Was ist ein Deionisiert-Wasser-Tank? Wesentliche Lagerung für Anwendungen mit hoher Reinheit
Erstellt 2024.03.24
Was ist ein Deionisiertwassertank? Wesentliche Speicherung für Anwendungen mit hoher Reinheit
Wasser wird oft als universelles Lösungsmittel bezeichnet, aber in seiner reinsten deionisierten (DI) Form wirkt es fast wie ein chemisches Vakuum. Ein Deionisiertwassertank ist ein spezieller Speicherbehälter, der speziell dafür entwickelt wurde, Wasser aufzunehmen und zu schützen, dem nahezu alle mineralischen Ionen – wie Natrium, Calcium, Eisen, Kupfer, Chlorid und Sulfat – durch Ionenaustausch oder Umkehrosmose entzogen wurden.
Im Gegensatz zu normalem kommunalem Wasser oder Abwasser ist deionisiertes Wasser chemisch aggressiv. Da ihm Ionen entzogen wurden, versucht es, das chemische Gleichgewicht wiederherzustellen, indem es Mineralien und Spurenelemente aus jedem Behälter, mit dem es in Kontakt kommt, herauslöst. Folglich werden Standard-Lagertanks aus normalem Kohlenstoffstahl, Beton oder minderwertigen Kunststoffen das DI-Wasser schnell verunreinigen und den Behälter selbst beschädigen. Die Planung oder Auswahl eines geeigneten Tanks für deionisiertes Wasser erfordert spezielle Materialien und strenge Umgebungskontrollen.
Die besondere Herausforderung: Warum DI-Wasser eine spezielle Lagerung erfordert
Um zu verstehen, warum ein spezieller Tank erforderlich ist, muss man die physikalischen Eigenschaften von deionisiertem Wasser betrachten:
● Hoher Widerstand / Niedrige Leitfähigkeit: Ultrareines DI-Wasser nähert sich den theoretischen Grenzen des Wasserwiderstands (bis zu 18,2 MΩ·cm bei 25°C). Da es keine Ionen enthält, hat es praktisch keine elektrische Leitfähigkeit.
● Das Auslaugungsphänomen: Deionisiertes Wasser ist chemisch „hungrig“. Wenn es in Kontakt mit inkompatiblen Oberflächen gelagert wird, löst es aggressiv Spurenmetalle, Weichmacher und organische Verbindungen heraus, was den Widerstand senkt und die Wasserreinheit beeinträchtigt.
● Kohlendioxidabsorption: Bei Kontakt mit Umgebungsluft absorbiert DI-Wasser schnell Kohlendioxid (CO2). Dies bildet Kohlensäure, die in Wasserstoff- und Bikarbonationen dissoziiert, was den Widerstand drastisch senkt und den pH-Wert verändert.
Wichtige Materialoptionen für Deionisiertwassertanks
Die Auswahl des richtigen Materials verhindert Ionenauslaugung, Partikelablösung und mikrobielles Wachstum:
Tankmaterial | Primäre Eigenschaften | Häufige industrielle Anwendungsfälle |
Reines Polyethylen hoher Dichte (HDPE / XLPE) | FDA-konform, glatte Innenfläche, nicht reaktiv gegenüber Wasser mit geringer Leitfähigkeit, kosteneffizient. | Allgemeine Laborversorgung, chemische Dosierpuffer und kleinere Lagervolumina. |
Edelstahl 316L (elektropoliert) | Hohe strukturelle Festigkeit, niedriger Ferritgehalt, glatte Innenoberfläche (Ra \le 0,6–0,8\ \mu m), hervorragend für geschlossene Kreisläufe geeignet. | Pharmaanlagen, Elektronikfertigung, großflächige saubere Versorgungskreisläufe. |
PVDF / polypropylen-ausgekleidete Behälter | Außergewöhnliche chemische Trägheit, beständig gegen die scheuernde Wirkung von ultrareinem Wasser. | Spezialisierte Halbleiter- und hochreine chemische Verarbeitungsumgebungen. |
Kritische Konstruktions- und Wartungsregeln für DI-Speichersysteme
Ein effektiver Aufbau zur Speicherung von entionisiertem Wasser umfasst mehrere wesentliche technische Merkmale, um die Reinheit über die Zeit zu erhalten:
1. Entlüftungsfilter (CO2- und Bakterienbarrieren): Tanks müssen mit speziellen Entlüftungsfiltern ausgestattet sein, die Natronkalk (zur Absorption von Kohlendioxid) und hydrophobe 0,2-Mikrometer-Membranfilter (zur Blockierung von luftgetragenen Bakterien und Partikeln) enthalten.
2. Geneigte oder konische Böden: Um eine vollständige Entleerbarkeit zu gewährleisten und stehende Wasseransammlungen zu vermeiden, in denen Mikroben Biofilme bilden können, werden Tanks in der Regel mit geneigten oder gewölbten Böden gebaut.
3. Geschlossener Kreislauf (Umlauf): DI-Wasser sollte selten stillstehen. Tanks sind normalerweise in einen kontinuierlichen Umlaufkreislauf integriert, der eine UV-Sterilisation (254 nm / 185 nm) zur TOC-Reduzierung und mikrobiellen Kontrolle sowie submikrone Endfilter umfasst.
4. Glatte Innenoberflächen: Metallbehälter benötigen elektropolierte Oberflächen mit extrem niedrigen Rauheitsparametern, um Spalten zu vermeiden, in denen sich organische Verunreinigungen verstecken können.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Wofür wird ein Deionisiertwasser-Tank verwendet?
Ein Deionisiertwasser-Tank speichert hochreines Wasser, das von Mineralionen befreit wurde. Er ist in Branchen unverzichtbar, in denen Spurenverunreinigungen Produkte oder Experimente ruinieren können, darunter die Elektronik- und Halbleiterfertigung, die pharmazeutische Herstellung, analytische Labore und die Stromerzeugung.
Warum kann man deionisiertes Wasser nicht in handelsüblichen Kohlenstoffstahl- oder Betontanks lagern?
Deionisiertes Wasser ist chemisch „hungrig“, da ihm gelöste Ionen fehlen. Wenn es in Kohlenstoffstahl oder Beton gelagert wird, laugt es aktiv Metalle, Kalzium und Verunreinigungen aus den Tankwänden aus, was das Wasser stark verunreinigt und die Struktur angreift.
Wie verhindert man, dass Kohlendioxid entionisiertes Wasser bei der Lagerung zersetzt?
Wenn Umgebungsluft in einen DI-Tank eindringt, absorbiert Wasser Kohlendioxid, wodurch Kohlensäure entsteht, die den spezifischen Widerstand verringert. Um dies zu verhindern, verwenden Tanks abgedichtete Konstruktionen, die mit speziellen Kohlendioxid-Abscheide- oder Natronkalk-Entlüftungsfiltern am Lufteinlass ausgestattet sind.
Welche Tankmaterialien eignen sich am besten für die langfristige Lagerung von entionisiertem Wasser?
Hochreines Polyethylen (HDPE) und elektropolierter Edelstahl 316L sind die Industriestandards. Sie bieten nicht reaktive, glatte Innenflächen, die das Auslaugen von Ionen verhindern und die Bildung mikrobieller Biofilme unterdrücken.
WhatsApp