物。這一切都將以TOC或COD指標(biāo)的形式表現(xiàn)出來。例如，當(dāng)自來水的COD值為2mg/L時，經(jīng)過去離子處理得到的去離子水的COD值常在5-10mg/L之間。當(dāng)然，在使用好樹脂時會得到好結(jié)果，否則就無法制備超純水了。

3、電滲析法

由于其能耗低，電滲析作為離子交換法的前處理步驟。

電滲析法是在外加直流電場作用下，利用陰陽離子交換膜分別選擇性的允許陰陽離子透過，使一部分離子透過離子交換膜遷移到另一部分水中去，從而使一部分水純化，另一部分水濃縮。這就是電滲析的原理。

4、反滲透法

反滲透法是目前應(yīng)用比較廣的脫鹽技術(shù)。

反滲透膜雖在1977年 就有了，但其規(guī)?；a(chǎn)和廣泛用于脫鹽卻是近幾年的事情。反滲透膜能去除無機鹽、有機物(分子量>500)、細(xì)菌、熱源、病毒、懸濁物(粒徑>0.1μm)等。產(chǎn)出水的電阻率能較原水的電阻率升高近10倍。

常用的反滲透膜有：醋酸纖維素膜，聚酰胺膜和聚砜膜等。膜的孔徑為0.0001-0.001μm.反滲透的動力依賴于壓力差(10-100大氣壓)。去除雜質(zhì)的能力由膜的性能好壞和進出水比例決定。進出水的比例一般控制為10：6或10：7左右。這樣雜質(zhì)的去除率應(yīng)在95-99.7%之間。例如，原水的電阻率為1.6 KΩ?cm(25°C)時，產(chǎn)出水的電阻率約為14 KΩ?cm.這樣的水現(xiàn)在大家都管它叫純凈水，也就是市場上出售的飲用純凈水。

二、純水有哪些要求

1、無硅純水

火力發(fā)電廠需要無硅的純水，而硅在水中常常以水合二氧化硅(SiO2?H2O)的形式存在，屬于非離子態(tài)，很難去掉。但是，水合二氧化硅也有微小的電離度，借助于加長離子交換床的長度，或在混合離子交換床中反復(fù)循環(huán)，仍然可以獲得無硅的超純水。用玻璃或石英蒸餾器是無法獲得無硅水的，因為容器含硅。

2、沒有熱源(即內(nèi)毒素)的純水

注射針劑用水要求沒有熱源。以免引起過敏反應(yīng)。目前除去熱源的Z好的方法還是蒸餾法。也有除熱源的吸附柱子。

3、無氨的純水

無氨純水制取方法有二，其一蒸餾法，在水中預(yù)先加入不揮發(fā)酸，可以固定銨鹽在原水中。其二是將純水再過一次陽離子交換床過濾。需要說明的是，陰離子交換樹脂有分解產(chǎn)生微量氨的可能，用混床去氨是不合適的。

4、無鐵的純水

已知鐵是無處不在的，F(xiàn)eCl3的反對沸點僅為315℃，因此，很難用蒸餾法出去鐵離子。如在原水中加入1滴磷酸則可達到此目的。當(dāng)然，有了超純水器也就不用這樣除鐵了。

三、制備超純水的方法

傳統(tǒng)的純水方法不能制備出超純水，化學(xué)意義上純水(液態(tài)的H2O)的理論電導(dǎo)率為18.3ΜΩcm。人們生產(chǎn)的純水是達不道理論值的，但18ΜΩcm似乎是可以達到的，對于這種水，有的稱為高純水有的稱為超純水，目前還沒有系統(tǒng)的定義。也沒有劃分等級界限，從商業(yè)觀點看叫超純水似乎比高純水更好聽一些。當(dāng)然嚴(yán)格意義上來說還是看電導(dǎo)率指標(biāo)更準(zhǔn)確一些。

超純水器制備超純水的原理和步驟大體如下：

1、原水：可用自來水或普通蒸餾水或普通去離子水作原水。

2、機械過濾：通過砂芯濾板和纖維柱濾除機械雜質(zhì)，如鐵銹和其他懸浮物等。

3、活性炭過濾：活性炭是廣譜吸附劑，可吸附氣體成分，如水中的余氯等;吸附細(xì)菌和某些過渡金屬等。氯氣能損害反滲透膜，因此應(yīng)力求除盡。

4、反滲透膜過濾：可濾除95%以上的電解質(zhì)和大分子化合物，包括膠體微粒和病毒等。由于絕大多數(shù)離子的去除，使離子交換柱的使用壽命大大延長。

5、紫外線消解：借助于短波(180nm-254nm)紫外線照射分解水中的不易被活性炭吸附的小有機化合物，如甲醇、乙醇等，使其轉(zhuǎn)變成CO2和水，以降低TOC的指標(biāo)。

6、離子交換單元：已知混合離子交換床是除去水中離子的決定性手段。借助于多級混床獲得超純水也并不困難。