给水质量对超纯水制备的影响
2015-03-13
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摘要:超纯水的制备通常只以电阻率来进行水质监控。这种制备方法需要若干步骤。本地用水为纯化水源时,必须在最终精制之前对其进行预处理。
纯化的初始步骤包括DI(去离子技术)或者RO(反渗透)/EDI(连续电流去离子技术)联用。尽管通过这两种技术都能获得电阻率较高的超纯水,但是当能更精确地监控超纯水质量的TOC(有机碳总量)也被列入考查指标的时候,不同制备技术得到的超纯水水质之间的差异就突显出来了。由于TOC偏高,选用去离子技术(DI)进行预处理需要更加严谨的维护和操作。
而且,树脂再生之后使用,容易导致有机物脱落进入离子交换精制介质,甚至进入后面的过滤器,进而影响、削弱整个系统的效率、可靠性和使用寿命。
制备超纯水是通过一系列纯化技术的结合实现的。纯化过程中的每一步骤都力求最优化,以便(有针对性的)去除不同类型的杂质,甚至包括很不常见的特殊物质。
超纯水生产线有3个单元:初始纯化系统、储存容器和最后的精制系统。初始纯化系统可以纯化井水或自来水。在此环节,可以使用去离子技术、蒸馏技术或者反渗透技术。蒸馏虽然可以有效去除很多类型的杂质,但能耗太大且生产速度慢,需要在使用前长时间的贮存,这就难以保证水质了。去离子技术看似是一个最简单和成本最低的方法,但是水质不稳定,当去离子树脂饱和时会发生波动。该技术主要用于去除离子,而对其他污染物,例如有机物及微小颗粒,则效率较低。这两种水纯化技术提供的水,经过进一步的精制去除残留的痕量污染物以后,能满足许多应用。
但是初始纯化技术不过硬,不仅会使最后精制步骤中出现水质量问题,而且会缩短超纯水器的使用寿命。
本研究主要显示了不同的预处理方法对制备超纯水质量的影响。逐个分析了纯化组件对污染物不同的作用。
实验 纯化步骤
自来水给水(Mita Tokyo),通过两种不同的预处理系统(如图1所示)处理后 由Milli-Q Academic(Millipore)进行精制:
A系统由通过去离子柱纯化的水供水(5升混床去离子树脂)。当处理系统出水的电阻率低于1 MΩ·cm时,用再生树脂更换去离子柱填料。