纯水

纯水 pure water

纯水和高纯水之泛称。

纯水为除去盐类并部分除去硅酸和二氧化碳等的水。

高纯水指盐类几乎完全去除，气体、胶体物质及有机物去除至很低程度的水。

纯水中剩余的含盐量应在1.0毫克/升以下，25℃时电阻率应为欧·厘米。高纯水的剩余含盐量应在0.1毫克/升以下，25℃时的电阻率应在欧·厘米以上。

纯水制备包括预处理、脱盐和后处理。

预处理

目的是全部或部分除去原水中的机械杂质、悬浮物、微生物、胶体、溶解气体及有机物等。

预处理包括凝聚、混凝过滤、吸附、软化、脱气和灭菌等工序。需要采取哪些预处理工序与原水成分、纯水制取方法有关。

清除原水中的泥沙、黏土、纤维素及微生物等，除自然沉降外还需加入混凝剂，如，以使胶状悬浮体沉降下来。

除去有机物、细菌等采用吸附法，吸附剂有活性炭和硅藻土等。为了提高下一脱盐工序的效率，在预处理过程中需对水进行软化。软化的方法有化学软化法和阳离子交换法。

脱盐

用于制取纯水和高纯水。方法主要有蒸馏、电渗析、反渗透和离子交换等。

蒸馏法

制取的水电阻率可达欧·厘米，纯度虽高，但效率低，成本高，难于大量生产。在纯水生产中已基本被离子交换等法取代。

电渗析法

利用离子交换膜的选择透过性，即阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过，在外加直流电场的作用下使两种离子交换膜之间的含盐水中的阳、阴离子，分别通过交换膜向阴、阳两极集中，膜间区的水为脱盐水。脱盐率达85％以上。

在制纯水过程中电渗析作为离子交换法的预处理工序，它比单独用离子交换法节约生产费用50％～90％。

反渗透法

在含盐水一侧施加大于渗透压的压力，含盐水中的水就会通过半透膜进入膜的淡水区，从淡水区引出的水为脱盐水。脱盐率可高达90％以上。

在现代纯水制备中，反渗透为离子交换法的预脱盐工序，可使下一工序离子交换树脂的负荷减少到1/10，从而使树脂产水量增加9～10倍。

反渗透法比电渗析法脱盐率高，但反渗透装置价格昂贵。

离子交换法

制取纯水需要强酸型阳离子交换树脂和强碱型银离子交换树脂。

树脂上的氢离子和氢氧根离子分别与水中的阳离子和阴离子进行交换，水中的阳离子和阴离子被交换到树脂上，交换下来的氢离子和氢氧根离子中和生成水。

用离子交换法制取纯水和高纯水，需要根据进水水质情况和用户对水质的要求选择离子交换器。

①复合离子交换器（又称复床）。复床式系统分单级复床和双级复床。

将装有强酸型阳离子交换树脂和装有强碱型银离子交换树脂的交换柱串联组成的设备称为单级复床。通过单级复床提纯的水含盐量降至5～10毫克/升以下，电阻率为欧·厘米（25℃）。水纯度不高，只能用于对水质要求不高的工业部门。

若将两个单级复床串联组成双级复床，水的剩余含盐量小于2毫克/升，电阻率为欧·厘米，则基本达到纯水要求。

②复床-混合床（阴阳两种树脂均匀混合而成）串联组成的设备。可制得剩余含盐量在0.1毫克/升以下、25℃时电阻率在欧·厘米高纯水。

复床-混合床是纯水制取中最为广泛采用的方法。

后处理

经上述工艺制得的纯水中往往还含有微粒及细菌等杂质。电子工业对这类杂质要求很严，必要时需进行微孔过滤，可除去纯水中的微米及亚微米级的细小悬浮物、颗粒、胶体物质等杂质。采用紫外线杀菌法消灭细菌。

纯水在现代工业中的重要性越来越大。在电子工业、核反应堆、高压锅炉、医药和科学实验等方面都需要纯水及高纯水。

摘自：《中国大百科全书（第2版）》第4册，中国大百科全书出版社，2009年