一、蒸馏
蒸馏法脱盐是一种最古老的方法,由于能耗大,大多数的工业应用都不会采用此法。但由于医药工业用水有除热原的特殊要求,我国药典中规定对人输液用水必须经过蒸馏处理。目前使用的蒸馏器主要有多效型和多级闪蒸型。
二、反渗透
反渗透是一种膜分离技术,它利用半透膜(反渗透膜)来实现浓、淡分离。它具有能耗低、效率高和易操作等优点,目前广泛应用于水的脱盐。
反渗透膜为厚度大约100μm的高分子聚合物,其中极薄的表层(大约0.04~0.1μm)为脱盐层,其余为微孔的支撑层。目前工业应用的反渗透膜有醋酸纤维素膜(CA)、芳香聚酰胺膜(PA)和复合膜(TFC)等。其中CA和PA膜的表层和支撑层为同一材料,经一次制作而成,而TFC膜的表层和支撑层为两种材料,经两次制作合成。因此TFC膜以其良好的渗透性、高的脱盐性和优良的耐压实性得到广泛的应用。
反渗透组件的基本形式有平板式、管式、卷式和中空纤维式四种。平板式和管式因其膜装填密度低很少在工业脱盐中应用;中空纤维式虽膜装填密度最高但极易堵塞,应用也较少。目前应用最广泛的是卷式反渗透组件。
(3)离子交换(IE)
离子交换法除盐是利用阳、阴离子交换树脂对水中阳、阴离子的交换作用,去除水中电解质。它具有脱盐效率高、工艺成熟和易操作等优点,失效的树脂需分别用酸、碱再生。
离子交换树脂为带有离子交换基团的有机合成的高分子交联聚合物小球(粒径0。3~1.2mm)。离子交换树脂分为阳、阴两大类,根据其酸、碱性的强弱又可分为弱酸、强酸阳离子交换树脂和弱碱、强碱阴离子交换树脂。
纯水制造工艺所用离子交换装置主要有复床式和混合床两种型式。
复床式为阳离子交换器与阴离子交换器串联组合(当原水中碱度较高时在阳、阴离子交换器之间增加二氧化碳脱气塔),作为纯水制取的初级脱盐。
混合床将阳、阴离子交换树脂按一定比例均匀混合装填在一个交换器内,它可以被看做无数个复合床的串联组合,因此能达到非常高的脱盐效率,使产水电阻率达到或接近理论纯水的电阻率(25℃时18.24MQcm)。
在超纯水制造的最后精处理系統中,为了保证超纯水水质采用不再生式混合床。混合床内装填的是精处理离子交换树脂,失效后不进行再生直接更换新的精处理树脂。精处理离子交换树脂应满足下列基本要求。
树脂有高的交换容量
树脂的有机物溶出量极低。
树脂粒度均匀,床层压降小。
(4)电渗析(ED)
电渗析法除盐是利用离子交换膜对阳、阴离子的选择透过性,在直流电场作用下将水中电质脱除的过程。其工作原理是在电场作用下,水中阳、阴离子分别向负极和正极迁移,淡室中的阳、阴离子分别透过阳、阴离子交换膜进入两侧的浓室,而浓室中的阳、阴离子分别被阴、阳离子交换膜挡回,淡室出水即为脱盐水。由于电渗析水的回收率低、维护较麻烦,目前在超纯水制造中已较少使用。
(5)电脱盐(EDI或CDI)
电脱盐(EDI)是在电渗析基础上发展起来的除盐技术。它是在电渗析的淡室内填充阳、阴混合离子交换树脂,集电渗析、离子交换和电再生技术为一体。淡室内的混合离子交换树脂将原水中的微量的阳、阴离子交换,并在电渗析的电场作用下将阳、阴离子分别透过两侧的离子交换膜,同时在电场作用下不断将水离解为H和OH“再生离子交换树脂。因此,它不像离子交换柱需要停下来再生,故也称连续脱盐(CDI)。
