RO+混床”工艺制备超纯水的基本原理？

RO+混床”工艺制备超纯水的基本原理

核心原理：RO 预脱盐与混床深度除盐的协同作用

1. 前置 RO 系统：预脱盐与预处理（去除 95% 以上盐类 + 大分子杂质）

• 去除对象：

• 95% 以上的溶解性盐类（如 Na⁺、Ca²⁺、Cl⁻、SO₄²⁻等），将原水 TDS（总溶解固体）从数千 mg/L 降至数十 mg/L；

• 几乎所有大分子有机物（分子量＞100 道尔顿）、微生物（细菌、病毒）、胶体和悬浮颗粒；

• 部分溶解性气体（如 CO₂，需配合 “RO 前加碱” 工艺强化去除，减少后续混床的 HCO₃⁻负荷）。

• 局限性：无法完全去除微量离子（残留盐类浓度约 10-50mg/L）、极小分子有机物（如甲醇）和溶解性气体（如 O₂），需依赖混床补充处理。

2. 后置混床：深度除盐（去除残留微量离子）

• 核心原理：离子交换反应

• 阳离子交换树脂：树脂骨架上带有 “可交换的 H⁺”，当水通过时，水中的阳离子（如 Na⁺、Ca²⁺、K⁺、Fe³⁺）会与树脂上的 H⁺发生交换，最终水中阳离子被树脂吸附，H⁺进入水中；
  例：R-SO₃H + Na⁺ → R-SO₃Na + H⁺（R 为树脂骨架）

• 阴离子交换树脂：树脂骨架上带有 “可交换的 OH⁻”，水中的阴离子（如 Cl⁻、SO₄²⁻、NO₃⁻、SiO₃²⁻）会与树脂上的 OH⁻发生交换，阴离子被树脂吸附，OH⁻进入水中；
  例：R-N (CH₃)₃OH + Cl⁻ → R-N (CH₃)₃Cl + OH⁻

• 协同作用：交换产生的 H⁺和 OH⁻会立即结合生成 H₂O（H⁺ + OH⁻ → H₂O），不会导致水质 pH 值波动，同时 “离子交换” 反应会持续进行，直到树脂达到 “饱和”（无法再吸附离子）。

• 关键优势：

• 除盐精度极高：可将 RO 产水的残留盐类浓度从 10-50mg/L 降至 0.1mg/L 以下，电阻率提升至 18.2MΩ・cm（25℃下理论纯水电阻率）；

• 去除硅能力强：工业超纯水（如电子、半导体领域）对 “硅”（以 SiO₃²⁻形式存在）要求极严（≤1μg/L），混床阴树脂可高效吸附 SiO₃²⁻，避免设备结垢或产品缺陷；

• 出水 pH 稳定：因 H⁺与 OH⁻即时中和，出水 pH 通常维持在 6.5-7.5 的中性范围