Apakah air mentah, air yang dilembutkan, air yang dinyahmineralkan, air tulen dan air ultratulen?

Bekalan air semula jadi atau air perbandaran tidak selalunya "tulen"; ia mengandungi pelbagai bahan terlarut atau terampai. Berdasarkan tahap rawatan yang berbeza dan tahap penyingkiran bendasing, air boleh dikelaskan kepada beberapa tahap: air mentah, air yang dilembutkan, air yang dinyahmineralkan, Air Tulen, dan air ultratulen. Kedua-duanya seperti stesen berbeza di jalan menuju "kesucian muktamad".

1. Air Mentah: Ini adalah air sumber semula jadi yang belum menjalani rawatan atau hanya rawatan fizikal awal (seperti pemendapan dan penapisan untuk membuang zarah besar). Ia adalah titik permulaan untuk semua seterusnya Proses Rawatan Airialah.

Sumber utama termasuk air permukaan (sungai, tasik, takungan), air bawah tanah (air perigi), air laut dan air paip perbandaran (kadangkala juga dianggap sebagai "air mentah" untuk rawatan lanjut).

Ciri-ciri Utama:

Mengandungi bahan terlarut yang banyak: kalsium (Ca²⁺), magnesium (Mg²⁺), natrium (Na⁺), kalium (K⁺), klorida (Cl⁻), sulfat (SO₄²⁻), bikarbonat (HCO₃⁻), dan kation serta anion lain (secara kolektif dirujuk sebagai "garam" atau "pepejal terlarut," TDS).

Mengandungi koloid dan zarah terampai (kelodak, alga, serpihan organik).

Mungkin mengandungi mikroorganisma (bakteria, virus), gas terlarut (oksigen, karbon dioksida), dan bahan organik (asid humik, dsb.).

Menunjukkan "kekerasan" (terutamanya disebabkan oleh ion kalsium dan magnesium).

Kekonduksian yang agak tinggi (beratus-ratus hingga ribuan mikrosiemens/cm, μS/cm), kerintangan yang rendah.

Proses rawatan biasa: pembekuan, pemendapan, penapisan pasir, penapisan karbon teraktif (rawatan utama).

Kegunaan utama: pengairan, landskap, beberapa penyejukan perindustrian (dengan keperluan kualiti air yang kurang ketat), sebagai air mentah untuk air yang dilembutkan, air yang dinyahmineralkan dan rawatan air gred tinggi yang lain. 1. Air mentah yang tidak dirawat secara amnya tidak sesuai untuk minuman langsung atau proses perindustrian yang memerlukan permintaan tinggi.

2. Air yang dilembutkan: Terutamanya menyingkirkan ion kalsium (Ca²⁺) dan magnesium (Mg²⁺) daripada air, yang menyebabkan kekerasan. Objektif utamanya adalah untuk mencegah penskalaan (pengumpulan kerak).

Proses rawatan: Terutamanya menggunakan pertukaran ion. Apabila air mengalir melalui pelembut air yang mengandungi resin pertukaran kation jenis natrium, Ca²⁺ dan Mg²⁺ di dalam air diserap oleh resin, manakala resin melepaskan jumlah Na⁺ yang sama ke dalam air. Selepas resin menjadi tepu, ia perlu dijana semula dengan air garam pekat (larutan NaCl).

Ciri-ciri utama:

Kekerasan berkurangan dengan ketara, malah menghampiri sifar; ini adalah ciri yang paling penting.

Jumlah pepejal terlarut (TDS) menunjukkan sedikit perubahan, malah sedikit peningkatan. Ini kerana hanya ion natrium yang menggantikan ion kalsium dan magnesium; jumlah kandungan garam dalam air tidak berkurangan.

Ion-ion lain (seperti Cl⁻, SO₄²⁻, HCO₃⁻, dll.) dan bendasing (koloid, bahan organik, mikroorganisma) biasanya masih ada melainkan air mentah telah menjalani prarawatan.

