纯化水处理
 
       纯化水(去离子水或深度脱盐水） 指温度大于25°C时，电阻率大于0.1x10⁶ Ω*cm的水，英文名是Purity Water。
       纯化水以符合生活饮用水卫生标准的水为原水，通过蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法去除水中杂质后的水，其性状：为无色的澄明液体；无臭，无味。
 
       纯化水应用于食品、饮用、医药、化工、电子、电镀、锅炉等领域。
 
一、普通水所含杂质
（1）、电解质,包括带电粒子,常见的阳离子有Na⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺等，阴离子有Cl^-、HCO₃^-、SO₄^2-、CO₃^2-、ClO^-等;
（2）少量有机物；
（3）、颗粒物: 泥沙、微粒
（4）、微生物、胶体等
（5）、溶解气体     包括：N₂、O₂、Cl₂、H₂S、CO、CO₂、CH₄等;
所谓水的纯化，就是要去掉这些杂质。杂质去的越彻底水质也就越纯净。
 
二、水的纯化方法
 
1、蒸馏法
       按蒸馏器皿可分为玻璃、石英蒸馏器，金属材质的有铜、不锈钢和白金蒸馏器等。按蒸馏次数可分为一次、二次和多次蒸馏法。此外，为了去掉一些特出的杂质，还需采取一些特殊的措施。例如预先加入一些高锰酸钾可除去易氧化物，加入少许磷酸可除去三价铁，加入少许不挥发酸可制取无氨水等。蒸馏水可以满足普通分析实验室的用水要求。由于很难排除二氧化碳的溶入。所以水的电阻率是很低的，达不到MΩ级，不能满足许多新技术的需要。
 
2、离子交换法    主要有两种制备方式 
      A. 复床式      即按阳床—阴床—阳床—阴床—混合床的方式连接并生产去离子水，早期多采用这种方式，便于树脂再生。 
      B. 混床式    2-5级串联不等，混床去离子的效果好，但再生不方便。 
       离子交换法可以获得十几MΩ的去离子水。但有机物无法去掉TOC和COD值往往比原水还高。这是因为树脂不好或是树脂的预处理不彻底，树脂中所含的低聚物、单体、添加剂等没有除尽，或树脂不稳定，不断地释放出分解产物。这一切都将以TOC或COD指标的形式表现出来。例如，当自来水的COD值为2mg/L时，经过去离子处理得到的去离子水的COD值常在5-10mg/L之间。当然在使用好树脂时会得到好结果，否则就无法制备超纯水了。 
      结垢是影响锅炉寿命的主要因素，因此锅炉对水质的要求比较高。低压和中压锅炉对水质要求稍低而高压锅炉对水质要求非常高。凡能导致锅炉、给水系统及其他热力设备腐蚀、结垢及引起汽水共腾现象，使离子交换树脂中毒的杂质如溶解氧、可溶性二氧化硅、铁以及余氯等都应大部分或全部除去。在锅炉水处理中，锅炉补充水的离子交换水处理是最基本和最重要的水处理方法，但离子交换树脂失效后必须加碱或加酸进行还原，要产生大量的酸碱废水，直接外排不但污染环境而且费用高昂。
 
3、电渗析法 
       由于其能耗低，常作为离子交换法的前处理步骤。它在外加直流电场作用下，利用阴阳离子交换膜分别选择性的允许阴阳离子透过，使一部分离子透过离子交换膜迁移到另一部分水中去，从而使一部分水纯化，另一部分水浓缩。这就是电渗析的原理。电渗析是常用的脱盐技术之一。产出水的纯度能满足一些工业用水的需要。
4、反渗透法   
      目前它是一种应用最广的脱盐技术。反渗透膜能去除无机盐、有机物（分子量>500）、细菌、热源、病毒、悬浊物（粒径>0.1µm）等，产水的电阻率能较原水的电阻率升高近10倍。反渗透膜对杂质的去除能力见表1。
 
                                            表1  反渗透膜对杂质的去除能力

 
        常用的反渗透膜有醋酸纤维素膜、聚酰胺膜和聚砜膜等，膜的孔径为0.0001-0.001µm。反渗透的动力依赖于压力差。去除杂质的能力由膜的性能好坏和进出水比例决定。进出水的比例一般控制为10：6或10：7左右，杂质的去除率应在95-99.7%之间。
 
三、纯化水制备工艺流程
 
1、纯化水制备系统的组成
       纯化水的质量取决于源水的水质及纯化水制备系统的组成和处理能力。纯化水制备系统的配置应根据源水水质、水质变化、用户对纯化水质量的要求、投资费用、运行费用等技术经济指标综合考虑确定。
      纯化水制备主要由五个部分组成：预处理、初级除盐装置、深度除盐装置、后处理装置等。
       （1）预处理装置
       城市自来水中往往带有少量有机物和残余钙、镁离子，为了把这些杂志除去需要对原水进行预处理。预处理装置由原水泵、精砂过滤器、活性炭过滤器和软化器组成。
     （2）初级除盐装置
       初级除盐功能就是用一级RO方法除盐，它是由精密过滤器、高压泵、反渗透机壳、膜元件、操作控制箱组成。
     （3）深度除盐装置
       为了进一步除去水中残余的微量离子，需进行深度除盐处理。经过初级除盐处理后，纯化水的电导率在30us/cm，经二级RO处理后水质可提高至1-5us/cm。目前采用的深度除盐方法主要有混床处理、EDI装置处理。
　 （4）后处理模块装置
      常用的后处理设备有纯化水输送泵、紫外线灭菌装置、臭氧发生器等。
 
2、不同纯化方式具体流程
（1）采用离子交换方式，其流程如下:
 
      原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→阳树脂过滤床→阴树脂过滤床→阴阳树脂混床→微孔过滤器→用水点
 
（2）采用两级反渗透方式，其流程如下:
 
       原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→第一级反渗透 →PH调节→中间水箱→第二级反渗透(反渗透膜表面带正电荷)→纯化水箱→纯水泵→微孔过滤器→用水点
 
（3）采用EDI方式，其流程如下:
 
      原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→一级反渗透机→中间水箱→中间水泵→EDI系统→微孔过滤器→用水点