Ham su, yumuşatılmış su, demineralize su, saf su ve ultra saf su nedir?

Doğal su veya belediye suyu her zaman "saf" değildir; çeşitli çözünmüş veya askıda kalan maddeler içerir. Farklı arıtma seviyelerine ve safsızlık giderme derecesine bağlı olarak, su birkaç seviyeye sınıflandırılabilir: ham su, yumuşatılmış su, demineralize su, Saf Suve ultra saf su. Bunlar, "nihai saflığa" giden yoldaki farklı duraklar gibidir.

1. Ham Su: Bu, hiçbir işleme tabi tutulmamış veya yalnızca ön fiziksel işlemden (örneğin, büyük parçacıkları uzaklaştırmak için çöktürme ve filtrasyon) geçirilmiş doğal kaynak suyudur. Sonraki tüm işlemlerin başlangıç ​​noktasıdır. Su Arıtma Süreciöyledir.

Başlıca kaynaklar arasında yüzey suları (nehirler, göller, barajlar), yeraltı suları (kuyu suyu), deniz suyu ve belediye şebeke suyu (bazen daha fazla arıtma için "ham su" olarak da kabul edilir) yer almaktadır.

Başlıca Özellikler:

Bol miktarda çözünmüş madde içerir: kalsiyum (Ca²⁺), magnezyum (Mg²⁺), sodyum (Na⁺), potasyum (K⁺), klorür (Cl⁻), sülfat (SO₄²⁻), bikarbonat (HCO₃⁻) ve diğer katyonlar ve anyonlar (topluca "tuzlar" veya "çözünmüş katılar" olarak adlandırılır, TDS).

Kolloidler ve askıda kalan parçacıklar (çamur, yosun, organik kalıntılar) içerir.

Mikroorganizmalar (bakteriler, virüsler), çözünmüş gazlar (oksijen, karbondioksit) ve organik madde (hümik asit, vb.) içerebilir.

"Sertlik" özelliği gösterir (esas olarak kalsiyum ve magnezyum iyonlarından kaynaklanır).

Nispeten yüksek iletkenlik (yüzlerce ila binlerce mikrosiemens/cm, μS/cm), düşük özdirenç.

Tipik arıtma süreçleri: pıhtılaşma, çöktürme, kum filtrasyonu, aktif karbon filtrasyonu (birincil arıtma).

Başlıca kullanım alanları: sulama, peyzaj düzenlemesi, bazı endüstriyel soğutma (daha az katı su kalitesi gereksinimleriyle), yumuşatılmış su, demineralize su ve diğer yüksek dereceli su arıtma işlemleri için ham su olarak. 1. İşlenmemiş ham su genellikle doğrudan içme suyu veya yüksek talep gerektiren endüstriyel işlemler için uygun değildir.

2. Yumuşatılmış su: Esas olarak sudaki sertliğe neden olan kalsiyum (Ca²⁺) ve magnezyum (Mg²⁺) iyonlarını giderir. Temel amacı kireç oluşumunu (kireç birikimini) önlemektir.

Arıtma işlemi: Esas olarak iyon değişimini kullanır. Su, sodyum tipi katyon değişim reçinesi içeren bir su yumuşatıcısından geçerken, sudaki Ca²⁺ ve Mg²⁺ reçine tarafından adsorbe edilirken, reçine suya eşit miktarda Na⁺ salar. Reçine doygun hale geldikten sonra, konsantre tuzlu su (NaCl çözeltisi) ile rejenere edilmesi gerekir.

Başlıca özellikler:

Sertlik önemli ölçüde azalır, hatta sıfıra yaklaşır; bu en önemli özelliktir.

Toplam çözünmüş katı madde (TDS) miktarında çok az değişiklik, hatta hafif bir artış görülmektedir. Bunun nedeni, kalsiyum ve magnezyum iyonlarının yerini yalnızca sodyum iyonlarının almasıdır; sudaki toplam tuz içeriği azalmaz.

Ham su ön arıtmadan geçirilmediği sürece, genellikle diğer iyonlar (Cl⁻, SO₄²⁻, HCO₃⁻ vb.) ve safsızlıklar (kolloidler, organik madde, mikroorganizmalar) hala mevcuttur.

