Системы деионизации

Деионизация воды — это удаление из неё заряженных частиц — ионов. Деионизация не подразумевает обязательное удаление неионных примесей, но, как правило, деионизированная вода имеет высокие показатели чистоты и по другим параметрам.

Деионизированная вода — это специальный высокотехнологичный продукт с конкретными параметрами и определённой областью применения. Основными потребителями такой воды являются:

• исследовательские и аналитические лаборатории (химические, микробиологические, медицинские);
• медицина;
• сельское хозяйство;
• энергетика.

Поскольку основным критерием качества деионизированной воды является остаточное количество ионов, определяющих её электропроводность, в качестве контролируемого параметра используется удельное электрическое сопротивление воды. Для воды, в которой кроме ионов (Н+) и (ОН-), образующихся в результате автопротолиза самих молекул воды, практически отсутствуют другие заряженные ионы, удельное сопротивление составляет около 18 МОм*см (при 25°С).

Наряду с термином «деионизация» в водоочистке используется термин «деминерализация» воды. По сути, «деионизация» является частным случаем «деминерализации», так как под минерализацией воды понимают сумму растворённых в ней солей и определяют её кондуктометрически (измеряя электропроводность). На практике же деионизированной водой называют, как правило, воду более высокой степени очистки, чем просто деминерализованная.

Существует нескольких промышленных способов деминерализации (деионизации) воды:

• дистилляция — испарение и последующая конденсация воды. Самый старый способ очистки воды, используемый человеком. Природный процесс дистилляции воды всегда у нас перед глазами – это процесс образование облаков.

• ионный обмен — процесс замены в воде катионов (положительно заряженных ионов) на ионы водорода (Н+), а анионов на ионы гидроксила (ОН-), которые соединяясь образуют молекулу воды. Этот процесс происходит на специальных синтетических материалах – ионообменных смолах, которые умеют обратимо связывать ионы.

• обратный осмос — процесс очистки воды, осуществляемый путем фильтрации под внешним давлением через полупроницаемую мембрану. Обратноосмотическая мембрана – это синтетическая полимерная плёнка, способная пропускать молекулы воды и задерживать растворённые в ней соли. На данный момент обратный осмос – это самая востребованная технология очистки воды. Сложно назвать область деятельности человека, где не используется «обратноосмотическая» вода: от сельского хозяйства до атомной энергетики, и от бытовых фильтров до пищевой промышленности. Эта технология позволяет удалить из воды до 99% растворённых веществ.

• электродиализ — этот способ используют для обессоливания сильно минерализованных растворов, например, для опреснения морской воды. В электродиализе тоже используют мембраны. Но не обратноосмотические, а ионселективные мембраны двух типов: одни пропускают катионы, а анионы задерживают, другие - наоборот. В качестве движущей силы используется не давление, как в обратном осмосе, а электрическое поле. Однако этот метод применяется в водоочистке сравнительно редко.

• электродеионизация — шире применяется вариант электродиализа, который называют электродеионизацией. В этом методе главный недостаток процесса электродиализа – рост энергозатрат на перенос ионов при повышении степени деминерализации воды устраняется за счет использования диализных ячеек, наполненных ионообменными смолами, которые служат проводниками ионов в ячейках и полностью регенерируются в процессе работы установки. Электродеионизацию применяют как финишный этап обработки воды, после обратного осмоса, для получения ультрачистой воды стабильного качества с удельным сопротивлением 18-25 МОм*см.

В системах деионизации (деминерализации) воды используются одна или несколько из перечисленных выше технологий. Чаще всего — обратный осмос и ионный обмен.

Помимо отраслевых стандартов и технических требований, к воде, используемой в конкретных процессах, существует классификация лабораторной воды, которую удобно использовать при описании характеристик систем деионизации.

По этой классификации существует три типа лабораторной воды:

• Тип 3 — общелабораторная воды. Удельное сопротивление 0,2 – 0,5 МОм*см (при 25 °С). Используется для некоторых рутинных анализов, мытья лабораторной посуды, питания стерилизаторов и автоклавов.

• Тип 2 — Удельное сопротивление >1 МОм*см (при 25 °С). Используется для приготовления реагентов, в частности - буферных растворов, в клинических анализаторах, инкубаторах клеточных культур и тканей и т.д.

• Тип 1 — Удельное сопротивление 10-18 МОм*см (при 25 °С). Применяется для высокочувствительных лабораторных исследований, пробоподготовки для аналитических методов и т.д. Приготовление буферов и сред для культуры клеток и ЭКО. Получение реагентов для применения в молекулярной биологии (секвенирование ДНК, ПЦР). Получение растворов для электрофореза и блоттинга.

Системы деионизации воды APRO — это комплексные решения для получения ультрачистой воды. Широкий модельный ряд перекрывает практически весь диапазон потребностей, как по параметрам исходной воды, так и по техническим требованиям и производительности.