آب تصفیه شده (پاکسازی شده) برای بسیاری از کاربردها نظیر : اتوکلاو، ترکیب کردن دستی، تست های آزمایشگاهی، برش لیزری و مصارف صنعت خودرو، مورد استفاده قرار می گیرد. تصفیه آب، آلاینده هایی که ممکن است با فرایندها تداخل کنند و یا پس از تبخیر باقی بمانند را حذف می کند.
آب به عنوان یک هدایت کننده الکتریکی خوب در نظر گرفته می شود. برای مثال سیستم های برق خانگی به طور ویژه برای افرادی که در تماس با سطوح مرطوب هستند خطرناک است، در حالی که آب خالص یک هدایت کننده ضعیف است. هدایت آب دریا معمولا در حدود S/m 5 ، آب آشامیدنی در رنج mS/m 50-5 است، در حالی که آب خالص میتواند کمتر از 5.5 μS/m یا 0.055 µS/cm باشد. نسبت میزان هدایت بین این آب ها 1000000:1000:1 می باشد.
آب خالص همچنین در صنعت داروسازی استفاده می شود. آب با این درجه خلوص به طور گسترده به عنوان یک ماده خام اولیه، عنصر سازنده و حلال در پردازش، فرمولاسیون و ساخت و تولید محصولات دارویی، عناصر سازنده فعال دارویی (APIs) و واسطه ها و معرف های تجزیه ای، مورد استفاده قرار می گیرد. محتوای بیولوژیکی آب از اهمیت زیادی برخوردار است و آب باید تحت کنترل بیولوژیکی به طور منظم بررسی و تست شود.
مصارف آزمایشگاهی آب تصفیه شده Laboratory Use of Purified Water
استانداردهای فنی کیفیت آب به وسیله تعدادی از سازمان های حرفه ای نظیر جامعه شیمی آمریکا (ACS) ، ASTM بین المللی، کمیته ملی آمریکا برای استانداردهای آزمایشگاهی (NCCLS) که در حال حاضر با نام اختصار CLSI هستند و فارماکوپه آمریکا (USP)، ثبت شده اند.
ASTM ، NCCLS و ISO3696 یا سازمان بین المللی برای استاندارد سازی آب پاکسازی (خالص) شده را بسته به سطح خلوص به سه درجه 1 تا 3 یا سه نوع I-IV طبقه بندی کرده است. این سازمان ها پارامترهای مشابه، البته نه یکسان برای آب با خلوص بالا دارند.
توجه داشته باشید که فارماکوپه اروپا، از عبارت آب با خلوص بالا (HPW) جهت تعریف آبی که بدون متحمل شدن فرایند تقطیر، کیفیت آن برای تزریق مناسب است، استفاده می نماید. در زمینه آزمایشگاهی آب با خلوص بالا برای تعیین کردن کیفیت های مختلف آب هایی که خلوص بالایی دارند، استفاده می شود.
صرف نظر از قوانین سازمان های کیفیت آب، ممکن است برای کاربردهای آزمایشگاهی خاص حتی آب نوع یک (I) نیاز به خالص سازی بیشتری داشته باشد. برای مثال آبی که برای آزمایش های مولکولی زیست شناسی مورد نیاز است باید فاقد DNA یا RNA باشد، از این رو آب نیازمند فرایندهای بهبود سازی(درمان) اضافی ویژه و یا آزمون های عملکردی می باشد
آب مورد استفاده برای آزمایش های میکروبیولوژیکی نیاز دارد تا کاملا استریل شود که معمولا از طریق اتوکلاو انجام می شود. آب مورد استفاده برای تجزیه و تحلیل دقیق فلزات ممکن است نیاز به حذف دقیق فلزات جهت دستیابی به حالت استاندارد فراتر از قوانین آب نوع یک (I)، داشته باشد.
