イオン交換(IX)とは?

イオン交換樹脂は、水中のイオン物質をH+ イオンや OH- イオンと置換させれることで、効率よく除去します。イオン交換樹脂は、不溶性ポリマーで作られた 1mm 程度の多孔性ビーズで、多数の強力なイオン交換部位を持ちます。
 

イオン交換(IX)によるイオン除去のしくみ

水溶液中のイオンがイオン交換樹脂のほうへ遊泳すると、相対的な電荷密度 (水和量当たりの電荷量) の働きで、交換部分に吸着します。
 
イオン交換樹脂は陽イオン交換体または陰イオン交換体のいずれかであり、陽イオン (ナトリウム、カルシウム、アルミニウムなど) は水素イオンに、陰イオン (塩化物、硝酸塩、硫酸塩など) は水酸基イオンに置換します。陽イオン交換体からの水素イオンは陰イオン交換体の水酸基イオンと結合し、純水を作り出します。
 
イオン交換樹脂はカートリッジまたはボンベの形状で販売されています。通常、樹脂内で陽イオンと陰イオンによって大半の H+ および OH-が置換されてしまった場合は、樹脂を交換する必要があります。
 

利点と制限

利点:

  • 溶解イオンを 18.2 MΩ-cm、TOC 1ppb 未満まで除去
  • 酸と塩基を使って再生可能
  • 低コストの純水製造方法

制限:

  • 生菌や有機物、粒子、パイロゲンを効果的に除去できない
  • イオン交換能力の限界
  • イオン交換体に空きがなくなると、イオンを保持できない
  • 薬品を使ってイオン交換樹脂を再生すると、有機物や粒子が生成される恐れがある
  • 超純水製造用のイオン交換樹脂を使用するには、質の高い前処理を要する

 

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