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Verfahrensprinzip der Ultrareinwasserausrüstung im Labor
Datum:2025-10-09Lesen Sie:5
Die Ultrareinwasserausrüstung im Labor ist eine professionelle Ausrüstung zur Entfernung verschiedener Verunreinigungen im Wasser durch einen mehrstufigen Behandlungsprozess mit einem Endleistungswiderstand von bis zu 18,2 MΩ · cm. Das Prozessprinzip basiert hauptsächlich auf Technologien wie physikalischer Filterung, Membrantrennung und Ionenaustausch, und das Arbeitsprinzip der einzelnen Phasen wird im Folgenden detailliert erläutert.
Überblick über die grundlegenden Arbeitsprinzipien
Labor-Ultrareinwasserausrüstungen verwenden in der Regel einen mehrstufigen Behandlungsprozess, der hauptsächlich die vier Hauptphasen der Vorbehandlung, der Reverse Osmose, des Ionenaustauschs und der Endbehandlung umfasst. Leitungswasser entfernt zunächst größere Partikel, Suspensionen und Teile von organischem Material durch eine Vorbehandlungseinheit, dann geht es in die Reverse Osmose-Einheit, um Ionen und Makromolekulare in Wasser zu entfernen, dann durch die Ionenaustauscheinheit, um die verbleibenden kleinen Ionen zu reinigen und zu reinigen, und schließlich durch UV, Ultrafiltration und andere Technologien, um sicherzustellen, dass Mikroben, organische Substanzen und Thermogene in ultrareinem Wasser die Anforderungen verschiedener experimenteller Anwendungen erfüllen.
Grundsätze der einzelnen Prozessphasen
1. Vorbehandlungsphase
Die Vorbehandlung ist der erste Prozess der Vorbereitung von ultrareinem Wasser, der hauptsächlich darauf abzielt, den Schlamm, den Rost, die Koloiden, die Suspensionen, die Farbtöne, die Gerüche und die biochemischen organischen Stoffe im Rohwasser zu entfernen. Die gängigen Vorbehandlungssysteme bestehen aus Quarzsandfilter, Aktivkohlefilter und Präzisionsfilter. Wenn die Härte im Rohwasser hoch ist, wird auch ein vollautomatischer Wasserweichmacher verwendet, um die Härte des Wassers zu reduzieren, so dass die nachfolgenden Reverse Osmose-Membrane effektiv geschützt und ihre Lebensdauer verlängert werden können.
Reverse Osmosis (RO) Phase
Reverse Osmose ist die Kernbehandlungseinheit von ultrareinen Wassergeräten, deren Grundprinzip darin besteht, auf der Seite des Rohwassers einen größeren Druck auszuüben als der natürliche Penetrationsdruck (in der Regel 6-20 kg), so dass Wassermoleküle von der Seite mit einer hohen Konzentration auf die Seite mit einer niedrigen Konzentration umgekehrt werden. Die Reverse Osmosis Membran ist sehr klein (ca. 0,0001 Mikrometer) und kann Bakterien, Viren, Schwermetalle und organische Substanzen effektiv aufhalten, und die Entsalzungsrate ist in der Regel ≥ 98%. Da die Apertur der Reverse Osmose-Membran weit kleiner ist als die von Viren und Bakterien mehrere hundert oder sogar tausendmal, können verschiedene Viren, Bakterien, Schwermetalle, feste lösliche Lösungen, verschmutzte organische Stoffe, Kalzium-Magnesiumionen und andere einfach nicht durch die Reverse Osmose-Membran gelangen, um den Zweck der Wasserreinigung zu erreichen.