İletkenlik genellikle ham suyun iletkenliğinden biraz daha yüksektir (çünkü sodyum iyonları kalsiyum ve magnezyum iyonlarından biraz daha iletkendir).

Başlıca kullanım alanları: Kazan besleme suyu (kireçlenmeyi önler), çamaşırhaneler (yıkama performansını artırır ve kıyafetlerin sertleşmesini önler), otel sıcak su sistemleri, ters ozmoz sistemleri için ön arıtma (membranı sert kireçten tıkanmaya karşı korur) ve bazı kimyasal işlemler (kireç önleme gereklidir). Yumuşatılmış su, içilebilir saf su ile aynı şey değildir!

3. Demineralize su: Suyun iyon içeriğini önemli ölçüde azaltmak amacıyla, çözünmüş tuzların (katyonlar ve anyonlar) çoğunun (genellikle >%90) uzaklaştırıldığı sudur.

Tedavi süreci:

İyon değişim yöntemi: Katyon değişim reçinesi (H⁺ tipi) ve anyon değişim reçinesi (OH⁻ tipi) seri veya karışık (karışık yatak) olarak kullanılır. Katyon değişim reçinesi katyonları adsorbe ederek H⁺ açığa çıkarır; anyon değişim reçinesi anyonları adsorbe ederek OH⁻ açığa çıkarır. H⁺ ve OH⁻ birleşerek su (H₂O) oluşturur. Bu, derin tuzdan arındırma için geleneksel bir yöntemdir.

Ters ozmoz (RO): Suyu yarı geçirgen bir membrandan geçirmek için yüksek basınç kullanır ve çözünmüş tuzların, organik maddelerin, kolloidlerin, mikroorganizmaların vb. çoğunu tutar. RO süzüntüsü tipik olarak çok düşük TDS değerine sahiptir ve tuzdan arındırılmış su elde etmek için en yaygın kullanılan ve temel teknolojidir.

Elektrodeiyonizasyon (EDI): Sürekli rejenerasyon ve derin tuzdan arındırma sağlamak için, iyon değişim reçinelerini doğru akım elektrik alanı altında haznelere doldurur. Genellikle ters ozmozdan sonra son işlem olarak kullanılır.

Pratik uygulamalarda, bunlar genellikle "RO + karışık yatak" veya "RO + EDI" gibi kombinasyonlar halinde kullanılır.

Başlıca özellikleri:

Çözünmüş tuz (iyon) içeriği son derece düşüktür. Toplam çözünmüş katı madde (TDS) genellikle 1-50 mg/L aralığındadır.

Çok düşük iletkenlik (tipik olarak 1-20 μS/cm aralığında), yüksek özdirenç (0,05-1 MΩ·cm).

Sertliğe neden olan iyonların çoğu uzaklaştırıldı.

İçerdiği su, ön arıtma ve RO/DI sisteminin bütünlüğüne bağlı olarak, az miktarda zayıf iyonize maddeler (silisik asit ve karbondioksit gibi), eser miktarda organik madde, kolloidler ve mikroorganizmalar içerebilir.

Başlıca kullanım alanları: Yüksek basınçlı kazan besleme suyu, kimyasal hammadde ve ürün hazırlama suyu, ilaç endüstrisi karıştırma suyu, genel laboratuvar cam eşya temizliği, elektronik endüstrisinde ön temizlik, pil elektrolit hazırlama vb.

4. Saf su: Bu, "demineralize su"dan daha geniş bir kavramdır ancak genellikle tuzdan arındırma gereksinimlerini içerir. Çoğu safsızlığı (sadece iyonları değil) gidermek ve belirli bir saflık standardına ulaşmak için birden fazla gelişmiş arıtma işleminden geçirilmiş suyu ifade eder. Saf su genellikle demineralize suya göre daha düşük seviyelerde mikroorganizma ve organik madde içerir.

Arıtma işlemleri: Demineralize su işlemlerine (örneğin RO, EDI) dayalı olarak, genellikle aşağıdakiler eklenir:

Ultraviyole (UV) sterilizasyon: Sudaki mikroorganizmaları öldürür.

Ultrafiltrasyon (UF): Daha küçük parçacıkları, kolloidleri ve mikroorganizmaları uzaklaştırır.

