超純水,作為一種非常純凈的水,在眾多高科技領(lǐng)域發(fā)揮著不可或缺的作用。它幾乎不含任何雜質(zhì),包括礦物質(zhì)、微生物、有機(jī)物和溶解性氣體等。其制備過程極為復(fù)雜且精密,通常需要經(jīng)過多步的預(yù)處理、反滲透、離子交換和超濾等技術(shù)。在電子芯片制造中,超純水用于清洗硅片,哪怕是極其微小的雜質(zhì)顆粒都可能導(dǎo)致芯片短路或性能故障,所以超純水的高純度保障了芯片生產(chǎn)的良率和可靠性。這種非常純凈的特性也使其在制藥行業(yè)意義非凡,用于藥品的生產(chǎn)與配制,避免雜質(zhì)對(duì)藥物活性成分產(chǎn)生影響,確保藥品的質(zhì)量和安全性達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)。超純水在鋼鐵行業(yè)用于高精度鋼材表面處理。清洗超純水生產(chǎn)技術(shù)
在電力工業(yè)中,超純水扮演著舉足輕重的角色。特別是在蒸汽發(fā)電領(lǐng)域,鍋爐用水必須是超純水。水中的雜質(zhì),如鈣、鎂等離子,在高溫高壓的鍋爐環(huán)境下會(huì)形成水垢,附著在鍋爐管道內(nèi)壁,降低熱傳遞效率,增加能源消耗,甚至可能引發(fā)管道堵塞、破裂等嚴(yán)重安全事故。超純水能夠有效避免這些問題,保證鍋爐的高效、安全運(yùn)行。同時(shí),在核電站中,超純水用于冷卻核反應(yīng)堆芯,其高純度和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)能夠確保在極端輻射和高溫條件下,有效地帶走熱量,維持核反應(yīng)堆的穩(wěn)定運(yùn)行,防止放射性物質(zhì)泄漏,對(duì)保障核電站的安全運(yùn)行和周圍環(huán)境的保護(hù)起著至關(guān)重要的作用。天津超純水大全超純水在光學(xué)鍍膜中使用,提升膜層質(zhì)量與光學(xué)性能。
清洗前準(zhǔn)備,收集反滲透系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù),包括進(jìn)水壓力、產(chǎn)水壓力、產(chǎn)水量、脫鹽率等參數(shù)在一段時(shí)間內(nèi)的變化曲線,以確定膜性能下降的程度和趨勢(shì)。對(duì)反滲透膜元件進(jìn)行取樣分析,可采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察膜表面的污染物形態(tài),通過傅里葉變換紅外光譜(FTIR)分析污染物的化學(xué)成分,從而確定主要的污染類型,如無(wú)機(jī)鹽垢、有機(jī)物污染、生物膜污染等。準(zhǔn)備清洗設(shè)備與藥劑,清洗水箱:選用耐腐蝕、耐酸堿且與清洗液不發(fā)生反應(yīng)的材質(zhì)制成的水箱,容量根據(jù)膜組件數(shù)量和清洗液用量確定,一般要保證有足夠的空間容納清洗液并能進(jìn)行循環(huán)操作,例如,對(duì)于一套處理量為 100m3/h 的反滲透系統(tǒng),清洗水箱容量可選擇 5 - 10m3。清洗泵:泵的流量和揚(yáng)程應(yīng)滿足清洗要求,流量一般為膜組件正常運(yùn)行流量的 1/3 - 1/2,揚(yáng)程要能克服膜組件和管道的阻力并提供一定的循環(huán)動(dòng)力,如選用流量為 30 - 50m3/h、揚(yáng)程為 30 - 50m 的離心泵。
總有機(jī)碳(TOC)的檢測(cè)方法,差減法,原理:水樣分別被注入高溫燃燒管(900℃)和低溫反應(yīng)管(150℃)中。高溫燃燒管中的水樣經(jīng)高溫催化氧化后,有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)碳酸鹽均轉(zhuǎn)化為二氧化碳;而低溫反應(yīng)管中的水樣則通過酸化使無(wú)機(jī)碳酸鹽分解成為二氧化碳。通過非分散紅外檢測(cè)器分別測(cè)得水中的總碳(TC)和無(wú)機(jī)碳(IC),二者之差即為總有機(jī)碳(TOC)。 適用范圍:廣泛應(yīng)用于飲用水、工業(yè)用水、生活污水、生產(chǎn)廢水等方面的質(zhì)量控制以及江河、湖泊、海洋等水體的監(jiān)測(cè)。 優(yōu)點(diǎn):可同時(shí)測(cè)定總碳和無(wú)機(jī)碳,消除了無(wú)機(jī)碳對(duì) TOC 測(cè)定的干擾,提高了測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。 缺點(diǎn):儀器設(shè)備較為復(fù)雜,操作步驟相對(duì)較多,需要使用高溫燃燒爐和低溫反應(yīng)裝置。超純水的硬度近乎為零,不會(huì)產(chǎn)生水垢影響設(shè)備。
原理:離子交換樹脂分為陽(yáng)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(yáng)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(wú)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。納濾可選擇性去除超純水中部分二價(jià)及高價(jià)離子。甘肅超純水涂料
正滲透技術(shù)在超純水制備中有潛在應(yīng)用前景。清洗超純水生產(chǎn)技術(shù)
在分析化學(xué)領(lǐng)域,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、氣相色譜儀、原子吸收光譜儀等。這些儀器對(duì)樣品的純度要求極高,超純水作為空白對(duì)照和樣品稀釋劑,可以有效排除水中雜質(zhì)對(duì)分析結(jié)果的干擾,提高分析的靈敏度和準(zhǔn)確性。例如在痕量金屬元素分析中,超純水能夠避免水中微量金屬離子對(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。在電力行業(yè),超純水用于蒸汽鍋爐的給水。因?yàn)槠胀ㄋ械碾s質(zhì)在高溫高壓下會(huì)形成水垢,降低鍋爐的熱傳遞效率,增加能源消耗,甚至可能引發(fā)鍋爐破壞等嚴(yán)重安全事故。而超純水幾乎不含雜質(zhì),不會(huì)產(chǎn)生水垢,能夠保證鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行,提高能源利用效率。清洗超純水生產(chǎn)技術(shù)