Kekonduksian biasanya sedikit lebih tinggi daripada air mentah (kerana ion natrium sedikit lebih konduktif daripada ion kalsium dan magnesium).

Kegunaan utama: Air suapan dandang (mencegah kerak), bilik dobi (meningkatkan prestasi basuhan dan mencegah pakaian daripada menjadi keras), sistem air panas hotel, prarawatan untuk sistem osmosis terbalik (melindungi membran daripada tersumbat oleh kerak keras), dan proses kimia tertentu (pencegahan kerak diperlukan). Air yang dilembutkan tidak sama dengan air tulen yang boleh diminum!

3. Air yang dinyahmineralkan: Air yang mana kebanyakan (biasanya >90%) garam terlarut (kation dan anion) telah disingkirkan, dengan matlamat untuk mengurangkan kandungan ion air dengan ketara.

Proses rawatan:

Kaedah pertukaran ion: Menggunakan resin pertukaran kation (jenis H⁺) dan resin pertukaran anion (jenis OH⁻) secara bersiri atau campuran (lapisan campuran). Resin pertukaran kation menjerap kation, melepaskan H⁺; resin pertukaran anion menjerap anion, melepaskan OH⁻. H⁺ dan OH⁻ bergabung untuk membentuk air (H₂O). Ini adalah kaedah tradisional untuk penyahgaraman dalam.

Osmosis songsang (RO): Menggunakan tekanan tinggi untuk memaksa air melalui membran separa telap, mengekalkan kebanyakan garam terlarut, bahan organik, koloid, mikroorganisma, dan sebagainya. Permeat RO biasanya mempunyai TDS yang sangat rendah dan merupakan teknologi teras dan paling biasa digunakan untuk mendapatkan air penyahgaraman.

Elektrodeionisasi (EDI): Mengisi resin pertukaran ion dalam ruang di bawah medan elektrik DC untuk mencapai penjanaan semula berterusan dan penyahgaraman yang mendalam. Ia sering digunakan sebagai rawatan kemasan selepas RO.

Dalam aplikasi praktikal, ia sering digunakan dalam kombinasi, seperti "RO + katil campuran" atau "RO + EDI".

Ciri-ciri utama:

Kandungan garam (ion) terlarut yang sangat rendah. TDS biasanya dalam julat 1-50 mg/L.

Kekonduksian yang sangat rendah (biasanya dalam julat 1-20 μS/cm), kerintangan tinggi (0.05-1 MΩ·cm).

Kebanyakan ion yang menyebabkan kekerasan telah disingkirkan.

Ia mungkin masih mengandungi sejumlah kecil bahan terion lemah (seperti asid silisik dan karbon dioksida), surih bahan organik, koloid dan mikroorganisma (bergantung pada integriti prarawatan dan sistem RO/DI).

Kegunaan utama: Air suapan dandang tekanan tinggi, air untuk penyediaan bahan mentah kimia dan produk, air pencampuran industri farmaseutikal, pembersihan barangan kaca makmal am, pembersihan awal dalam industri elektronik, penyediaan elektrolit bateri, dll.

4. Air tulen: Ini adalah konsep yang lebih luas daripada "air yang dinyahmineralkan" tetapi selalunya merangkumi keperluan penyahgaraman. Ia merujuk kepada air yang telah menjalani pelbagai proses rawatan lanjutan untuk membuang kebanyakan bendasing (bukan hanya ion) dan mencapai piawaian ketulenan tertentu. Air tulen biasanya bermaksud tahap mikroorganisma dan bahan organik yang lebih rendah daripada air yang dinyahmineralkan.

Proses rawatan: Berdasarkan proses air yang dinyahmineralkan (seperti RO, EDI), perkara berikut biasanya ditambah:

Pensterilan ultraungu (UV): Membunuh mikroorganisma di dalam air.

Ultrafiltrasi (UF): Menyingkirkan zarah, koloid dan mikroorganisma yang lebih kecil.

