溶存ガス
精製水では、二酸化炭素が解離して弱酸性の炭酸を形成し、これにより陰イオン交換樹脂の容量が減少します。
CO2 + H2O ⇔ H2CO3 ⇔ H+ + HCO3-
ラボ用水システムへの影響
溶存ガスは炭酸濃度だけでなく、窒素気泡や酸素気泡の形成に影響を与える可能性があります。これにより、粒子計数や分光測光法などのプロセスに悪影響が発生する場合があります。 精製水を開放容器で使用する微生物学的方法では、水が空気中のガスと急速に再均衡化されます。
供給水の二酸化炭素の値が高い場合は、オプションの脱気装置を追加する価値があると考えられます。 お客様のニーズに合う最適な給水ソリューションについて、地元のELGAスペシャリストにご相談ください。
PURELAB® Chorusによる脱気
二酸化炭素(CO2)は、酸素と窒素とともに、大気中から水中に溶け込む3つの主要ガスのうちの1つです。 しかし、非荷電の他の2つの元素とは異なり、CO2はわずかに負電荷を帯びているために弱陰イオンとして作用します。
純水製造システムにおけるCO2の影響
CO2により精製水の比抵抗値が下がるため、またCO2は水に溶解すると炭酸(H2CO3)と平衡状態となるために、pHが下がります。 これは陰イオンとして作用するため、取り除かれる過程でこれにより樹脂パックの大部分が占められる結果となります。 “普通”の水のpH範囲では、RO膜ではすべてを除去できないため、これは透過水とともに膜を通過することにご注意ください。
CO2を水から除去する方法
基本的に、CO2は溶液から強制的に取り除く必要があります。または、逆浸透(RO)膜で除去できる形態に変換させることで、除去できるようになります。 大規模システムでは強制脱気装置が使用されますが、小規模な場合は一般的に脱気膜が使用されます。 代替の“変換方法”として、pHが8.5以上になるように、水酸化ナトリウム溶液をRO供給水に添加する手法が挙げられます。こうすることで、すべてのCO2がHCO3-に確実に変換されるため、 RO膜で非常に効果的に削除できるようになります。 もちろん、混床樹脂パックでも非常に効果的にこれを除去できますが、CO2濃度が高い場合は、より頻繁なパック交換が必要となる場合があります。
ELGAによるラボ用水からの炭酸ガス除去方法
処理する流量が比較的低いため、ELGA LabWaterは脱気膜を使用するアプローチをとっています。 CO2除去の場合、CO2の水からの解離を促進するために、通常は膜全体に低圧空気のスイープ流を通しますが、弊社は無水側にエジェクタ誘導真空を適用して膜全体のCO2を“吸引”する方法を優先しています。
これには、配管作業や接続の手間が少なく、圧縮空気(またはコンプレッサー)が不要であるというメリットがあります。
成果
脱気膜を使用した場合、常にCO2が5 mg/Lをはるかに下回る結果を達成し、通常1 mg/L未満の精製水が生成されることが期待できます。 DI浄化パックで処理した後は、この数値がさらに低くなります。
CO2除去を行う時期
常時除去するべきという説もありますが、(RO透過水質および/または下流のDIパック寿命という点で)最もメリットが高いのは低pH(<6)および/または高重炭酸塩アルカリ度(>200 mg/l)の水であることがわかっています。
注意事項: RO透過水のpHは常に供給水のpHよりも低くなります。 このことは正常で、ROにより他の緩衝不純物が除去されてCO2値の低い透過水が残ることに起因するものです。 酸は添加されていません!