DI水制备.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,去离子水制备及废水处理,桂林电子科技大学职业技术学院,主要内容,去离子水的制备,废水处理,超纯气体与化学试剂纯度,去离子水简介,去离子水（,DI,，,D,eion,i,zation Water,）又称,高纯水或超纯水,，是指去除呈离子形式杂质后的纯水,将水中导电介质去掉，并将其中,不离解胶体、气体及有机物、生物细菌,等去除或降低到最低含量。,国际标准化组织,ISO/TC,给出的“去离子”定义为：“去离子水完全或不完全地去除离子状态物质，去离子过程主要采用,离子交换树脂处理方法,”,去离子水纯度,将水中阴阳离子完全去除是几乎不可能的，去离子水随离子浓度也有,纯度高低,之分，常用电阻率来衡量去离子水的纯度和质量。,每平方厘米,DI,水的电阻值转换为电阻率，随温度增加，去离子水电阻率越低，说明去离子水所含离子浓度越高，去离子水质量越差。,25,下，电阻率为,18,兆欧,.,厘米的去离子水是最理想生产用水。,目前，制备去离子水主要采用,Ro,（,Reverse osmosis,）,反渗透,法,制取,应用离子交换树脂去除水中阴离子和阳离子。,去离子水的制备,离子交换树脂是一类具有离子交换功能的高分子聚合物材料。在溶液中能将自身离子与溶液中的相应,“,同号,”,离子进行交换。按交换基团性质不同，离子交换树脂可分为,阳离子,交换树脂和,阴离子,交换树脂两类。,离子交换原理,一、,【,水通过阳离子交换树脂（,苯乙烯强酸阳离子树脂,），水中的阳离子被树脂吸收，树脂中的,H,离子被置换到水中，并与水中阴离子组合成,无机酸,】,二、,【,含无机酸的水再次通过阴离子交换树脂（,苯乙烯型强碱阴离子,），,OH,离子被置换到水中与水中,H,离子结合成水，即可获得去离子水,】,目的：去除水中的阴、阳离子，获得去离子水,交换装置,渗透与反渗透,【,渗透现象,】,：低浓度溶液中的水或其他溶剂通过半透性膜（,允许溶剂,【,水,】,分子通过，不允许溶质分子通过,）进入到较高浓度溶液中的现象,【,反渗透,】,又称逆渗透，以,压力差（渗透压）,为推动力，从,浓溶液中分离出溶剂,。根据各种物料所需的不同,渗透压,，可采用大于渗透压的反渗透达到,分离、提纯和浓缩,的目的。,渗透与反渗透,渗析作用,【,渗析,】,又称,透析,：一种以浓度差为推动力的,膜分离,操作，,利用膜对溶质的选择透过性,实现不同性质溶质的分离：,即利用,半透膜,能透过小,分子,和,离子,但不能透过,胶体粒子,的性质从,溶液,中除掉,杂质,小分子或离子的过程。,血液透析,利用半透膜原理，通过扩散、对流体内各种有害及多余代谢废物和过多,电解质,移出体外，达到净化血液的目的，并吸达到纠正水电解质及酸碱平衡的目的。,电渗析,在渗析作用基础上,外加直流电压,，电场作用下进行渗析，溶液中的带电溶质粒子（如离子）通过渗析膜迁移的现象称为,【,电渗析,】,。利用电渗析可以进行提纯和分离物质，电渗析法可以加速离子的迁移速度，达到,较快速度去除离子,的目的。,【,尽管电渗析法可以加速渗析速度，但由于其实现的是,离子反扩散,，因此其速度也是比较慢的,】,基本制备工艺,从普通自来水制备去离子水的基本步骤：,杂质过滤,反渗透膜离子交换,紫外杀菌,重复离子交换,基本工艺流程,【,预处理系统,】,回流阻止器、双介质过滤器（石英砂或无烟煤,/,碳过滤器）硬水软化系统,单层离子交换：初级,DI,水制备,废水处理,废水,(Wastewater),是指,居民活动过程,排出的水及,径流雨水,的总称。包括,生活污水,、工业污水和雨水径流,入排水管渠等其它无用水，指没有直接利用价值的水。,水质指标,（,1,）物理指标：,总固体、悬浮物、溶解物、浊度、色度、放射性、电导率,等,（,2,）化学指标：,生化,及化学需氧量、总需氧量、总有机碳含量、有机氮含量等。,（,3,）生物指标：细菌等微生物含量,废水处理法,集成电路产业涉及废水通常是工业废水，处理方法如下,:,【,物理方法,】,沉淀、筛选和离心分离,筛选,分子筛过滤；离心分离法,离心力作用；,【,化学方法,】,混凝、中和、氧化还原法,混凝：混凝剂吸附离散颗粒形成络合物；,【,物理化学法,】,吸附、萃取、离子交换、膜分离法等,【,生物法,】,利用,特殊微生物,消耗掉杂质微粒。,处理系统,废水处理作用过程,一级处理：处理悬浮固体、调整,PH,值、,【,预曝气,】-,利用,活性污泥,进行,污水处理,。池内提供一定污水停留时间，满足好氧微生物需氧量及污水与活性污泥充分接触的条件。,二级处理：大幅度去除水中胶体和溶解物状态的有机物：活性过滤法（,Activated Bio Filtration),和生物膜法,三级处理：去除水中残留的氮、磷等元素的高级处理：生物脱氮法、离子交换等。,超纯气体与化学试剂浓度,超纯气体,为了保证集成电路制造工艺过程的低缺点率和低污染率，纯度满足,IC,制造要求的气体称为超纯气体。,生产过程中，常采用给定的气瓶和管道颜色来存储和输运不同种类的气体：表,12-4,。,化学试剂纯度,化学纯（一般化学实验，中蓝，,99.5%,）；,分析纯（用于分析试验，金光红，,99.7%,），,优级纯（精密分析试验、深绿色标签，,99.8%,）、,电子纯（电子元件中使用的化学试剂，又称超净高纯试剂，金属含量极低，,99.99%,）,MOS,纯（特高纯，应用于深亚微米集成电路，金属杂质含量小于,1ppb,）,等离子体质谱纯、等离子体发射光谱纯、原子吸收光谱纯,表达溶液浓度时，单位：,ug/mL,；,表达固体中成分含量时，单位：,ug/g,或,g/t,Ppm,part per million,百万分之,10,的,6,次方,ppb,part per billion 10,亿分之,10,的,9,次方,ppt,part per trillion,万亿分之,10,的,12,次方,浓度表示单位,化学试剂纯度与盛放容器纯度有很大关系，因此容器也需根据,化学试剂纯度不同而采用不同材质制作。,