原理:反渗透是在压力驱动下,利用半透膜的特性,使水从高浓度一侧(原水侧)向低浓度一侧(透过液侧)渗透。半透膜的孔径非常小,一般在 0.1 - 1 纳米之间,能够有效截留水中的大部分有机污染物,包括大分子有机物(如蛋白质、多糖等)和许多小分子有机物(如农药、染料等)。只有水分子和极少数小分子能够通过半透膜。应用:在超纯水系统中,反渗透通常是关键的处理步骤。它可以去除水中 95% - 99% 的溶解性固体和几乎全部的微生物,同时对有机污染物也有很好的去除效果。例如,在电子工业中用于芯片制造的超纯水制备,反渗透可以有效去除水中可能影响芯片性能的有机杂质。不过,反渗透膜可能会受到有机污染物的污染,导致膜通量下降,需要定期进行化学清洗来恢复其性能。超纯水的生产需对原水进行预处理以去除大颗粒与胶体。山东新型超纯水生产技术
1. 温度对超纯水电阻率的测量结果有着很大的影响。水的离子化程度和离子迁移速度会随着温度的升高而增加。根据物理化学原理,当温度升高时,水分子的热运动加剧,这使得水中的离子更容易移动,导致电阻率下降。一般来说,温度每升高 1℃,超纯水的电阻率大约会降低 2 - 3%(在 25℃左右的温度范围内)。测量操作:开启电阻率仪,等待仪器稳定后开始测量。在测量过程中,要注意观察仪器显示的电阻率值和温度值。如果温度发生变化,仪器会自动进行温度补偿(如果具备该功能)。对于高精度的测量,可能需要进行多次测量,然后取平均值以减少误差。例如,在 25℃时,超纯水的电阻率标准值为 18.2 MΩ・cm,当温度升高到 30℃时,电阻率可能会下降到 16 - 17 MΩ・cm 左右。因此,在测量超纯水电阻率时,必须考虑温度因素。现代电阻率测量仪器通常配备有温度传感器,能够自动进行温度补偿,将测量结果换算为标准温度(如 25℃)下的电阻率值。天津应用超纯水超纯水在半导体制造中至关重要,不容丝毫杂质干扰。
原理:超滤主要基于筛分原理,在压力差的作用下,使水和小分子物质通过超滤膜,而大分子有机物(如分子量大于 1000 - 10000Da 的有机物)被截留。超滤膜的孔径在 1 - 100 纳米之间,能够去除水中的胶体、蛋白质、多糖等大分子有机物质。应用:在超纯水制备过程中,超滤可以作为预处理步骤,去除水中的大分子有机污染物,减轻后续处理步骤(如反渗透、离子交换等)的负担。例如,在制药行业中,超滤可以用于去除药物提取液中的大分子杂质,为后续的药物纯化和超纯水制备提供品质很好的原料水。同时,超滤操作相对简单,设备维护成本较低,但对于小分子有机物的去除效果有限。
酸性清洗,将配置好的酸性清洗液(如柠檬酸溶液)通过清洗泵打入反渗透膜组件,循环清洗 30 - 60 分钟。循环过程中,监测清洗液的温度,控制在 25℃ - 35℃,可通过在清洗水箱中设置加热或冷却装置来调节温度。循环结束后,让膜组件在酸性清洗液中浸泡 15 - 30 分钟,使清洗液与膜表面的无机盐垢充分反应。浸泡结束后,开启浓水排放阀和产水排放阀,将酸性清洗液排放至专门的废液收集容器中,排放过程中要注意防止清洗液飞溅和泄漏,按照环保要求处理废液。用清水对膜组件进行冲洗,冲洗时间不少于 30 分钟,直至冲洗水的 pH 值接近中性(pH 值为 6 - 8),监测冲洗水的电导率,当电导率低于 50μS/cm 时可认为冲洗基本合格。脱盐率:脱盐率是衡量反渗透膜性能的关键指标。清洗后,脱盐率应明显提高并稳定在合理范围内。一般来说,清洗后的脱盐率应恢复到初始脱盐率的 95% 以上。例如,初始脱盐率为 98%,清洗后脱盐率应至少达到 93.1%(98%×95%)。可以通过检测产水和进水的电导率来计算脱盐率,计算公式为:脱盐率 =(1 - 产水电导率 / 进水电导率)×100%。超纯水的生产需优化离子交换树脂的组合方式。
四电极系统则可以更准确地测量电阻率。它有两个电流电极和两个电压电极,通过单独测量电流和电压,可以有效减少电极极化和溶液电阻的干扰。例如,在测量超纯水电阻率时,电流电极用于在水中通过一定的电流,而电压电极用于测量在电极之间产生的电位差,从而更精确地计算电阻率。温度传感器:由于水的电阻率与温度密切相关,温度升高时,水的离子迁移速度加快,电阻率会降低。所以电阻率仪通常配备温度传感器,用于实时监测水温。一般来说,超纯水电阻率的标准值是以 25℃为参考温度的。当测量温度不是 25℃时,仪器可以根据温度补偿公式对测量结果进行修正,以得到在 25℃下的电阻率。例如,如果测量温度为 30℃,仪器会根据预先设定的温度 - 电阻率关系曲线,对测量得到的电阻率值进行校正,使其更接近 25℃时的真实电阻率。超纯水的生产需对原水进行预脱氯处理。山东新型超纯水生产技术
超纯水的分配系统需具备良好的流量调节能力。山东新型超纯水生产技术
颗粒物质:原水中的泥沙、铁锈、悬浮颗粒等会对超纯水制备设备造成损害。这些颗粒物质可能会堵塞反渗透膜的微孔、磨损超滤膜,或者覆盖离子交换树脂的表面,从而影响水的净化效果。例如,在反渗透过程中,如果膜表面被颗粒物质堵塞,会导致膜通量下降,需要更高的压力才能维持正常的水通量,而且还会缩短膜的使用寿命。反渗透膜性能:反渗透是超纯水制备的主要工艺之一,反渗透膜的性能直接影响超纯水的质量。膜的材质、孔径大小、通量和截留率等参数至关重要。例如,品质好的反渗透膜可以有效截留 99% 以上的溶解性固体和几乎全部的微生物。如果膜的孔径过大或者存在缺陷,就会导致杂质离子和微生物透过膜,降低超纯水的质量。而且,随着使用时间的延长,膜的性能会逐渐下降,如膜的通量会因污染而减小,需要定期对膜进行清洗和维护,以保证其良好的性能。山东新型超纯水生产技术