
水纯化知识的概述(七)
水纯化技术
蒸馏
优点VS不足
优点:
可去除较广范围的杂质
储存期长
不足:
纯化速度缓慢
会将某些不定量的杂质带入冷凝水中
同样需要用经过预纯化的水作为给水
蒸馏水在长期储存期间极易被再次污染,因此需要悉心保存
既不经济也不环保 —— 需要用大量电力能耗进行加热,同时需要大量耗费原水进行冷却
蒸馏(Distillation)
蒸馏是一种历史悠久的水纯化方法。它通过将水先从液相变为汽相,然后又变回为液相来实现水与杂质的分离。每一次这样的转变都提供了一个将水与杂质分离的机会。水首先被加热到沸点,而水蒸汽上升到冷凝器中。在此用冷却水降低水蒸汽的温度,使其发生冷凝,然后收集和储存。在原理上,除了蒸汽压与水和共沸物的蒸汽压接近的杂质外,蒸馏可以去除其它所有类别的杂质。采用经过预处理的水可以最充分地发挥蒸馏的效力,因为这可以最大限度减少沉积和夹杂。
实验室蒸馏器不太可能对那些未经处理的原水进行足够的净化,尤其在有沉积现象发生的时候。因此,实验室蒸馏器使用的水往往都经过 RO 或离子交换工艺的预处理。实验室蒸馏器是连续工作的;随着锅炉中的水蒸发,便会有新的给水补充进来。为了尽量减少低挥发性杂质的污染,比如因为飞溅或因为表面或蒸汽夹带,必须要进行严格又精心地设计。蒸汽压比水高的杂质在蒸馏的冷凝阶段被去除。为了有效去除这些杂质,需要使用复合式(多级)冷凝器。多级冷凝器应用特别设计的多个隔离腔室平衡水蒸汽和沸水,这对于有效去除这些污染物是十分必要的。在蒸馏过程中,来自环境空气的杂质(比如尘埃、挥发物等等)也必须尽量减少。
像反渗透( RO) 一样,蒸馏也只能以缓慢的速度制取纯水,并且必须将蒸馏液储存起来供以后使用。蒸馏器非常耗能,制取 1 升水通常需要使用 1kW 的电力。根据蒸馏器的设计,蒸馏水的电阻率可能达到 1 MΩ-cm(因为空气中的 CO2 会溶解在蒸馏水中)。刚制取的蒸馏水是无菌的,但为了保持无菌性,需要将其盛装在无菌瓶中,并对其进行压力蒸汽灭菌;然而,一旦打开无菌瓶,它便会接触到细菌和其它气载杂质,因此其纯度也会迅速降低。
不同的纯化技术,每种都有自己的优点和局限。一些能够同时有效去除多种杂质,而另一些只能针对某种特定杂质降到极低水平。因此,如何选择合适的纯化方法需要以了解每一种纯化技术的优势和不足为基础。
——ELGA实验室纯水专家.
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