Na produção industrial, a água bruta (água da torneira ou subterrânea) geralmente contém grandes quantidades de íons dissolvidos (como cálcio, magnésio, sódio e cloreto). Esses íons podem causar problemas significativos:
Para evitar esses problemas, muitas indústrias exigem água deionizada. A água deionizada remove íons dissolvidos (por exemplo, sódio, cálcio, magnésio, ferro) e outras impurezas, levando a uma maior pureza da água.
Existem três métodos principais para produzir água deionizada: troca iônica, osmose reversa e eletrodeionização (EDI). Cada método tem suas próprias vantagens e é adequado para diferentes aplicações.
Método Ion Exchange
O método de troca iônica usa resinas de troca iônica para remover íons dissolvidos da água. A resina é composta por materiais de troca catônica e aniônica. Quando a água passa através do leito de resina, cátions (por exemplo, sódio, cálcio) são trocados com íons de hidrogênio, e ânions (por exemplo, cloreto, sulfato) são trocados com íons hidróxido, produzindo água deionizada.
Osmose reversa (RO) Método
A osmose reversa usa uma membrana semipermeável que permite que as moléculas de água passem enquanto retém íons dissolvidos, micróbios e partículas. Sob pressão, a água é forçada através da membrana, e os íons e outros contaminantes são retidos do outro lado, produzindo água deionizada de alta pureza.
Método Electrodeionização (EDI)
EDI combina osmose reversa e troca iônica, usando campos elétricos para remover íons através de membranas de troca iônica. A resina é continuamente regenerada pela corrente elétrica, eliminando a necessidade de regeneração química. O EDI é normalmente usado em combinação com osmose reversa para produzir água ultrapura.
Aqui está a comparação dos três métodos de produção de água deionizada—Ion Exchange (IX), Osmose Reversa (RO) e Eletrodeionização (EDI)— com base em fatores como princípio de funcionamento, substâncias removidas, pureza da água, regeneração e manutenção, consumo e operação de energia.
| Critérios Comparação | Troca iónico (IX) | Osmose reversa (RO) | Eletrodeionização (EDI) |
|---|---|---|---|
| Princípio De Trabalho | Resinas cation e troca aniônica Trocar íons dissolvidos com H+ E OH- |
Membranas semi-permeáveis A água é empurrada por pressão, separando íons e contaminantes |
Combina troca iônica com eletrodiálise Regenera continuamente resinas sob eletrônica sem agentes químicos |
| Substâncias removidas | Remove cátions (p. ex. Na+, Ca2 +) E aniões (p. ex. Cl-, SO42). | Remove íons, partículas, microorganismos e matéria orgânica. | Remove quase todos os íons, com pureza alta, pode igualmente segurar os orgânicos do traço e o CO2-A. |
| Pureza Água | 1-10 μ S/cm, Adequado para necessidades de água de baixa pureza. |
1-10 μ S/cm Limitado com RO de estágio único. |
0,1-0,055 μ S/cm Ideal para aplicações de água ultra pura. |
| Regeneração e Manutenção | Requer regeneração química frequente com ácidos e bases, alto consumo químico. | Requer limpeza periódica da membrana para evitar incrustações e entupimentos. | Nenhuma regeneração química necessária; a resina é continuamente regenerada por campo elétrico, baixa manutenção. |
| Consumo Energético & Operação | Baixo consumo energético Operação simples, mas a gestão química é necessária. |
Alto consumo energético devido às exigências de alta pressão Operação mais complexa. |
Consumo energético moderado Altamente automatizado Adequado para operação contínua. |
| Cenários Aplicação | Laboratórios, alimentos e bebidas indústrias, produtos farmacêuticos, água industrial geral. | Tratamento de água em grande escala, aplicações industriais (por exemplo, água de alimentação da caldeira), água potável. | Fabricação de semicondutores, produtos farmacêuticos, biotecnologia, água ultra pura para laboratórios. |
| Taxa recuperação água | Alta recuperação taxa Tipicamente sobre 90% Saída estável. |
Menor taxa recuperação Geralmente 50%-75% |
Alta taxa de recuperação Muitas vezes sobre 90% Combinado com RO, a eficiência pode exceder 95%. |
A água deionizada é classificada com base em sua condutividade e pureza, com diferentes graus adequados para aplicações específicas. A qualidade da água comumente reconhecida inclui:
| Qualidade água | Condutividade | Áreas Aplicação |
|---|---|---|
| Água desionizada de baixa pureza | 1-10 μ S/cm | Operações laboratoriais, refrigeração industrial, produção de alimentos e bebidas e processos onde a pureza moderada é necessária |
| Água desionizada de pureza média | 0,1-1 μ S/cm | Usado em operações laboratoriais, refrigeração industrial, produção de alimentos e bebidas e processos onde a pureza moderada é necessária |
| Água desionizada de alta pureza | Abaixo 0,1 μ S/cm | Necessário para fabricação de semicondutores, produção farmacêutica (por exemplo, para injeções) e limpeza de dispositivos ópticos, onde é necessária uma qualidade extremamente alta da água. |
| Água ultrapura | 0,055 μ S/cm ou inferior, com resistividade de 18,2 MΩ·cm a 25°C | Essencial para fabricação de semicondutores, indústrias de energia nuclear, nanotecnologia, engenharia genética e análise laboratorial de alta precisão. |
A água desionizada desempenha um papel crítico em várias indústrias, desde usos de baixa pureza, como limpeza industrial, até aplicações ultrapuras na fabricação de semicondutores. Ao selecionar o método de produção apropriado (como troca iônica, osmose reversa ou eletrodeionização), as indústrias podem produzir o grau necessário de água deionizada para atender às necessidades específicas. Com os avanços da tecnologia, a produção de água deionizada continuará a se tornar mais eficiente e ecológica, atendendo às demandas de diversos setores por água de alta pureza.
Fornecimento de resina global, excelência amplificada.
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