一、蒸餾
蒸餾法脫鹽是一種最古老的方法,由于能耗大,大多數(shù)的工業(yè)應(yīng)用都不會采用此法。但由于醫(yī)藥工業(yè)用水有除熱原的特殊要求,我國藥典中規(guī)定對人輸液用水必須經(jīng)過蒸餾處理。目前使用的蒸餾器主要有多效型和多級閃蒸型。
二、反滲透
反滲透是一種膜分離技術(shù),它利用半透膜(反滲透膜)來實現(xiàn)濃、淡分離。它具有能耗低、效率高和易操作等優(yōu)點,目前廣泛應(yīng)用于水的脫鹽。
反滲透膜為厚度大約100μm的高分子聚合物,其中極薄的表層(大約0.04~0.1μm)為脫鹽層,其余為微孔的支撐層。目前工業(yè)應(yīng)用的反滲透膜有醋酸纖維素膜(CA)、芳香聚酰胺膜(PA)和復(fù)合膜(TFC)等。其中CA和PA膜的表層和支撐層為同一材料,經(jīng)一次制作而成,而TFC膜的表層和支撐層為兩種材料,經(jīng)兩次制作合成。因此TFC膜以其良好的滲透性、高的脫鹽性和優(yōu)良的耐壓實性得到廣泛的應(yīng)用。
反滲透組件的基本形式有平板式、管式、卷式和中空纖維式四種。平板式和管式因其膜裝填密度低很少在工業(yè)脫鹽中應(yīng)用;中空纖維式雖膜裝填密度最高但極易堵塞,應(yīng)用也較少。目前應(yīng)用最廣泛的是卷式反滲透組件。
(3)離子交換(IE)
離子交換法除鹽是利用陽、陰離子交換樹脂對水中陽、陰離子的交換作用,去除水中電解質(zhì)。它具有脫鹽效率高、工藝成熟和易操作等優(yōu)點,失效的樹脂需分別用酸、堿再生。
離子交換樹脂為帶有離子交換基團的有機合成的高分子交聯(lián)聚合物小球(粒徑0。3~1.2mm)。離子交換樹脂分為陽、陰兩大類,根據(jù)其酸、堿性的強弱又可分為弱酸、強酸陽離子交換樹脂和弱堿、強堿陰離子交換樹脂。
純水制造工藝所用離子交換裝置主要有復(fù)床式和混合床兩種型式。
復(fù)床式為陽離子交換器與陰離子交換器串聯(lián)組合(當(dāng)原水中堿度較高時在陽、陰離子交換器之間增加二氧化碳脫氣塔),作為純水制取的初級脫鹽。
混合床將陽、陰離子交換樹脂按一定比例均勻混合裝填在一個交換器內(nèi),它可以被看做無數(shù)個復(fù)合床的串聯(lián)組合,因此能達(dá)到非常高的脫鹽效率,使產(chǎn)水電阻率達(dá)到或接近理論純水的電阻率(25℃時18.24MQcm)。
在超純水制造的最后精處理系統(tǒng)中,為了保證超純水水質(zhì)采用不再生式混合床。混合床內(nèi)裝填的是精處理離子交換樹脂,失效后不進(jìn)行再生直接更換新的精處理樹脂。精處理離子交換樹脂應(yīng)滿足下列基本要求。
樹脂有高的交換容量
樹脂的有機物溶出量極低。
樹脂粒度均勻,床層壓降小。
(4)電滲析(ED)
電滲析法除鹽是利用離子交換膜對陽、陰離子的選擇透過性,在直流電場作用下將水中電質(zhì)脫除的過程。其工作原理是在電場作用下,水中陽、陰離子分別向負(fù)極和正極遷移,淡室中的陽、陰離子分別透過陽、陰離子交換膜進(jìn)入兩側(cè)的濃室,而濃室中的陽、陰離子分別被陰、陽離子交換膜擋回,淡室出水即為脫鹽水。由于電滲析水的回收率低、維護較麻煩,目前在超純水制造中已較少使用。
(5)電脫鹽(EDI或CDI)
電脫鹽(EDI)是在電滲析基礎(chǔ)上發(fā)展起來的除鹽技術(shù)。它是在電滲析的淡室內(nèi)填充陽、陰混合離子交換樹脂,集電滲析、離子交換和電再生技術(shù)為一體。淡室內(nèi)的混合離子交換樹脂將原水中的微量的陽、陰離子交換,并在電滲析的電場作用下將陽、陰離子分別透過兩側(cè)的離子交換膜,同時在電場作用下不斷將水離解為H和OH“再生離子交換樹脂。因此,它不像離子交換柱需要停下來再生,故也稱連續(xù)脫鹽(CDI)。