一、蒸餾
蒸餾法脫鹽是一種最古老的方法,由于能耗大,大多數的工業應用都不會采用此法。但由于醫藥工業用水有除熱原的特殊要求,我國藥典中規定對人輸液用水必須經過蒸餾處理。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,它利用半透膜(反滲透膜)來實現濃、淡分離。它具有能耗低、效率高和易操作等優點,目前廣泛應用于水的脫鹽。
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。目前工業應用的反滲透膜有醋酸纖維素膜(CA)、芳香聚酰胺膜(PA)和復合膜(TFC)等。其中CA和PA膜的表層和支撐層為同一材料,經一次制作而成,而TFC膜的表層和支撐層為兩種材料,經兩次制作合成。因此TFC膜以其良好的滲透性、高的脫鹽性和優良的耐壓實性得到廣泛的應用。
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脫鹽中應用;中空纖維式雖膜裝填密度最高但極易堵塞,應用也較少。目前應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。它具有脫鹽效率高、工藝成熟和易操作等優點,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床式和混合床兩種型式。
復床式為陽離子交換器與陰離子交換器串聯組合(當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,它可以被看做無數個復合床的串聯組合,因此能達到非常高的脫鹽效率,使產水電阻率達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中,為了保證超純水水質采用不再生式混合床。混合床內裝填的是精處理離子交換樹脂,失效后不進行再生直接更換新的精處理樹脂。精處理離子交換樹脂應滿足下列基本要求。
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、陰離子交換膜進入兩側的濃室,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)是在電滲析基礎上發展起來的除鹽技術。它是在電滲析的淡室內填充陽、陰混合離子交換樹脂,集電滲析、離子交換和電再生技術為一體。淡室內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,故也稱連續脫鹽(CDI)。