Woda demineralizowana (woda zdemineralizowana) to woda o wysokiej czystości, która jest praktycznie wolna od rozpuszczonych jonów, soli i minerałów. Jest ona wykorzystywana w wielu zastosowaniach przemysłowych, w których wymagane są wysokie standardy czystości. Obejmują one przemysł chemiczny i farmaceutyczny, wytwarzanie energii, elektronikę i produkcję żywności. W tym artykule szczegółowo omówiono zasady techniczne, metody produkcji, zastosowania i wyzwania związane z wodą demineralizowaną.
Spis treści
Definicja i właściwości wody dejonizowanej
Czym jest woda dejonizowana?
Woda demineralizowana to woda, która została pozbawiona prawie wszystkich rozpuszczonych soli, związków organicznych i zawiesin przy użyciu specjalnych procesów. Typowe parametry wody demineralizowanej to
Leitfähigkeit: < 1 µS/cm (je nach Anwendung sogar < 0,1 µS/cm).
Gesamtgehalt gelöster Feststoffe (TDS): < 0,1 mg/l.
Stężenie jonów: Prawie brak anionów i kationów.
Wartość pH: Neutralne do lekko kwaśnego (6,5 do 7,0).
Różnice w stosunku do innych jakości wody
Woda ultraczysta: Jeszcze wyższy stopień czystości niż w przypadku wody demineralizowanej, szczególnie do zastosowań w przemyśle półprzewodników lub w laboratoriach medycznych.
Woda pitna: Zawiera rozpuszczone sole i minerały w stężeniach, które nie są dozwolone dla wody demineralizowanej.
Woda zdekarbonizowana: nadal zawiera sole, takie jak chlorki lub siarczany, które nie występują w wodzie zdemineralizowanej.
Zdjęcie: Nasz system odwróconej osmozy ALMA OSMO VE do produkcji wody demineralizowanej
Produkcja wody demineralizowanej
1. proces wymiany jonowej
W procesie wymiany jonowej woda przepuszczana jest przez specjalne żywice, które wymieniają jony (np. wapnia, magnezu, chlorku) na jony wodoru i wodorotlenku. Te reagują, tworząc czystą wodę (H₂O).
Wymieniacze kationów: Usuwają dodatnio naładowane jony, takie jak wapń (Ca²⁺) lub magnez (Mg²⁺).
Wymieniacz anionowy: Usuwa ujemnie naładowane jony, takie jak chlorki (Cl-) lub siarczany (SO₄²-).
Wymiennik jonowy ze złożem mieszanym: Połączenie obu procesów w jednym kroku.
Zdjęcie: Nasz system odwróconej osmozy do oczyszczania ścieków do ponownego wykorzystania wewnętrznego (Water-ReUse)
2. odwrócona osmoza (RO)
Odwrócona osmoza to ciśnieniowy proces membranowy, który usuwa do 99% rozpuszczonych substancji z wody. Jest on często wykorzystywany jako wstępny etap produkcji wody demineralizowanej, zwłaszcza gdy wymagane są wysokie wymagania dotyczące czystości.
3. elektrodejonizacja (EDI)
EDI łączy wymianę jonową i pole elektryczne w celu ciągłego wytwarzania wody dejonizowanej. Jest on stosowany po etapie RO w celu dalszego zmniejszenia przewodności.
Zdjęcie: Nasz system odwróconej osmozy do produkcji czystej wody, w tym system zmiękczania i elektrojonizacji
4. destylacja
W procesie destylacji woda jest odparowywana, a następnie skraplana. Proces ten skutecznie usuwa rozpuszczone sole, ale jest energochłonny i rzadko stosowany w przypadku dużych ilości wody demineralizowanej.
Zastosowania wody demineralizowanej
1. wytwarzanie energii
W elektrowniach woda demineralizowana jest używana jako woda zasilająca kotły, aby zapobiec tworzeniu się osadów i korozji w kotłach parowych. Wysoka czystość wody demineralizowanej przyczynia się do zwiększenia wydajności i trwałości systemów.
2. przemysł chemiczny i farmaceutyczny
Medium reakcyjne: Wiele reakcji chemicznych wymaga wody bez zanieczyszczeń, aby zapewnić jakość produktu.
Produkcja leków: Woda dejonizowana jest wykorzystywana do produkcji aktywnych składników farmaceutycznych oraz do systemów czyszczących.
3. przemysł spożywczy i napojów
Produkcja napojów: Woda demineralizowana jest stosowana w celu zapewnienia spójnych profili smakowych i wysokich standardów jakości.
Czyszczenie: Woda dejonizowana nie pozostawia osadów na urządzeniach produkcyjnych.
4. przemysł elektroniczny
Woda dejonizowana jest niezbędna w produkcji półprzewodników i płytek drukowanych. Służy jako woda do płukania i minimalizuje ryzyko zanieczyszczenia.
5. zastosowania laboratoryjne
W badaniach i rozwoju woda dejonizowana jest używana jako rozpuszczalnik i w procesach analitycznych, ponieważ zanieczyszczenia mogłyby zafałszować wyniki.
Wyzwania w praktyce
1. korozja
Ze względu na swoją czystość, woda dejonizowana ma wysoką rozpuszczalność i może powodować korozję metali. Dlatego konieczne jest stosowanie w rurach i zbiornikach materiałów odpornych na korozję, takich jak stal nierdzewna lub tworzywo sztuczne.
2. koszty operacyjne
Produkcja wody demineralizowanej wymaga dużych nakładów energii i środków chemicznych, zwłaszcza w przypadku wysokich wymagań dotyczących czystości.
3. zanieczyszczenie membrany i wyczerpanie żywicy
Etapy obróbki wstępnej, takie jak filtracja lub dekarbonizacja, są niezbędne, aby zapobiec zanieczyszczeniu i osadzaniu się kamienia w systemach odwróconej osmozy i wymiany jonowej.
4. regeneracja i utylizacja
Żywice jonowymienne muszą być regularnie regenerowane, w wyniku czego powstają stężone roztwory solanki. Przyjazna dla środowiska utylizacja tych ścieków jest ważnym aspektem.
Wnioski
Woda demineralizowana jest niezbędnym składnikiem wielu procesów przemysłowych, w których wymagane są wysokie standardy czystości. Wybór odpowiedniej technologii i staranne zaplanowanie stacji uzdatniania mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia stabilnej i ekonomicznej produkcji wody demineralizowanej. Nowoczesne systemy oferują innowacyjne rozwiązania minimalizujące zużycie energii i zmniejszające wpływ na środowisko.
Aby uzyskać więcej informacji na temat naszych produktów, prosimy skontaktować się z nami w dowolnym momencie!
