|
Дата: 13.07.2024 г. Цена: 24 руб. Деионизированная вода: что это такое
Деионизированная вода - это вода, из которой удалены все отрицательные и положительные ионы, то есть все растворенные соли. В таком состоянии она считается наиболее близкой к абсолютной химической чистоте. В теории термин "деионизация" подразумевает удаление только заряженных частиц. Например, вода, из которой убраны все растворенные соли, но остались спирты, масла и другие вещества, неспособные переносить заряд, будет считаться деионизированной. Однако на практике такая жидкость вряд ли найдет применение. Поэтому деионизированная вода для технологических целей подвергается глубокой очистке, и ее состав контролируется по широкому перечню показателей. Из нее удаляют абсолютно все примеси, в том числе незаряженные частицы любой степени дисперсности: твердые вещества, жидкости и газы, органика и биологические загрязнения.
Деионизированную воду получают при помощи ионообменных смол (катионитов и анионитов), которые поглощают примеси и заменяют их на ионы H+ и OH- - диссоциированную H2O.
Стандарты и требования к составу деионизированной воды
В России состав деионизированной воды регламентируется ОСТ 11.029.003-80. В США применялся стандарт ASTM D-5127-90, который в 2013 году был заменен на ASTM D-5127-13. Однако многие зарубежные производители оборудования для водоочистки продолжают пользоваться более старой версией стандарта при составлении ТУ по ГОСТу.
Требования к получению деионизированной воды представлены в следующей таблице.
Основной показатель качества деионизированной воды - удельное электрическое сопротивление. Чем оно выше, тем лучше степень очистки. ОСТ 11.029.003-80 разделяет деионизированную воду на три класса:
вода деионизованная марки А - ультрачистая вода с удельным сопротивлением 18 МОм × см, которая прошла несколько ступеней фильтрации, обратный осмос, стерилизацию и финишную деионизацию.
деионизированная вода класса Б - чистая вода, получаемая из очищенной путем финишной деионизации и обеззараживания.
деионизованная вода марки В - очищенная на установках промышленного класса из исходной (водопроводной, скважинной) воды.
На многих промышленных предприятиях действуют внутренние или отраслевые стандарты, которые регламентируют общее солесодержание (TDS), перманганатную окисляемость, общий (TOC) или растворенный (DOC) органический углерод или другие параметры качества воды в соответствии с ее применением.
Деионизированная вода и дистиллированная: в чем разница
Большинство людей, которые не имеют отношения к водоподготовке, не различают, что такое дистиллированная и деионизированная вода. Давайте разбираться.
Дистилляция - выпаривание с последующей конденсацией, или перегонка - один из наиболее древних способов обессоливания воды, освоенных человеком. Этот процесс можно наблюдать и в природе. Дождь и роса - натуральные дистилляты, которые образуются в результате атмосферных явлений. В промышленности для перегонки используется специальная установка - дистиллятор. Он состоит из двух герметичных емкостей, соединенных паропроводом: испарителя и конденсатора. В первой вода нагревается до кипения, а во второй пар охлаждается до точки росы.
Основные преимущества дистилляции - простота организации процесса и относительно невысокая стоимость оборудования. В процессе перегонки не требуется дозирования реагентов, а большинство микроорганизмов погибает при нагреве. Дистиллятор может работать в условиях лаборатории, промышленного объекта или квартиры. Бытовые установки для перегонки есть в открытой продаже.
Однако у этого метода есть ряд существенных недостатков:
* Энергозатраты. Вода отличается высокой удельной теплоемкостью. Ее нагрев и испарение характеризуются высокими затратами энергии, которая затем выделяется в процессе конденсации. Для небольших установок лабораторного класса отведение тепла - не проблема. В промышленных дистилляторах нужна организация водовоздушного контура охлаждения, что делает установку громоздкой и дорогой.
* Эксплуатационные затраты. На внутренних поверхностях испарителя образуются отложения. Их количество зависит от исходного солесодержания воды. Испарителю требуется регулярная промывка, иначе его КПД значительно снижается.
В отличие от дистилляции установки по получению деионизированной воды пользуются большей популярностью.
