حيث يتم استخدام راتنجات التبادل الأيوني في معالجة المياه النقية

في إنتاج المواد الكيميائية الدقيقة وصناعة الإلكترونيات ، يجب إنتاج المياه فائقة النقاء بدقة وفقًا للمعايير المعمول بها. هذا أمر ضروري لضمان معايير الجودة للمنتجات الكيميائية الدقيقة وتكامل الدوائر. خلال مرحلة الإنتاج ، هناك متطلبات عالية النقاء للمواد الخام ، ويجب أيضًا اتباع معايير إنتاج صارمة للمكونات الكيميائية الأخرى ونقاء الغاز. علاوة على ذلك ، تلعب المياه النقية دورا حاسما لشركات الإنتاج.

Sepurlite لوازم أنواع الراتنج المختلفة ل معالجة المياه عالى النقاء تطبيق لتليين المياه وتحلية المياه وتلميع المياه. يمكن استخدامها مع نظام سلسلة لضمان جودة المياه النهائية وضمان الإنتاج الصناعي السلس والفعال.

تستخدم راتنجات التبادل الأيوني على نطاق واسع في معالجة المياه فائقة النقاء لتليين المياه وتحلية المياه وتلميعها. متطلبات نوعية المياه المختلفة تتطلب نظام معالجة مختلف ، يمكننا تصميم نظام معالجة مناسب لإنتاج المياه فائقة النقاء.

تليين المياه.

يمكن بالفعل استخدام تقنية التبادل الأيوني لتليين المياه خلال مرحلة المعالجة المسبقة لمعالجة المياه عالية النقاء. الهدف الرئيسي من تليين الماء هو إزالة أيونات الصلابة من الماء ، وخاصة أيونات الكالسيوم (Ca^{2 +}وأيونات المغنيسيوم (ملغ)^{2 +}) ، من أجل منع تراكم المقياس وحماية معدات المعالجة اللاحقة (مثل أغشية التناضح العكسي) من تلف التحجيم.

مبدأ العمل

في عملية تليين المياه ، يشيع استخدام راتنجات التبادل الموجب ، عادة في أيون الصوديوم (Na)⁺) الشكل. عندما يمر الماء العسر من خلال السرير الراتنج ، أيونات الكالسيوم (كاليفورنيا^{2 +}وأيونات المغنيسيوم (ملغ)^{2 +}) في تبادل المياه مع أيونات الصوديوم على الراتنج ، وبالتالي إزالة أيونات الصلابة من الماء واستبدالها بأيونات الصوديوم. هذه العملية تقلل بشكل فعال من صلابة الماء وتمنع تشكيل المقياس. رد الفعل هو كما يلي:
R-Na + Ca^{2 +} ← R-Ca + 2Na⁺
R-Na + ملغ^{2 +} → R-Mg + 2Na⁺

خلال هذه العملية ، يلتقط راتنج التبادل الأيوني أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم من الماء ، مما يمنعها من تشكيل رواسب في معدات معالجة لاحقة.

تلميع سرير مختلط

يعد تلميع المياه المختلطة فائق النقاء خطوة حاسمة في إنتاج الماء فائق النقاء ، وعادة ما يكون بمثابة المرحلة النهائية من عملية معالجة المياه لإزالة أيونات التتبع المتبقية ، وبالتالي تحقيق متطلبات نقاء عالية للغاية. تلميع السرير المختلط مهم بشكل خاص في مجالات مثل تصنيع أشباه الموصلات ، والمستحضرات الصيدلانية ، والبصريات ، والصناعة النووية ، حيث تكون متطلبات جودة المياه مرتفعة للغاية.

مبادئ العمل

يحتوي نظام تلميع السرير المختلط على كل من راتنجات التبادل الأيوني والراتنجات التبادل الأنيون ، والتي يتم خلطها في نفس الحاوية (أي السرير المختلط). يستخدم مبدأ التشغيل الخاص به وظيفة التبادل الأيوني للراتنجات لتبادل الكايونات والأيونات المتبقية في الماء مع أيونات الهيدروجين (H +) وأيونات الهيدروكسيد (OH-) على الراتنجات ، مما يؤدي في النهاية إلى توليد جزيئات الماء (H2O). هذه العملية تقلل بشكل كبير من توصيل الماء ، مما يسمح بنقاء الماء لتلبية معايير المياه فائقة النقاء. رد الفعل هو كما يلي:

تفاعل الراتنجات

واشر + نا⁺(كاليفورنيا^{2 +}/ملغ^{2 +}→ R-Na (كاليفورنيا)^{2 +}/ملغ^{2 +}) + ح⁺

تفاعل راتنجات الأنيون

واشر + Cl^-(لذلك₄^2-/لا₃^-/HSiO₃^-) → R-Cl (لذلك₄^2-/لا₃^-/HSiO₃^-) + أوه^-

رد الفعل النهائي

فاشلي + + + نا⁺ (كاليفورنيا^{2 +}/ملغ^{2 +}) + Cl^-(لذلك₄^2-/لا₃^-/HSiO₃^-→ R-Na + R-Cl + H₂س

