Deiyonize su nasıl üretilir

Endüstriyel üretimde ham su (musluk suyu veya yeraltı suyu) genellikle büyük miktarda çözünmüş iyon (kalsiyum, magnezyum, sodyum ve klorür gibi) içerir. Bu iyonlar önemli sorunlara neden olabilir:

Ölçek: Kalsiyum ve magnezyum iyonları, yüksek sıcaklık ve basınç altında çökecektir, ısı değiştiricilerin ve kazanların verimliliğini azaltan, enerji tüketimini artıran ve ekipman arızasına neden olan ölçek birikintileri oluşturur.
Korozyon: Bazı iyonlar (örn., klorürler ve sülfatlar) ekipmanlardaki metallerle reaksiyona girebilir, kritik makinelere korozyon ve hızlanan hasara neden olabilir.
Kimyasal reaksiyonlar üzerindeki etkisi: Çözünmüş iyonlar, endüstriyel işlemlerde kimyasal reaksiyonlara müdahale edebilir, bu da daha düşük verim ve daha düşük ürün saflığına yol açabilir.
Elektronik bileşenlerin kirlenmesi: Elektronik endüstrisinde, sudan iyon kalıntıları ürün yüzeylerinde kalabilir, özellikle yarı iletken ve optik cihaz üretiminde kısa devrelere veya bozunma performansına neden olabilir.
Mikrobiyal kontaminasyon: Sudaki organik madde ve mikroplar, özellikle ilaç ve gıda endüstrilerinde zararlı olan biyofilm, kirletici üretim süreçleri ve nihai ürünler oluşturabilir.

Bu sorunları önlemek için birçok endüstri deiyonize su gerektirir. Deiyonize su çözünmüş iyonları (örn., sodyum, kalsiyum, magnezyum, demir) ve diğer safsızlıkları giderir ve daha yüksek su saflığına yol açar.

Deiyonize su üretim yöntemleri

Deiyonize su üretmek için üç ana yöntem vardır: iyon değişimi, ters ozmoz ve elektrodeiyonizasyon (edi). Her yöntemin kendi avantajları vardır ve farklı uygulamalara uygundur.

İyon değişim yöntemi

İyon değişim yöntemi, çözünmüş iyonları sudan çıkarmak için iyon değişim reçineleri kullanır. Reçine katyon ve anyon değişim malzemelerinden oluşur. Su reçine yatağından geçtiğinde, katyonlar (örn., sodyum, kalsiyum) hidrojen iyonları ile değiştirilir ve anyonlar (örn., klorür, sülfat) hidroksit iyonları ile değiştirilir ve deiyonize su üretir.

Ters ozmoz (ro) yöntemi

Ters ozmoz, çözünmüş iyonları, mikropları ve partikülleri korurken su moleküllerinin geçmesine izin veren yarı geçirgen bir membran kullanır. Basınç altında, su membrandan geçirilir ve diğer kirleticiler diğer tarafta tutulur ve yüksek saflıkta deiyonize su üretir.

Elektrodeiyonizasyon (edi) yöntemi

Edi, iyon değişim membranları üzerinden iyonları çıkarmak için elektrik alanlarını kullanarak ters ozmoz ve iyon değişimini birleştirir. Reçine, elektrik akımı tarafından sürekli olarak yeniden üretilir ve kimyasal rejenerasyon ihtiyacını ortadan kaldırır. Edi genellikle ultra saf su üretmek için ters ozmoz ile birlikte kullanılır.

Üretim yöntemlerinin karşılaştırılması

İşte üç deiyonize su üretim methods—ion değişim (ix), ters ozmoz (ro) ve çalışma prensibi, çıkarılmış maddeler, su saflığı, rejenerasyon ve bakım, enerji tüketimi ve operasyon, uygulama senaryoları ve su geri kazanım oranı gibi faktörlere dayalı elektrodeiyonizasyon (edi) — karşılaştırmasıdır.

