Nước khử khoáng hoặc khử ion được sử dụng cho nhiều phản ứng trong phòng thí nghiệm, rửa thiết bị trong phòng thí nghiệm, ứng dụng xử lý công nghiệp, v.v. Nước này đã được lọc sạch các ion, khoáng chất, vi khuẩn và các chất hữu cơ khác có thể có.

Bất kỳ chất gây ô nhiễm nào trong số đó đều có thể làm thay đổi các phản ứng hóa học, gây đóng cặn và ăn mòn hệ thống đường ống, đồng thời tạo ra một số vấn đề riêng cho các ứng dụng cụ thể. Sau khi được khử khoáng và khử ion, nước vẫn có thể gây hại cho hệ thống đường ống nếu chỉ định sai vật liệu vì nước tinh khiết trở nên phản ứng mạnh hơn.

Tìm hiểu về các trường hợp sử dụng, chất lượng và hệ thống đường ống nước tinh khiết ưa thích để giữ cho dòng nước của bạn không bị ô nhiễm và hệ thống đường ống của bạn hoạt động lâu hơn.

Nước khử ion hoặc nước khử khoáng là gì?

Nước khử khoáng hoặc khử ion đã được tinh chế và trung hòa. Điều này bao gồm việc loại bỏ các ion tích điện dương (cation), như canxi và magie, hoặc các ion tích điện âm (anion), chẳng hạn như clorua và sunfat.

Lý tưởng nhất là kết quả cuối cùng là nước hoàn toàn không có bất kỳ hạt tích điện nào, mang lại cho nước độ pH trung tính, điện trở suất cao và về cơ bản không có chất rắn hòa tan.

Bằng cách sử dụng nước khử ion, người dùng đảm bảo mọi ion xuất hiện trong nước tự nhiên hoặc nước máy sẽ không vô tình cản trở quá trình. Một vài trường hợp sử dụng:

• Các phòng thí nghiệm — dù ở trường trung học cơ sở hay viện nghiên cứu — đều sử dụng nước khử ion cho các thí nghiệm và rửa thiết bị dùng cho phản ứng.
• Trong lĩnh vực dược phẩm, mỗi ion trong thuốc phải được kiểm soát, nghĩa là cần có nước có độ tinh khiết cao để ngăn ngừa nhiễu.
• Đối với lĩnh vực công nghiệp, nước khử ion được chuyển thành hơi để quay nồi hơi của nhà máy điện vì các khoáng chất hòa tan sẽ gây ăn mòn và đóng cặn, gây hại đến hiệu quả và gây ra thời gian ngừng hoạt động quá mức. Và đối với các quá trình hóa học, nước khử ion được sử dụng vì nó sẽ không thêm các chất gây ô nhiễm hoặc khoáng chất không mong muốn vào phản ứng.

Mỗi ví dụ có thể yêu cầu mức nước tinh khiết hoặc nước khử ion hơi khác nhau.

Mức độ tinh khiết
Tiêu chuẩn ASTM dành cho nước thuốc thử trong phòng thí nghiệm (ASTM D1193-91) xác định bốn loại nước tinh khiết khác nhau, như thể hiện trong biểu đồ bên dưới.

Các tiêu chuẩn ASTM được chia nhỏ thành A, B và C có thể được sử dụng kết hợp với nước loại I, II, III hoặc IV ở trên khi cần kiểm soát mức độ vi khuẩn.

Điện trở suất và độ dẫn điện. Chất lượng phụ thuộc vào nhiệt độ này định lượng mức độ nước thách thức điện. Nước có điện trở càng lớn thì độ tinh khiết càng cao. Điện trở suất lớn hơn cho thấy mức độ vật liệu ion thấp hơn.

độ pH. Độ pH là thước đo độ axit hoặc độ kiềm của nước theo thang điểm từ 1 đến 14. Nước siêu tinh khiết có độ pH trung tính là 7,0, nhưng không cần thiết đối với nước Loại I, II và III vì các loại nước này không có các ion cần thiết để được đo một cách hiệu quả. Điện trở suất và độ pH tương quan với nhau, vì vậy điện trở suất có thể được sử dụng để xác định độ pH của nước.

Biểu đồ sau đây cho thấy mối quan hệ giữa điện trở suất và nước khử ion.

Tín dụng hình ảnh cho Pro-Analitika Kft

Tổng hợp chất hữu cơ (TOC) tính bằng phần triệu (ppm). Chất rắn hòa tan bao gồm bất kỳ khoáng chất, muối, kim loại, cation hoặc anion hòa tan trong nước. Không có gì đáng ngạc nhiên, nước càng ít TOC thì nước càng được coi là tinh khiết. Ở nhiệt độ phòng, ASTM xác định TOC sau cho nước tinh khiết:

• Loại I: <50 trang/phút
• Loại II: <50 trang/phút
• Loại III: <200 trang/phút

Để so sánh, nước ngọt có thể chứa tới 1.000 ppm TOC và nước biển có thể chứa tới 30.000-40.000 ppm TOC.

Các vật liệu đường ống khác nhau có thể chịu được nước khử ion tốt đến mức nào?

