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广东去离子超纯水的制备技术与工艺流程
去离子超纯水（Deionized Ultrapure Water, DIUPW）是指通过物理、化学或电化学方法去除水中几乎所有离子、有机物、颗粒物和微生物的高纯度水，其电阻率通常≥18.2 MΩ·cm（25℃），总有机碳（TOC）含量低于5 ppb，广泛应用于半导体、医药、实验室和分析化学等领域。以下是其制备的核心技术与详细工艺流程：
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一、原水预处理
去离子超纯水的制备需以市政自来水或地下水为原水，首先通过预处理去除大颗粒杂质和部分溶解物：
1. 多级过滤
- 砂滤：去除悬浮物、泥沙，采用广东石英砂或无烟煤滤料。
- 广东活性炭吸附：吸附余氯、有机物和异味，保护后续树脂和膜材料。
- 精密过滤：1~5 μm滤芯截留微小颗粒，防止堵塞反渗透膜。
2. 软化处理
通过钠型阳离子交换树脂置换Ca2?、Mg2?等硬度离子，防止反渗透膜结垢。
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二、核心纯化阶段
1. 反渗透（RO）脱盐
- 高压（10~15 bar）迫使水通过半透膜，去除90%~99%的离子、有机物和微生物。
- 产水电阻率约0.05~0.5 MΩ·cm，需配合阻垢剂和pH调节以优化效率。
2. 电去离子（EDI）技术
- 结合离子交换树脂和选择性离子膜，在直流电场作用下实现连续去离子：
- 阳离子（Na?、Ca2?）向阴极迁移并通过阳膜排出；
- 阴离子（Cl?、SO?2?）向阳极迁移并通过阴膜排出。
- 产水电阻率可达5~15 MΩ·cm，无需化学再生，环保高效。
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三、深度纯化与终端处理
1. 混床离子交换
- 填充氢型阳树脂和羟型阴树脂，进一步去除残余离子，使电阻率接近18.2 MΩ·cm。
- 需定期酸碱再生（适用于非EDI系统）。
2. 超滤（UF）与紫外线氧化
- 0.1~0.01 μm超滤膜：截留胶体、细菌和病毒。
- 185 nm紫外灯：分解TOC为CO?和H?O，降低有机物含量。
- 254 nm紫外灯：杀菌，防止微生物滋生。
3. 终端精滤
采用0.22 μm或0.1 μm除菌滤芯，确保无颗粒和微生物污染。
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四、系统设计与质量控制
1. 循环管路
- 采用316L不锈钢或PVDF材质，避免溶出离子。
- 设计闭环循环系统，防止水质劣化。
2. 在线监测
- 电阻率仪：实时监测水质（18.2 MΩ·cm为理论极限）。
- TOC分析仪：控制有机物含量（<5 ppb）。
- 颗粒计数器：监控≥0.1 μm颗粒物。
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五、应用与注意事项
- 半导体行业：清洗晶圆时需控制硼、硅等痕量元素。
- 制药行业：符合USP、EP和CP药典标准，确保无菌无热原。
- 维护要点：定期更换滤芯、清洗RO膜、校准传感器，避免系统污染。
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总结
去离子超纯水的制备是多重技术集成的过程，需根据原水水质和目标纯度选择工艺组合。现代系统趋向模块化设计，结合RO-EDI-UV等技术，实现高效、低耗的连续生产，满足高端领域对超纯水的严苛需求。
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