ting 發問時間: 寵物 · 1 0 年前

礦物質純化

礦物質純化的方式有哪些

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    去離子法(Deionization)

    去離子法的目的是將溶解於水中的無機離子排除,與硬水軟化器一樣,也是利用離子交換樹脂的原理。在這裏使用兩種樹脂-陽離子交換樹脂與陰離子交換樹脂。陽離子交換樹脂利用氫離子(H+)來交換陽離子;而陰離子交換樹脂則利用氫氧根離子(OH-) 來交換陰離子,氫離子與氫氧根離子互相結合成中性水,這些樹脂之吸附能力耗盡之後也需要再還原,陽離子交換樹脂需要強酸來還原;相反的,陰離子則需要強鹼來還原。陽離子交換樹脂對各種陽離子的吸附力有所差異,如果陰離子交換樹脂消耗殆盡而沒有還原,則吸附力最弱的氟就會逐漸出現在透析用水中,造成軟骨病,骨質疏鬆症及其它骨病變;如果陽離子交換樹脂消耗盡了,氫離子也會出現在透析用水之中,造成水質酸性的增加,所以去離子功能是否有效,需要時常監視

    逆滲透法(reverse osmosis)

    逆滲透法可以有效的清除溶解於水中的無機物,有機物,細菌,熱原及其它顆粒等,是透析用水之處理中最重要的一環。要了解"逆滲透"原理之前,要先解釋"滲透 (osmosis)的觀念。所謂滲透是指以半透膜隔開兩種不同濃度的溶液,其中溶質不能透過半透膜,則濃度較低的一方水分子會通過半透膜到達濃度較高的另一方,直到兩側的濃度相等為止。在還沒達到平衡之前,可以在濃度較高的一方逐漸施加壓力,則前述之水分子移動狀態會暫時停止,此時所需的壓力叫作 "滲透壓 (osmotic pressure)",如果施加的力量大於滲透壓時,則水份的移動會反方向而行,也就是從高濃度的一例流向低濃度的一方,這種現象就叫作"逆滲透"。逆滲透水處理常用的半透膜材質有纖維質膜(cellulosic),芳香族聚醞胺類(aromatic polyamides),polyimide或polyfuranes等,至於它的結構形狀有螺旋型(spiral wound),空心纖維型(hollow fiber)及管狀型(tubular)等。至於這些材質中纖維素膜的優點是耐氯性高,但在鹼性的條件下(pH ≧8.0)或細菌存在的狀況下,使用壽命會縮短。polyamide的缺點是對氯及氯氨之耐受性差。

    蒸餾法(distillation)

    蒸餾法是古老卻也是有效的水處理法,它可以清除任何不可揮發性的雜質,但是無法排除可揮發性的污染物,它需要很大的儲水槽來存放,這個儲水槽與輸送管卻是造成污染的重要原因,目前血液透析用水不用這種方式來處理

    電透析法( ED )

    原  理:薄膜法(陰陽離子分離)能源需求:電能

    電透析法很少被應用在海水淡化方面,因海水所含的 TDS 較高,若以此法淡化海水,所耗費的每噸水耗電量將較 RO 法為高,不符合經濟效益。此法多應用在鹹水淡化上,因鹹水所含 TDS 較低,故成本較低。

    電透析法亦屬薄膜程序( Membrane process )之一種,早期運用於鹽水( Brackish water )的去礦化處理( Demineralization )後製成為飲用水。商業化的電透析製程開始於 1960 年代,比逆滲透製程約早 10 年。其中往復式電透析法( Electrodialysis Reversal, EDR )可大幅改善積垢的問題,幾已成為電透析法之主流。 1980 年代因使用脂肪質陰離子薄膜( Aliphatic anion membrane )之緣故,往復式電透析法更得以有效解決各種問題,包括懸浮物質、有機物、含礦物質之排放等。鹽類溶解於水中將分解產生離子,且鹽類溶液屬電解質( Electrolyte ),電透析法係將無數的陰/陽離子薄膜,交錯的串聯在一起,電解質溶液則在膜間流動,兩側施以直流電電壓後,陽離子將移向陰極而陰離子將移向陽極。其中陰離子可順利通過陰離子薄膜,但是再往前時卻會被鄰近的陽離子膜阻擋,反之,陽離子也僅能通過陽離子膜,而無法通過陰離子膜。最後乃得以分離出低電解質濃度的溶液(淡水)以及高電解質濃度的溶液(鹵水)。

    結晶法

    物質在溶液中的存量若比溶解及大時 (過飽和溶液) ,會沉澱

    析出固體。由於不同物質在相同條件下的溶解度不同,所以可利用

    此特性將物質分離、純化,稱為晶析法 (crystallization)。最常用的

    結晶分離技術有兩種,其一是改變溫度降低溶質溶解度,使溶液成、

    為過飽和而溶質晶析出來 ; 其二是在溶液中加入另一種溶質不溶的

    溶劑,降低溶質在混合溶劑中的溶解度而晶析出來。

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