Penapisan karbon diaktifkan: Menyingkirkan bahan organik, sisa klorin dan bau secara mendalam. Kadangkala ia juga merangkumi langkah penyahgas untuk menyingkirkan gas terlarut seperti karbon dioksida.

Ciri-ciri Utama:

Mewarisi kandungan ion yang rendah (kekonduksian rendah) air yang dinyahmineralkan.

Had mikrob dan jumlah bahan organik (TOC) dikawal dengan lebih ketat.

Kandungan jirim zarahan yang lebih rendah.

Kualiti air yang lebih stabil, memenuhi piawaian industri yang lebih ketat (seperti piawaian air yang telah ditulenkan oleh farmakopeia).

Kegunaan Utama: Industri farmaseutikal (tidak termasuk suntikan), pengeluaran kosmetik, industri makanan dan minuman, analisis makmal mewah (fasa mudah alih HPLC, dsb.), air dialisis perubatan, pembersihan am dalam industri mikroelektronik, dsb. Air tulen secara amnya boleh dianggap sebagai standard air tenyahmineral yang lebih tinggi, yang menekankan kawalan mikroorganisma dan bahan organik.

5. Air Ultra Tulen: Ini adalah puncak ketulenan air. Ia menyingkirkan hampir semua bendasing daripada air, termasuk ion, bahan organik, bahan zarahan, mikroorganisma, gas terlarut (malah silikon), dan sebagainya, mencapai had air tulen secara teorinya. Ia adalah air gred tertinggi untuk tujuan elektronik atau analisis.

Proses Rawatan: Berdasarkan air tulen (atau air yang telah dinyahmineralkan secara mendalam), penulenan akhir yang sangat ketat dilakukan:

Katil campuran berbilang peringkat/katil campuran penggilap: Menghilangkan ion surih baki.

Penapisan ultra (UF)/membran: Menyingkirkan zarah nano, mikroorganisma dan pirogen.

Pengoksidaan UV (UV 185nm+254nm): Membunuh mikroorganisma secara menyeluruh dan mengoksidakan serta menguraikan surih bahan organik (mengurangkan TOC).

Membran penyahgas/penyahgas vakum: Menyingkirkan oksigen terlarut, karbon dioksida dan gas lain.

Penapis ketepatan akhir: penapisan 0.04 atau 0.1 mikron memastikan jirim zarahan memenuhi piawaian.

Seluruh sistem menggunakan bahan lengai berketulenan tinggi (PVDF, PVP, dll.) untuk mengelakkan pencemaran sekunder.

Ciri-ciri Utama:

Kekonduksian yang sangat rendah: Menghampiri had teori air tulen (18.2 MΩ·cm @25°C), kerintangan >18 MΩ·cm.

TDS menghampiri sifar.

Kiraan jirim zarahan (>0.1 μm) dikawal ketat kepada digit tunggal/mL.

Kandungan TOC adalah sangat rendah: biasanya pada tahap ppb (μg/L) atau lebih rendah lagi.

Kandungan endotoksin mikrob/bakteria adalah sangat rendah atau tidak dapat dikesan.

Kandungan gas terlarut (contohnya, O₂, CO₂) adalah sangat rendah.

Kualiti air sangat "rapuh", menyerap CO₂ dan bahan zarahan dengan cepat apabila terdedah kepada udara, yang membawa kepada penurunan ketulenan; oleh itu, ia mesti digunakan sebaik sahaja selepas pengeluaran.

Aplikasi utama: Bidang berteknologi tinggi dengan keperluan kualiti air yang sangat ketat, seperti pembuatan litar bersepadu (cip), pembersihan wafer silikon semikonduktor, proses fotolitografi, pembuatan panel paparan kristal cecair, penyediaan bahan ultratulen, analisis unsur surih (ICP-MS) dan penyelidikan sains hayat canggih (kultur sel, biologi molekul).