Quel est le principe de purification d’un système d’eau pure de type 2 ?
En tant que fournisseur de systèmes d'eau pure de type 2, on me pose souvent des questions sur les principes qui sous-tendent leurs processus de purification. Dans cet article de blog, j'examinerai les mécanismes clés qui rendent les systèmes d'eau pure de type 2 si efficaces pour produire de l'eau de haute qualité pour une variété d'applications de laboratoire et industrielles.
Les bases de l’eau pure de type 2
L'eau pure de type 2, également connue sous le nom d'eau déminéralisée, présente un niveau d'impuretés relativement faible, notamment avec une résistivité de 1 à 18,2 MΩ·cm à 25°C. Il est largement utilisé dans les laboratoires pour les travaux d'analyse généraux, la préparation de réactifs et d'autres applications où une eau modérément pure est suffisante. Les systèmes d’eau pure de type 2 sont conçus pour éliminer un large éventail de contaminants, notamment les ions, les particules et certains composés organiques, afin d’atteindre ce niveau de pureté.
Étape de pré-traitement
Le processus de purification d'un système d'eau pure de type 2 commence généralement par une étape de prétraitement. Cette étape est cruciale car elle permet de protéger en aval les composants d’épuration les plus sensibles et de prolonger leur durée de vie.
Filtration des sédiments
La première étape du prétraitement est souvent la filtration des sédiments. Un filtre à sédiments est utilisé pour éliminer les grosses particules telles que le sable, le limon et la rouille de l'eau entrante. Ces particules peuvent endommager les membranes de purification ultérieures et d'autres composants si elles ne sont pas éliminées. Les filtres à sédiments sont généralement fabriqués à partir de matériaux comme le polypropylène et sont disponibles en différentes valeurs de microns, les valeurs courantes étant comprises entre 1 et 5 microns.
Filtration au charbon actif
Après filtration des sédiments, l'eau passe à travers un filtre à charbon actif. Le charbon actif a une grande surface avec de nombreux pores, ce qui lui permet d'adsorber les composés organiques, le chlore et certains métaux lourds. Le chlore, en particulier, est préoccupant car il peut endommager les membranes d'osmose inverse et les résines échangeuses d'ions. En éliminant le chlore et autres matières organiques, le filtre à charbon actif contribue à maintenir les performances des unités de purification en aval.
Processus d'osmose inverse (RO)
L'osmose inverse est une technologie clé dans de nombreux systèmes d'eau pure de type 2. Il s'agit d'un processus de filtration à membrane qui utilise la pression pour forcer l'eau à travers une membrane semi-perméable, laissant derrière elle la plupart des sels, ions et autres contaminants dissous.
Comment fonctionne l'osmose inverse
La membrane RO a des pores extrêmement petits qui permettent aux molécules d’eau de passer à travers tout en bloquant le passage des molécules et des ions plus gros. Lorsqu'une pression est appliquée à l'eau d'alimentation d'un côté de la membrane, l'eau est forcée à travers la membrane et la solution concentrée de contaminants est évacuée sous forme d'eaux usées. L'osmose inverse peut éliminer jusqu'à 95 à 99 % des sels dissous, des bactéries et de la plupart des composés organiques.
Importance dans les systèmes d’eau pure de type 2
L'OI est une étape essentielle car elle réduit considérablement la charge sur le processus d'échange d'ions ultérieur. En éliminant une grande partie des ions présents dans l'eau, le système RO contribue à prolonger la durée de vie des résines échangeuses d'ions et à améliorer l'efficacité globale du système de purification.
Ion - Processus d'échange
Après osmose inverse, l’eau peut encore contenir des ions résiduels. Le processus d'échange d'ions est utilisé pour éliminer davantage ces ions et atteindre le niveau de pureté souhaité.
Résines échangeuses de cations et d'anions
Les résines échangeuses d'ions sont de petites billes constituées d'une matrice polymère avec des groupes fonctionnels chargés attachés. Il existe deux principaux types de résines échangeuses d'ions : les résines échangeuses de cations et les résines échangeuses d'anions. Les résines échangeuses de cations échangent des cations (ions chargés positivement) tels que le sodium, le calcium et le magnésium contre des ions hydrogène. Les résines échangeuses d'anions échangent des anions (ions chargés négativement) tels que le chlorure, le sulfate et le carbonate contre des ions hydroxyde.
Lorsque l’eau traverse le lit de résine échangeuse de cations, les cations présents dans l’eau sont remplacés par des ions hydrogène. Ensuite, lorsque l’eau traverse le lit de résine échangeuse d’anions, les anions sont remplacés par des ions hydroxyde. Les ions hydrogène et les ions hydroxyde se combinent pour former de l’eau, éliminant ainsi efficacement les ions de l’eau.
Mixte - Lit d'ions - Résines échangeuses
Dans certains systèmes d'eau pure de type 2, des résines échangeuses d'ions à lit mixte sont utilisées. Les résines à lit mixte contiennent un mélange de résines échangeuses de cations et d'anions dans un seul lit de résine. Cet agencement fournit un processus d'échange d'ions plus efficace car les cations et les anions sont éliminés simultanément, ce qui entraîne un niveau de pureté plus élevé.
Technologie EDI (électrodéionisation)
Certains systèmes avancés d’eau pure de type 2 intègrent également la technologie EDI. L'EDI est un processus électrochimique qui combine des lits de résine échangeuse d'ions avec un champ électrique pour régénérer en continu les résines échangeuses d'ions et éliminer les ions de l'eau.
Comment fonctionne l'EDI
Dans un module EDI, l'eau circule à travers une chambre contenant des résines échangeuses d'ions. Un champ électrique est appliqué à travers la chambre, ce qui fait migrer les ions présents dans l'eau vers les électrodes. Au fur et à mesure que les ions traversent le lit de résine, ils sont retirés de l’eau. Dans le même temps, le champ électrique provoque également la régénération des résines échangeuses d'ions en divisant les molécules d'eau en ions hydrogène et hydroxyde.
Avantages de l'EDI dans les systèmes d'eau pure de type 2
L'EDI élimine le besoin de régénération chimique des résines échangeuses d'ions, ce qui est non seulement plus respectueux de l'environnement mais réduit également les coûts d'exploitation. Il fournit également un approvisionnement continu et stable en eau de haute pureté, ce qui le rend adapté aux applications nécessitant une qualité d'eau constante.
Nos systèmes d'eau pure de type 2
Dans notre entreprise, nous proposons une gamme de systèmes d'eau pure de type 2 pour répondre aux différents besoins des clients. NotreEdi Touch - Système d'eau désionisée série Qest un système de pointe qui combine les technologies avancées RO, échange d'ions et EDI. Il est conçu pour les laboratoires ayant des besoins en eau élevés et offre un haut niveau de fiabilité et de performances.
LeSystème d'eau désionisée de la série centraleest une option plus compacte et plus rentable. Il convient aux laboratoires de petite et moyenne taille tout en offrant une excellente qualité d’eau.
NotreCentre - Système d'eau déminéralisée série EDIcombine les avantages de la technologie EDI avec une conception conviviale. Il est idéal pour les applications où un approvisionnement stable en eau de haute pureté est requis.
Contact pour les achats
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Références
- ASTM D1193 - 19 Spécification standard pour l'eau réactive
- Miller, S. et Kent, J. (2005). Purification de l'eau pour les applications de laboratoire. Wiley-VCH.
- Fahrenbruch, C. (2010). Principes de l'osmose inverse et de la nanofiltration. Dessalement. 261(1) : 2 à 9.