Việc chọn sai vật liệu đường ống có thể gây ra những tác động bất lợi trong các ứng dụng khác nhau. Hãy cân nhắc kỹ lưỡng việc lựa chọn vật liệu đường ống nếu không nó có nguy cơ làm hỏng các phản ứng hóa học hoặc bị ăn mòn tốn kém.

Những cân nhắc chính khi lựa chọn vật liệu đường ống
Khi xác định sử dụng vật liệu nào để truyền nước khử ion, cần xem xét ba yếu tố hiệu suất chính:

• Tính thấm của vật liệu.
• Khả năng phản ứng của vật liệu với nước mà nó đang truyền tải.
• Khả năng của hệ thống được sử dụng trong một hệ thống thông gió hồi lưu.

Nếu một vật liệu có thể được xác minh là có hiệu quả nhờ ba vấn đề đó, hãy xem xét chi phí, cách lắp đặt và các đặc tính cụ thể không ứng dụng khác.

Nhựa và nước khử ion
Nhìn chung, nhựa được biết đến với khả năng chống ăn mòn và giá thành tương đối. Một vài lựa chọn với nhiều ưu và nhược điểm khác nhau như sau:

• Polyvinyl clorua clo hóa (CPVC). Khi vận chuyển bất kỳ loại nước nào, CPVC sẽ không bị ăn mòn hoặc có dấu hiệu bị mòn. Nó có khả năng chống lại phản ứng của nước, không dễ bị rò rỉ và được đánh giá là có thể lắp đặt trong các hệ thống thông gió hồi lưu; Corzan® CPVC hoàn toàn tuân thủ NSF 61 , chứng nhận đặc tính không lọc và an toàn khi sử dụng với nước uống được.
• Polyvinyl clorua (PVC). Là một loại vật liệu phổ biến, PVC là một lựa chọn tiết kiệm chi phí ở mức độ tinh khiết thấp nhưng dễ bị rò rỉ khi phải duy trì tiêu chuẩn nước tinh khiết. PVC cũng có thể là mối nguy hiểm cháy nổ trong hệ thống thông gió hồi.
• Polypropylen (PP). Một lợi thế so với các vật liệu khác là PP cung cấp các phương pháp lắp đặt giúp đường ống không có hạt và kẽ hở cho các ứng dụng siêu tinh khiết, nhưng phương pháp lắp đặt đó yêu cầu thiết bị nhiệt hạch đặc biệt. Ngoài ra, PP không thể sử dụng được trong các hệ thống thông gió hồi lưu do lo ngại về tính dễ cháy.
• Polyvinylidene florua (PVDF). Giống như polypropylene, PVDF cũng có thể được lắp đặt với các kết nối không có hạt và kẽ hở bằng thiết bị luyện tập và nhiệt hạch đặc biệt. Nó cũng chứa các chất phụ gia để đảm bảo đặc tính không bị rò rỉ và được xếp hạng dành cho hệ thống thông gió hồi lưu. Nhược điểm của PVDF là giá thành của nó, thường cao gấp 4 hoặc 5 lần giá của CPVC.

Biểu đồ so sánh vật liệu đường ống và nước tinh khiết

Kim loại và nước khử ion
Trong nhiều ứng dụng, kim loại là vật liệu được lựa chọn do tính quen thuộc của nó. Tuy nhiên, trong các ứng dụng ưu tiên độ tinh khiết, một số kim loại dễ bị ăn mòn và rửa trôi.

• Đồng. Đồng là một ví dụ về kim loại không nên được xem xét cho các ứng dụng nước khử ion—hoặc bất kỳ ứng dụng nước nào. Nếu độ pH của chất lỏng giảm xuống dưới 6,5 (điều này thậm chí có thể xảy ra với nước tinh khiết), sự ăn mòn có thể xảy ra và các phân tử đồng có thể thấm vào nguồn cung cấp.
• Thép không gỉ. Thép không gỉ là lựa chọn phổ biến nhất do lịch sử sử dụng và vì nó không dễ bị ăn mòn hoặc rửa trôi khi sử dụng với nước khử ion hoặc nước tinh khiết. Ở mức độ tinh khiết cao, thép không gỉ có thể bị rỉ theo thời gian và có thể bị ăn mòn trong trường hợp độ pH của nước trở nên quá axit hoặc kiềm.

Trong các phòng thí nghiệm và các quy trình phụ thuộc vào độ tinh khiết khác, đường ống nhựa cần được xem xét kỹ lưỡng vì khả năng chống ăn mòn, đặc tính không lọc, lắp đặt dễ dàng và chi phí vòng đời tổng thể liên quan.

Tìm hiểu thêm về CPVC

Đường ống kim loại là lựa chọn tiêu chuẩn quen thuộc trong nhiều thập kỷ, nhưng CPVC đang âm thầm chứng tỏ mình là giải pháp đường ống được ưa chuộng trong nhiều ứng dụng. Tìm hiểu thêm về vật liệu quan trọng trong Báo cáo đặc biệt về xử lý hóa chất, Tìm hiểu về đường ống CPVC.

https://www.corzan.com/blog/what-is-deionized-water-and-which-piping-materials-convey-it-effectively