イオン交換

イオン交換

イオン交換とは、その名の通り、水中のイオン化種とH+やOH-イオンなどのイオン交換体とのイオン交換を指します。 このプロセスは可逆的で、過剰イオンを通してカラムを洗浄することで再生することができます。

 

仕組み

水はイオン交換樹脂床を通過し、そこで溶液中のイオンがビーズに移動します。 ここで、その相対的な密度変化(水和容量あたりの電荷)の関数として、それらが交換基について競合します。 樹脂自体は、高度に架橋された不溶性ポリマーでできた1 mm以下の多孔質ビーズです。これには、非常に多数の強いイオン交換基が存在します。

脱イオンビーズは陽イオン性か陰イオン性のいずれかで、H+イオンが陽イオン(例:Na+、Ca2+、Al3+)に、またはOH-イオンが陰イオン(例:Cl-、NO3-、SO42-)に交換されます。 陽イオン交換体の水素イオンが陰イオン交換体のヒドロキシルイオンと結合して純水が生成されます。

イオン交換樹脂床はカートリッジかシリンダーとして入手でき、通常は交換まで一定期間使用することができます。 陽イオンと陰イオンにより、樹脂のH+とOH-の活性部位の大部分が置き換えられたときに交換が必要となります。  パックを消耗した後は、強酸と塩基を用いて望ましい過剰イオンで洗い流すことで再生できます。 こうすることで、プロセス全体が逆転し、不要な陽イオンや陰イオンを取り除くことができますが、刺激の強い化学薬品を使用する必要があります。

 

ELGAが優れている理由

すべての脱イオンプロセスには、消耗状態に近付くにつれて、弱イオン化 不純物が樹脂から溶出して用途に侵入する という危険性があります。 これは、一定期間使用すると、浄水パックのイオン交換容量が消耗し始め、比抵抗値が18.2 MΩ-cmを下回る前でも、これらの化合物が最初に放出されるためです。 ELGAの特許取得済みPureSure®技術を活用することで、上記の現象を防ぐことができます。

PureSure®は、作業を中断することなく正確な結果を確実に達成する二重浄水パックとモニタリング・システムを備えています。 二次浄水パックにより、消耗状態に近付くにつれて最初の浄水パックから放出され得る有機物とシリカがすべて除去されるため、消耗品を交換する前でも、結果に悪影響が及ぼされません。  これにより、水の純度が保証されるだけでなく、安全性が高まります。また、これには浄水パック寿命を通知する高度な警告機能が備わっています。

 

メリットとデメリット

✓ 最大18.2 MΩ.cm(25℃で)の比抵抗値、1 ppb未満のイオン性汚染の合計値を達成し、溶解した無機イオンを除去可能

✓ 酸と塩基を使用した脱イオン化により再生が可能

✓ コスト効率の良い純水製造ソリューション

⨯ 細菌、有機物、粒子、発熱物質の効果的な除去は不可能

⨯ 有限能力 - すべてのイオンサイトが占有されると、それ以降はイオンの保持が不可能