Aktif karbon filtrasyonu: Organik maddeleri, artık kloru ve kokuları derinlemesine giderir. Bazen karbondioksit gibi çözünmüş gazları uzaklaştırmak için bir gaz giderme adımı da içerir.

Başlıca Özellikler:

Demineralize suyun düşük iyon içeriğini (düşük iletkenliğini) miras alır.

Mikrobiyal sınırlar ve toplam organik madde (TOC) daha sıkı bir şekilde kontrol ediliyor.

Daha düşük partikül madde içeriği.

Daha istikrarlı su kalitesi, daha katı endüstri standartlarını (örneğin farmakope arıtılmış su standartları) karşılıyor.

Başlıca Kullanım Alanları: İlaç endüstrisi (enjeksiyonluk ilaçlar hariç), kozmetik üretimi, gıda ve içecek endüstrisi, yüksek teknoloji laboratuvar analizleri (HPLC mobil fazı, vb.), tıbbi diyaliz suyu, mikroelektronik endüstrisinde genel temizlik, vb. Saf su, genel olarak demineralize suyun daha yüksek bir standardı olarak kabul edilebilir ve mikroorganizmaların ve organik maddelerin kontrolüne önem verilir.

5. Ultra Saf Su: Bu, su saflığının zirvesidir. İyonlar, organik madde, partikül madde, mikroorganizmalar, çözünmüş gazlar (hatta silikon) vb. dahil olmak üzere sudaki neredeyse tüm safsızlıkları gidererek teorik olarak saf suyun sınırına ulaşır. Elektronik veya analitik amaçlar için en üst düzey sudur.

Arıtma Süreci: Saf su (veya derinlemesine demineralize edilmiş su) baz alınarak, son derece titiz bir son arıtma işlemi gerçekleştirilir:

Çok aşamalı karışık yatak/parlatma karışık yatak: Kalan eser miktardaki iyonları giderir.

Ultrafiltrasyon (UF)/membran filtrasyon: Nanoboyutlu parçacıkları, mikroorganizmaları ve pirojenleri uzaklaştırır.

UV oksidasyonu (UV 185nm+254nm): Mikroorganizmaları tamamen öldürür ve eser miktardaki organik maddeyi oksitleyerek parçalar (TOC'yi azaltır).

Gaz giderme membranı/vakumlu gaz giderme: Çözünmüş oksijen, karbondioksit ve diğer gazları uzaklaştırır.

Son hassas filtreleme: 0,04 veya 0,1 mikron filtreleme, partikül maddelerin standartlara uygun olmasını sağlar.

Sistemin tamamı, ikincil kirlenmeyi önlemek için yüksek saflıkta inert malzemeler (PVDF, PVP, vb.) kullanmaktadır.

Başlıca Özellikler:

Son derece düşük iletkenlik: Saf suyun teorik sınırına (25°C'de 18,2 MΩ·cm) yaklaşırken, özdirenç >18 MΩ·cm'dir.

TDS sıfıra yaklaşıyor.

Partikül madde miktarı (>0,1 μm) mililitre başına tek haneli rakamlara kadar sıkı bir şekilde kontrol edilmektedir.

TOC içeriği son derece düşüktür: tipik olarak ppb (μg/L) seviyesinde veya daha da düşüktür.

Mikrobiyal/bakteriyel endotoksin içeriği son derece düşüktür veya tespit edilemez düzeydedir.

Çözünmüş gaz (örneğin, O₂, CO₂) içeriği son derece düşüktür.

Suyun kalitesi son derece "hassas"tır; havaya maruz kaldığında hızla CO₂ ve partikül maddeyi emerek saflığının azalmasına yol açar; bu nedenle, üretildikten hemen sonra kullanılmalıdır.

Başlıca uygulama alanları: Entegre devre (çip) üretimi, yarı iletken silikon levha temizliği, fotolitografi işlemleri, sıvı kristal ekran paneli üretimi, ultra saf malzeme hazırlama, eser element analizi (ICP-MS) ve ileri düzey yaşam bilimleri araştırmaları (hücre kültürü, moleküler biyoloji) gibi son derece katı su kalitesi gereksinimlerine sahip yüksek teknoloji alanları.