Ultrazuiver water is water van de hoogste kwaliteit dat vrijwel vrij is van onzuiverheden. Het wordt gebruikt in zeer gevoelige processen in de halfgeleiderindustrie, de farmaceutische industrie, laboratoria en bij het opwekken van energie. De productie en behandeling van ultrazuiver water vereist geavanceerde technologieën en een grondige kennis van de fysische en chemische eigenschappen van water. Dit artikel biedt een uitgebreide blik op de definitie, productie, toepassingen en uitdagingen van de omgang met ultrazuiver water.
Inhoudsopgave
Definitie en kwaliteitskenmerken van ultrazuiver water
Wat is ultrazuiver water?
Ultrazuiver water is water dat ontdaan is van bijna alle onzuiverheden zoals opgeloste zouten, organische stoffen, deeltjes, micro-organismen en gassen door middel van meerfasige zuiveringsprocessen. Het heeft extreem lage geleidbaarheidswaarden en een hoge chemische zuiverheid.
Kwaliteitsparameters van ultrazuiver water
Leitfähigkeit: < 0,1 µS/cm (oft bis zu 0,055 µS/cm bei 25 °C).
Weerstand: > 18,2 MΩ-cm.
TOC (Total Organic Carbon): < 1 ppb (parts per billion).
Partikelkonzentration: < 10 Partikel/ml (abhängig von der Größenkategorie).
Bakterienkonzentration: < 1 KBE (Kolonienbildende Einheit) pro 100 ml.
Opgeloste gassen: Concentratie van zuurstof en kooldioxide in het lagere ppb-bereik.
Productie van ultrazuiver water
1. voorbehandeling van het ruwe water
Voorbehandeling is de eerste stap in het verwijderen van grove onzuiverheden en omvat:
Zand- en actief koolfilter: Verwijdering van zwevende deeltjes, chloor en organische verbindingen.
Ontharden: Vermindering van de waterhardheid om kalkaanslag in downstreamprocessen te voorkomen.
Precipitatie: Verwijdering van zware metalen en colloïdale deeltjes.
Foto: Ons dubbele filtratiesysteem met zand en actieve kool
2. Omgekeerde osmose (RO)
Omgekeerde osmoseverwijdert tot 99 % van de opgeloste zouten en organische stoffen. Het dient als een centrale voorfase in ultrazuiver water en vermindert aanzienlijk de belasting van systemen stroomafwaarts.
3. elektrodeïonisatie (EDI)
EDI combineert ionenuitwisseling en elektrische velden om continu ionen te verwijderen. Deze technologie is bijzonder efficiënt en vermindert de behoefte aan chemicaliën voor harsregeneratie.
Foto: Ons ultrazuiver watersysteem met ontharding, omgekeerde osmose en EDI, voor kleine waterstromen
4. ultrafiltratie en microfiltratie
Membraantechnologieën verwijderen deeltjes, colloïden en micro-organismen. Ultrafiltratie wordt vaak gebruikt als laatste stap om de deeltjesconcentratie te minimaliseren.
5. polijsten door ionenuitwisseling en actieve kool
De laatste sporen van ionen en organische verbindingen worden verwijderd met behulp van gespecialiseerde harsen en actieve kool. Dit is een cruciale stap in het bereiken van ultrazuiver water.
6. UV-bestraling en ozonisatie
Deze processen verlagen het TOC-gehalte door organische stoffen te oxideren en desinfecteren tegelijkertijd het water.
Afbeelding: Ons selectieve ionenwisselaarsysteem met regeneratiesysteem
Toepassingen van ultrazuiver water
1. halfgeleider- en elektronica-industrie
Ultrazuiver water is essentieel voor het reinigen van wafers en de productie van microchips. Zelfs de kleinste onzuiverheden kunnen tot productiefouten leiden.
2. farmaceutische industrie
Water voor injectie (WFI): ultrazuiver water wordt gebruikt voor de productie van steriele oplossingen en voor reinigingssystemen.
Productie van geneesmiddelen: Ultrazuiver water dient als oplosmiddel en reactiemedium.
3. energiecentrales en energieopwekking
Ketelvoedingswater: Ultrazuiver water minimaliseert corrosie en afzettingen in stoomketels en verhoogt zo de efficiëntie.
Koelsystemen: Ultrazuiver water wordt gebruikt in gesloten koelsystemen om chemische reacties en kalkaanslag te voorkomen.
4. voedingsmiddelen- en drankenindustrie
Ultrazuiver water wordt gebruikt bij de productie van producten zoals babyvoeding, gedroogd voedsel en dranken. Het garandeert een constante kwaliteit en zuiverheid.
5. laboratoria en onderzoeksfaciliteiten
In analytische laboratoria wordt ultrazuiver water gebruikt voor chemische en biologische tests omdat het de resultaten niet verstoort.
Afbeelding: Ons omgekeerd osmose systeem voor grote waterstromen
Uitdagingen in de praktijk
1. corrosie door ultrazuiver water
Ultrazuiver water heeft een hoge oplosbaarheid en kan metalen aantasten. Systemen die in contact komen met ultrapuur water moeten daarom gemaakt zijn van corrosiebestendige materialen zoals roestvrij staal of kunststof.
2. hoge bedrijfskosten
De productie en het onderhoud van ultrazuiver water vereist energie-intensieve processen en continu onderhoud. De selectie van efficiënte technologieën kan de bedrijfskosten echter aanzienlijk verlagen.
3. biofouling en scaling
Ondanks de hoge zuiverheid kunnen micro-organismen en minerale afzettingen voorkomen. Regelmatige ontsmetting en voorbehandeling zijn nodig om deze problemen te voorkomen.
4. risico op besmetting
Zelfs de kleinste onzuiverheden kunnen de kwaliteit van ultrazuiver water aantasten. De systemen moeten daarom hermetisch worden afgesloten en continu worden gecontroleerd.
Technologische innovaties
1. real-time monitoring
Sensoren voor geleidbaarheid, TOC en deeltjesconcentratie maken nauwkeurige controle en onmiddellijke reactie op afwijkingen mogelijk.
2. hybride proces
De combinatie van technologieën zoals EDI en ultrafiltratie verhoogt de efficiëntie en verlaagt het energieverbruik.
3. zelfreinigende membranen
Innovatieve membranen met vuilwerende coatings verlagen de onderhoudskosten en verbeteren de levensduur.
Conclusie
Ultrazuiver water is een essentieel onderdeel van veel zeer gevoelige toepassingen in de industrie en het onderzoek. De productie ervan vereist geavanceerde technologieën en een nauwkeurige procesbeheersing. Met de toenemende eisen op het gebied van zuiverheid en duurzaamheid, ontwikkelen technologieën zich ook voortdurend om de efficiëntie te verhogen en de impact op het milieu te minimaliseren.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