3. Phase des Ionenaustausches
Die Ionenaustauschtechnologie dient zur weiteren Entfernung von Spurionen, die nach einer Reverse Osmose-Behandlung verbleiben. Das Prinzip besteht darin, das Cationienaustauschharz zu verwenden, um das Cationien aus dem Wasser zu entfernen und H+ freizugeben, das Anionen entfernen und OH- freizugeben, wobei H+ mit OH- verbunden ist, um reines Wasser zu erzeugen. Cationientauschharz (z. B. Sulfonsäuretyp) adsorbiert Ca 2 +, Mg 2 +, H + freisetzt; Anionen wie Cl-, SO4²-, etc. werden durch Anionen des Anionen-Austauschsharzes (z. B. Quadratammonium) adsorbiert und OH- freigesetzt. Schließlich werden H+ und OH- zu H2 O gebunden und deionisiert.
Elektrodäionisierungstechnologie (EDI)
EDI ist eine fortschrittliche Technologie, die die Elektrolyse-Membrantrennungstechnologie mit der Ionenaustauschtechnologie organisch kombiniert. Der EDI-Membranenreaktor besteht hauptsächlich aus abwechselnd angeordneten Kationenaustauschfilmen, Konzentrationskammern, Anionenaustauschfilmen, Süßwasserkammern und positiven und negativen Elektroden. Unter der Wirkung des Gleichstromfeldes bewegen sich die Kationen und Anionen im Ionenaustauschharz in der Süßwasserkammer entlang des Harz- und Membranformungskanals in Richtung der negativen und positiven Polen, die Kationen durch die Kationen-Austauschmembran und die Anionen durch die Anionen-Austauschmembran in die Konzentrationskammer, um dichtes Wasser zu bilden. Gleichzeitig EDI-Eingangswasser Cationionen und Anionen mit Ionenaustauschharz Wasserstoff-Ionen und Wasserstoff-Ionen austauschen, um ultrareines Wasser zu bilden. Der extreme Strom ermöglicht die kontinuierliche Regeneration von Ionenaustauschharzen durch eine große Menge an Wasserstoff- und Sauerstoffionen, die durch Wasserelektrolyse erzeugt werden.
3. Endverarbeitungsprozess
Nach der oben genannten Hauptprozessbehandlung muss das ultrareine Wasser auch endgültig behandelt werden, um die Standards für den Laborverbrauch zu erfüllen. Häufige Endverarbeitungsprozesse umfassen:
1, UV-Bakterizidation: Verwendung der bakteriziden Wirkung von UV-Strahlen, um Mikroben im Wasser zu töten und die biologische Sicherheit von ultrareinem Wasser zu verbessern.
Ultrafiltration: Verwenden Sie Filter mit einer Apertur von 0,1 μm oder kleiner, um mögliche Partikel und Thermogene zu entfernen.
3, Polieren Mischbett: Weitere Entfernung von Restionen, wodurch der Wasserwiderstand 15 bis 18,2 MΩ · cm erreicht wird.
Entfernung von TOC (Total Organic Carbon): Verringerung des organischen Stoffgehalts im Wasser durch spezielle Technologien.
4. Vergleich der technischen Merkmale
Die drei Kerntechnologien, die in Labor-Ultrareinwasserausrüstungen häufig verwendet werden, sind charakteristisch:
Reverse Osmose (RO): kann mehr als 99% der löslichen Salze, Koloiden, Mikroben und organischen Stoffe entfernen, aber nicht alle Ionen vollständig entfernen.
Ionenaustausch: Wasserreinheit ist hoch, aber Harz muss regelmäßig regeneriert werden, Betriebskosten sind hoch und keine Elektrolyten und Mikroorganismen entfernt werden können.
EDI-Technologie: Keine chemische Recycling erforderlich, kann kontinuierlich und stabil hochreines ultrareines Wasser produzieren, was die Betriebskosten und die Umweltauswirkungen verringert.
Moderne Labor-Ultrareinwasserausrüstungen verwenden in der Regel eine Vielzahl von Technologien, wie die Prozesslinie "Vorbehandlung - Reverse Osmose - EDI - Endbehandlung", um die Vorteile der verschiedenen Technologien zu nutzen, um eine effiziente, stabile und kostengünstige Ultrareinwasserproduktion zu erreichen.
