原水、軟化水、脫鹽水、純水和超純水的定義及特點(diǎn)
在水處理領(lǐng)域,原水、軟化水、脫鹽水、純水和超純水是常見的概念,它們?cè)诙x、水質(zhì)特點(diǎn)、制備工藝和應(yīng)用場(chǎng)景等方面存在差異。
一、原水
定義:原水是指未經(jīng)處理的水,即進(jìn)入水處理各工序之前的水。它可以是來(lái)自自然界的地表水(如江河、湖泊、水庫(kù)水)、地下水,也可以是城市自來(lái)水等。原水的水質(zhì)因水源不同而差異較大,可能含有泥沙、懸浮物、有機(jī)物、微生物、各種離子(如鈣、鎂、鈉、鉀等離子)以及溶解性氣體等雜質(zhì)。
水質(zhì)特點(diǎn):原水的水質(zhì)不穩(wěn)定,雜質(zhì)種類和含量變化大,其物理、化學(xué)和微生物指標(biāo)通常不能滿足大多數(shù)工業(yè)生產(chǎn)和生活用水的要求,需要進(jìn)一步處理。例如,地表原水可能渾濁度較高,含有大量的懸浮顆粒物和微生物;地下原水可能硬度較高,富含鈣、鎂等離子。
二、軟化水
定義:軟化水是指將硬度(主要指水中的 Ca2?、Mg2?)去除或降低到一定程度的水。在軟化過(guò)程中,僅降低硬度,而含鹽量保持基本不變。
處理工藝:常見的軟化方法有離子交換樹脂法和膜分離法。離子交換樹脂法是利用樹脂中的鈉離子(Na?)與水中的鈣、鎂離子進(jìn)行交換,從而去除水中的鈣、鎂離子,降低水的硬度。膜分離法主要是通過(guò)納濾膜對(duì)水中的二價(jià)離子進(jìn)行選擇性截留,達(dá)到軟化水的目的。
主要用途:軟化水廣泛應(yīng)用于工業(yè)鍋爐、中央空調(diào)、熱交換器等設(shè)備的補(bǔ)水,以防止設(shè)備內(nèi)部結(jié)垢,提高熱交換效率,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。在日常生活中,軟化水也可用于洗滌,能減少洗滌劑的用量,使衣物更加柔軟,同時(shí)還能避免在管道和器具中形成水垢。
三、脫鹽水
定義:脫鹽水是指將鹽分除去或降低到一定程度的水,其含鹽量為 1 - 5mg/L,或電導(dǎo)率為 0.1 - 1.0μs/cm。
處理工藝:脫鹽通常采用離子交換樹脂法、反滲透法、電滲析法等。離子交換樹脂法通過(guò)強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹脂和強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂,去除水中的各種陽(yáng)離子和陰離子,實(shí)現(xiàn)脫鹽。反滲透法是利用半透膜的原理,在壓力作用下,使水通過(guò)半透膜而鹽分等雜質(zhì)被截留,從而達(dá)到脫鹽的目的。電滲析法則是利用離子交換膜對(duì)陰陽(yáng)離子的選擇透過(guò)性,在外加電場(chǎng)的作用下,使水中的離子定向遷移,從而實(shí)現(xiàn)水的脫鹽。
主要用途:脫鹽水常用于對(duì)水質(zhì)要求較高的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程,如電子工業(yè)中的清洗用水、化工生產(chǎn)中的反應(yīng)用水等。在電子工業(yè)中,脫鹽水可用于清洗半導(dǎo)體芯片等精密電子元件,避免水中的鹽分對(duì)元件造成腐蝕和污染。
四、純水
定義:純水是指將強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)去除或降低到一定程度的水,其含鹽量小于 1mg/L,或電導(dǎo)率為 0.1 - 1.0μs/cm。
處理工藝:制備純水的工藝通常包括預(yù)處理(如過(guò)濾、吸附等)、反滲透、離子交換混合床等。預(yù)處理用于去除水中的大顆粒雜質(zhì)、有機(jī)物和余氯等,為后續(xù)的深度處理創(chuàng)造條件。反滲透是去除水中離子和小分子有機(jī)物的關(guān)鍵步驟,能有效降低水的含鹽量和電導(dǎo)率。離子交換混合床則進(jìn)一步去除反滲透出水中殘留的微量離子,使水質(zhì)達(dá)到更高的純度。
主要用途:純水在制藥行業(yè)用于制備注射用水、口服液等藥品,在實(shí)驗(yàn)室中作為分析測(cè)試、化學(xué)實(shí)驗(yàn)的用水,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在食品飲料行業(yè),純水用于生產(chǎn)純凈水、飲料等,保證產(chǎn)品的質(zhì)量和口感。
五、超純水
定義:超純水是指將導(dǎo)電介質(zhì)幾乎完全除去,同時(shí)不溶解的氣體、膠體以及有機(jī)物質(zhì)(包含細(xì)菌等)也被去除至很低的程度。超純水的含鹽量小于 0.1mg/L,電導(dǎo)率為 0.1 - 0.055μs/cm,電阻率(25℃)>10 兆歐;理想純水電導(dǎo)率為 0.05μs/cm,電阻率(25℃)為 18.3 兆歐。
處理工藝:超純水的制備通常是在純水制備工藝的基礎(chǔ)上,增加拋光混床、超濾、紫外線殺菌、終端微濾等精處理工藝。拋光混床用于進(jìn)一步去除水中的微量離子,使水質(zhì)更加純凈。超濾可去除水中的膠體、大分子有機(jī)物和細(xì)菌等。紫外線殺菌能有效殺滅水中殘留的微生物。終端微濾則用于截留水中的微小顆粒和細(xì)菌,確保超純水的質(zhì)量。
主要用途:超純水主要應(yīng)用于對(duì)水質(zhì)要求極高的領(lǐng)域,如半導(dǎo)體芯片制造、高端科研實(shí)驗(yàn)、光學(xué)鏡片清洗等。在半導(dǎo)體芯片制造過(guò)程中,超純水用于光刻、蝕刻等關(guān)鍵工序,其純度直接影響芯片的性能和良品率。在高端科研實(shí)驗(yàn)中,超純水作為溶劑和反應(yīng)介質(zhì),能保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
了解原水、軟化水、脫鹽水、純水和超純水的定義、特點(diǎn)及應(yīng)用,有助于在不同的用水場(chǎng)景中選擇合適的水質(zhì),滿足生產(chǎn)和生活的需求。同時(shí),根據(jù)不同的水質(zhì)要求,選擇合理的水處理工藝,對(duì)于提高水資源的利用效率和保障用水安全具有重要意義。