تلعب المياه فائقة النقاء دورا هاما في العديد من الصناعات ذات التقنية العالية ، بما في ذلك:

• صناعة أشباه الموصلات . تستخدم لتنظيف الرقائق والرقائق أثناء الإنتاج لضمان جودة المنتج والأداء.
• صناعة الأدوية. يعمل في إعداد حلول الحقن والمستحضرات الصيدلانية الأخرى ، مع الالتزام بالمعايير الصارمة مثل GMP و USP.
• صناعة الضوئية. تستخدم في تصنيع الخلايا الشمسية لتنظيف وإزالة الشوائب ، وتعزيز كفاءة الوحدات الكهروضوئية.
• المختبرات. مطلوب لإجراء تجارب عالية الدقة ، لا سيما في مجال البيولوجيا الجزيئية وبحوث الكيمياء حيث معايير جودة المياه مرتفعة للغاية.
• الصناعة النووية . تُستخدم في أنظمة التبريد للمفاعلات النووية لضمان التشغيل الآمن والفعال.

ما هو الماء النقي الفائق ؟

يشير الماء فائق النقاء إلى الماء ذو النقاء العالي للغاية ، وعادة ما يكون له موصلية أقل من 0.055 μ s-cm ومقاومة 18.2 mΩ1600850231 cm أو أعلى. تتطلب المواصفات الشائعة أن يكون TOC (إجمالي الكربون العضوي) أقل من 5 ميكروغرام/لتر (ppb). لا تحتوي هذه المياه تقريبًا على أيونات أو مركبات عضوية أو ميكروبات أو جسيمات ، مما يجعل جودتها خالية من التلوث. إنتاج واستخدام المياه فائقة النقاء أمر بالغ الأهمية في العديد من الصناعات ذات التقنية العالية.

لماذا نحتاج إلى الماء النقي الفائق ؟

يستخدم الماء فائق النقاء على نطاق واسع في الصناعات ذات التقنية العالية حيث توجد متطلبات صارمة للغاية لجودة المياه. في إنتاج الدوائر المتكاملة ، ورقائق أشباه الموصلات وشاشات الكريستال السائل أو البلازما ، يلزم وجود ماء شديد النقاء في بعض خطوات المعالجة. تحتوي الدوائر المتكاملة على موصلات دقيقة للغاية ، متباعدة بجزء من ميكرون. أي شوائب دقيقة يجلس عبر اثنين من الموصلات سوف تخلق دائرة قصر وتدمر الجهاز بأكمله. كلما اقتربت المسافة بين الموصلات ، كلما كان النقاء المطلوب للمياه المستخدمة في عملية التصنيع أكثر جذرية.

ينشأ بعض الطلب على المياه عالية النقاء من عدة عوامل:

• جودة المنتج: في صناعات مثل أشباه الموصلات والمستحضرات الصيدلانية ، تؤثر جودة المياه بشكل مباشر على جودة المنتج وأدائه. أي شوائب يمكن أن تؤدي إلى عيوب أو فشل المنتج.
• متطلبات عملية الإنتاج: تتطلب العديد من عمليات التصنيع الحديثة مياه عالية النقاء لضمان دقة وكفاءة التفاعلات.
• حماية البيئة: يمكن أن يقلل استخدام المياه عالية النقاء من الحاجة إلى المواد الكيميائية ويقلل من توليد النفايات ، مما يساهم في الاستدامة البيئية.

كيف يمكن إنتاج الماء النقي الفائق ؟

يتضمن إنتاج الماء عالى النقاء عادة عدة خطوات ، بما في ذلك:

1. المعالجة المسبقة:
   الاستفادة من ترشيح الوسائط المتعددة ، وتنقية الكربون المنشط و تليين التبادل الأيوني لإزالة الجزيئات الكبيرة والمواد الصلبة العالقة والملوثات العضوية من الماء. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يمكن إزالة أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم وأيونات صلابة أخرى.
2. التناضح العكسي (رو):
   استخدام تكنولوجيا الأغشية لإزالة معظم الأملاح الذائبة والمعادن الثقيلة والكائنات الدقيقة ، وبالتالي تقليل توصيل المياه.
3. إلكتروديونيزاتيون (EDI):
   الجمع بين الحقول الكهربائية مع راتنجات التبادل الأيوني لمزيد من إزالة أيونات التتبع من الماء ، وتعزيز نقائها.
4. معالجة التلميع:
   الاستخدام راتنجات التبادل الأيوني للسرير المختلطتقنيات الأكسدة ، الترشيح الدقيق ، والترشيح فائق الجودة لضمان تلبية المياه لمعايير النقاء العالية للغاية.
5. التخزين والمراقبة:
   تخزين الماء عالي النقاء المعالج في حاويات معقمة ومراقبة جودة المياه باستمرار لضمان الاستقرار على المدى الطويل.