Получение деионизированной воды - это заключительная стадия многоступенчатого и сложного процесса водоподготовки. Здесь используется широкий перечень оборудования. Типовая промышленная установка для получения деионизированной воды класса А состоит из следующих элементов:
* предподготовка, включающая в себя удаление механических примесей, железа и марганца;
* двухступенчатого обратного осмоса;
* мембранной дегазации;
* электродеионизации;
* обеззараживания и дожига органики интенсивным УФ излучением;
* финишного получения деионизированной очищенной воды на ионообменных смолах.
Деионизированная вода - один из самых сильных растворителей и сорбентов. При контакте с любым потенциальным загрязнителем она тут же теряет свои свойства. Системы распределения и хранения готового продукта требует применения высокоочищенных инертных материалов. Емкости и трубопроводы изготавливаются из гомогенизированного (PP-H) и натурального (PP-N) полипропилена или поливинилдефторида (PVDF).
В системах раздачи организуют непрерывное обеззараживание воды. Предъявляются высокие требования к их проектированию и качеству монтажа. В системах не должно быть застойных зон. Соединение труб выполняется при помощи бесшовной сварки по технологиям BCF или IR.
Что лучше деионизированная вода или дистиллированная вода
При помощи дистилляции невозможно получить воду такого же качества, как на установках получения деионизированной воды по следующим причинам:
* Пар - это не газ. Это смесь газообразной воды с мелкодисперсными каплями жидкости. В процессе кипения пузырьки пара захватывают капли жидкости с растворенными в ней минералами и переносят их в конденсатор. При медленном выпаривании дистиллята образуется сухой остаток. В установках для получения деионизированной воды его нет.
* Вещества, температура кипения у которых близка к 100 °C, конденсируются в дистилляте вместе с водой. В процессе перегонки концентрация некоторых из них может даже повыситься.
* Растворенные в воде газы удаляются только частично.
* В отличие от деионизованной, существует также проблема вторичного загрязнения дистиллированной воды. Контакт с воздухом и тарой снижает качество дистиллята.Сферы применения воды деионизированной
Системы получения деионизированной воды используются во многих отраслях промышленности, а именно:
* Деионизованная вода для микроэлектроники. В электронной отрасли деионизированная вода используется при изготовлении печатных плат, полупроводниковых элементов и интегральных микросхем, ЖК дисплеев, солнечных батарей.
* Деионизированная вода для лабораторий. Многие виды исследований требуют применения чистых растворителей. Свойства деионизированной воды позволяют использовать ее в производственных, аналитических и медицинских лабораториях.
* Деионизированная технологическая вода. Деионизированная вода используется в установках промышленной хроматографии, фотолитографии, гальваники, плазмохимии и других наукоемких производствах.
* Деионизированная вода для системы охлаждения. Ультрачистая вода используется в замкнутых контурах теплообменных систем, где не допускается образование отложений или выделение растворенных газов.Свойства деионизированной воды
Качество деионизированной воды определяется следующими показателями:
* Удельное электрическое сопротивление деионизованной воды. Этот показатель измеряется кондуктометром. Для контроля сопротивления деионизированной воды нужны высокоточные приборы с электродами из определенных материалов. Обычно кондуктометры встраиваются в установки для очистки.
* Общий органический углерод. Этот показатель важен для деионизированной воды, которая применяется в фармакологии и теплоэнергетике. Наиболее жесткие требования к содержанию общего органического углерода (1 - 2 мкг/дм3) предъявляют предприятия микроэлектроники.
* Водородный показатель pH. Его значение должно быть равно 7. Однако из-за низкой электропроводности деионизированной воды его сложно измерить. Водородный показатель быстро изменяется при контакте с воздухом из-за поглощения углекислого газа и за несколько минут может снизиться с 7 до 4,5.
* Коллоидные соединения. Главный источник коллоидных соединений в деионизированной воде - оксид кремния. Превышение норм по силикатам снижает качество полупроводников и чипов на основе кремния. Поэтому его содержание в воде для микроэлектроники нужно отслеживать постоянно.
* Соединения бора. Бораты используются в технологических процессах при производстве полупроводниковых компонентов. Однако их наличие в воде для промывки пластин кремния не допускается.
|