Karşılaştırma kriterleri	İyon değişimi (ix)	Ters ozmoz (ro)	Elektrodeiyonizasyon (edi)
Çalışma prensibi	Katyon ve anyon değişim reçineleri Çözünmüş iyonları h ile değiştirin⁺ Ve oh^-	Yarı geçirgen membranlar Su basınçla itilir, iyonları ve kirleticileri ayırır	İyon değişimini elektrodiyaliz ile birleştirir Kimyasal maddeler olmadan elektronik altında sürekli olarak reçineleri yeniden üretir
Çıkarılan maddeler	Katyonları kaldırır (örn. na⁺, Ca^{2 +}) Ve anyonlar (ör. cl^-, Yani₄^2-).	İyonları, parçacıkları, mikroorganizmaları ve organik maddeleri temizler.	Yüksek saflıkta neredeyse tüm iyonları kaldırır, ayrıca iz organik ve co işleyebilir₂.
Su saflığı	1-10 μ s/cm, Düşük saflıkta su ihtiyaçları için uygundur.	1-10 μ s/cm Tek kademeli ro ile sınırlıdır.	0.1-0.055 μ s/cm Ultra saf su uygulamaları için idealdir.
Rejenerasyon ve bakım	Asitler ve bazlar, yüksek kimyasal tüketim ile sık sık kimyasal rejenerasyon gerektirir.	Kirlenmeyi ve tıkanmayı önlemek için periyodik membran temizliği gerektirir.	Kimyasal rejenerasyon gerekli değildir; reçine elektrik alanı, düşük bakım ile sürekli olarak yeniden üretilir.
Enerji tüketimi ve operasyon	Düşük enerji tüketimi Basit kullanım, ancak kimyasal yönetim gereklidir.	Yüksek basınç gereksinimleri nedeniyle yüksek enerji tüketimi Daha karmaşık operasyon.	Orta enerji tüketimi Son derece otomatik Sürekli çalışma için uygundur.
Uygulama senaryoları	Laboratuvarlar, yiyecek ve içecek endüstrileri, eczacılık, genel endüstriyel su.	Büyük ölçekli su arıtma, endüstriyel uygulamalar (ör., kazan besleme suyu), içme suyu.	Yarı iletken imalat, ilaç, biyoteknoloji, laboratuvarlar için ultra saf su.
Su geri kazanım oranı	Yüksek kurtarma oranı Tipik olarak 90% üzerinde Kararlı çıkış.	Düşük kurtarma oranı Genellikle 50%-75%	Yüksek kurtarma oranı, Genellikle 90% üzerinde Ro ile birlikte, verimlilik 95%'i aşabilir.

Deiyonize su ve uygulamaların dereceleri

Deiyonize su, spesifik uygulamalara uygun farklı derecelerde, iletkenlik ve saflığına göre sınıflandırılır. Yaygın olarak tanınan su kalitesi seviyeleri şunları içerir:

Su kalitesi	İletkenlik	Uygulama alanları
Düşük saflıkta deiyonize su	1-10 μ s/cm	Laboratuvar işlemleri, endüstriyel soğutma, yiyecek ve içecek üretimi ve orta saflığın gerekli olduğu süreçler
Orta saflıkta deiyonize su	0.1-1 μ s/cm	Laboratuvar operasyonlarında, endüstriyel soğutmada, yiyecek ve içecek üretiminde ve orta saflığın gerekli olduğu süreçlerde kullanılır
Yüksek saflıkta deiyonize su	0.1 μ s/cm altında	Yarı iletken üretim, ilaç üretimi (örneğin, enjeksiyonlar için) ve son derece yüksek su kalitesine ihtiyaç duyulan optik cihaz temizliği için gereklidir.
Ultra saf su	25°c 'de 18.2 mΩ·cm direnç ile 0.055 μ s/cm veya daha düşük	Yarı iletken imalat, nükleer güç endüstrileri, nanoteknoloji, genetik mühendislik ve yüksek hassasiyetli laboratuvar analizi için gereklidir.

Deiyonize su, yarı iletken üretimde endüstriyel temizlik gibi düşük saflıkta kullanımlardan ultra saf uygulamalara kadar çeşitli endüstrilerde kritik bir rol oynar. Uygun üretim yöntemini (iyon değişimi, ters ozmoz veya elektrodeiyonizasyon gibi) seçerek, endüstriler belirli ihtiyaçları karşılamak için gerekli deiyonize su derecesini üretebilir. Teknolojideki ilerlemelerle, deiyonize su üretimi, yüksek saflıkta su için çeşitli sektörlerin taleplerini yerine getirerek daha verimli ve çevre dostu olmaya devam edecektir.