超纯水机纯化柱的柱容量越高越好吗?

文章出处:网络 人气:发表时间:2021-11-02

经常有实验室的用户,咨询纯化柱的使用寿命,更换周期等问题,要想真正理解为什么纯化柱需要定期更换,有几个概念一定要清楚:

1.什么是纯化柱的交换容量?

· 交换容量是指离子交换树脂能提供交换离子的总量,又称为总交换容量,它反映离子交换树脂与溶液中离子进行交换的能力,这个值只和离子交换树脂本身的性质有关。在实际上,交换容量不仅与所用的离子交换剂有关,还与实验条件(如流速,流路等)有很大的关系,称之为有效交换容量(或动态交换容量),比理论计算所得的总交换容量低。这两者的单位都是mol/g。

2.有效交换容量如何测定?

· 测定方法:装有一定数量离子交换树脂的纯化柱,进口水管与蠕动泵连接,出口水管连接电导率检测仪。测定时,通过蠕动泵,将预先配置好的一定浓度的NaCl溶液输入到纯化柱,然后检测纯化柱出口溶液的电导率,当其数值高于设定值时,记录消耗的NaCl溶液的体积,计算后得到离子交换树脂的有效交换容量。

3.什么是纯化柱的柱容量?

· 纯化柱中所装填的离子交换树脂的总交换容量,就称为柱容量。柱容量同样分为总交换柱容量和有效柱容量,通常用可交换NaCl的克数来进行评估。 每个实验室纯水机厂家纯化柱设计不同,装填量不同,柱容量会有差别。

常规而言,纯化柱的柱容量在36 g NaCl的水平是正常的。

4.过水量是什么意思?如何计算?

纯化柱的过水量指的是它能够生产的量。过水量可以用下面的公式来计算:

式中:V——过水量,L

E:超纯化柱的有效交换容量,g

n:超纯化柱的数量

a:进水的离子含量,g/L

b:进水的CO2量,g/L

如果一支超纯化柱(n=1),其有效交换容量为39 g NaCl(E=39),进水为EDI纯水,电导率为0.1 μS/cm(计算a=0.05*10-3),EDI纯水CO2为0(b=0)。计算得出理论上该超纯化柱过水量为780000 L。

可见纯化柱的过水量与其中离子交换树脂的装填量和进水水质有关,进水水质越差,对离子交换树脂的消耗越快,纯化柱的更换周期也就越快。如果仅凭介绍装填量高,推论出纯化柱寿命长的说法,其实是有失偏颇的。

5.柱容量或者过水量是否越高越好?

有些厂家会将高过水量作为产品的卖点,有的纯化柱甚至会超过60 g NaCl的水平,这样确实是优势吗?

并非如此!柱容量高其实是容易做到的,但过高柱容量的做法其实并不可取。

a)纯水机工作时,随原水进入的微生物会渐渐富集在纯化柱上,这个吸附过程是一个吸附-解离的平衡过程,而且这些细菌在代谢中还会释放大量的TOC、热原等杂质,对水质产生很大影响。

b)纯化柱使用超过一年,即使离子交换能力尚有,但微生物滋生的几率大大提高,水质污染的风险扩大,这时就需要马上更换纯化柱。

· 通常纯水机中,为了达到水质和成本较好地平衡,超纯化柱更换有两个报警限:①使用时间1年,②过水量;哪个条件先突破,都表示纯化柱需要尽快更换;

· 柱容量过高,水质不达标更换纯化柱时,会有相当数量未使用完的离子交换树脂不得不被扔弃,对使用成本是一种浪费。

所以,不是柱子交换能力/过水量越高越好,而是理性平衡柱容量/使用成本之间的关系更为重要。这就是为什么市场中,一些大品牌不会将这个参数作为自己产品推广噱头的原因。

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