حداکثر میزان آلاینده ها در آب تصفیه شده :
| Contaminant | Parameter | ISO 3696 (1987) | ASTM (D1193-91) | NCCLS (1988) | Pharmacopoeia | ||||||||
| Grade 1 | Grade 2 | Grade 3 | Type I* | Type II** | Type III*** | Type IV | Type I | Type II | Type III | EP (20 °C) | USP | ||
| Ions | Resistivity at 25 °C [MΩ·cm] | 10 | 1 | 0.2 | 18.2 | 1.0 | 4.0 | 0.2 | >10 | >1 | >0.1 | >0.23 | >0.77 |
| Conductivity at 25 °C [μS·cm−1] | 0.1 | 1.0 | 5.0 | 0.056 | 1.0 | 0.25 | 5.0 | <0.1 | <1 | <10 | <4.3 | <1.3 | |
| Acidity/Alkalinity | pH at 25 °C | - | - | 5.0–7.5 | - | - | - | 5.0–8.0 | - | - | 5.0–8.0 | - | - |
| Organics | Total Organic Carbon/p.p.b.(μg/l) | - | - | - | 50 | 50 | 200 | - | <50 | <200 | <1000 | <500 | <500 |
| Total Solids | mg/kg | - | 1 | 2 | - | - | - | - | 0.1 | 1 | 5 | - | - |
| Colloids | Silica [μg/ml] | - | - | - | <2 | <3 | <500 | - | <0.05 | <0.1 | <1 | - | - |
| Bacteria | CFU/ml | - | - | - | \ - | - | - | - | <10 | <1000 | - | <100 |
<100 |
هدایت (رسانایی) الکتریکی آب Electrical conductivity of water
هدایت الکتریکی آب فوق العاده خالص 5.5×10-8 S/cm (مقاومت الکتریکی برابر با 18MΩ.cm) است و این تنها به دلیل یونهای H+ و OH- تولید شده از فرایند تفکیک آب است. با این حال، این هدایت پایین صرفا در حضور گازهای تک اتمی حل شده بدست آمده است.
آب فوق خالص و کاملا گاز زدایی شده، هدایتی برابر با 1.2×10-4 S/m دارد به محض اینکه با اتمسفر تعادل برقرار کند به 7.5×10-5 S/m افزایش خواهد یافت و این به دلیل انحلال CO2 در آن است. بالاترین درجه آب فوق خالص را نمیتوان داخل ظروف شیشه ای یا پلاستیکی ذخیره کرد، زیرا مواد این ظروف ناخالصی هایی را حتی در غلظت های خیلی پایین شسته و در آب رها میسازند.
مخازن ذخیره سازی ساخته شده از سلیکا برای کاربردهای کمتر طاقت فرسا و مخازن فوق العاده خالص قلع برای عملکرد با بالاترین خلوص، مورد استفاده قرار میگیرند. شایان ذکر است که اگر چه هدایت الکتریکی تنها نشان دهنده وجود یونها است، اما بیشتر آلاینده های رایج به طور طبیعی در آب با درجات مختلفی یونیز ( تولید یون) می شوند.
یونی شدن معیار خوبی برای یک سیستم تصفیه آب است و در سیستم های گران قیمت تر، هشدار دهنده هایی مبتنی بر میزان هدایت نصب شده است تا زمانیکه لازم است تا فیلتر تجدید یا جایگزین شود، را اعلام کند. برای مقایسه، هدایت آب دریا احتمالا در حدود 5 S/m یا 53 mS/cm است، در حالی که آب شیر معمولی که خالص سازی نشده هدایتی برابر با 5 mS/m یا 50 μS/cm دارد که هنوز هم دو تا سه مرتبه بیشتر از خروجی بدست آمده از یک ماشین تقطیر یا املاح زدا با عملکردی خوب است، بنابراین میزان بسیار کم آلودگی یا کاهش عملکرد به راحتی تشخیص داده می شود.
کاربرد آب تصفیه شده در مصارف صنعتی Industrial uses of purified water
برخی از فرایندهای صنعتی، به ویژه در صنایع نیمه هادی و دارویی، نیاز به مقدار زیادی آب بسیار خالص دارند. در این شرایط، آب تغذیه (آب اولیه) ابتدا پردازش شده و اولین آب تصفیه شده حاصل می شود و سپس این محصول جهت تولید آب فوق العاده خالص تحت پردازش بیشتری قرار می گیرد.
دیگر مصارف آب تصفیه شده Other uses of purified water
- آب مقطر یا دیونیزه شده معمولا برای باتری های سرب- اسیدی به کار رفته در ماشین ها و کامیون ها استفاده می شود. وجود یون های خارجی معمول که در آب شیر یافت می شوند به شدت طول عمر یک باتری سرب-اسیدی را کاهش می دهند.
- برای مصارف سیستم خنک کننده خودروها، استفاده از آب مقطر یا دیونیزه نسبت به آب شیر ارجحیت دارد.
- استفاده از آب مقطر یا دیونیزه در وسایلی که با بخار آب کار می کنند مثل اتو بخار موجب کاهش تشکیل رسوب ناشی از مواد معدنی می شود، تشکیل این رسوب باعث کاهش عمر مفید وسایل می شود. البته برخی از تولید کنندگان وسایل خانگی اعلام کردند که استفاده از آب دیونیزه چندان ضروری نیست.
- آب تصفیه شده در آب شیرین و آب آکواریوم ها استفاده می شود. از آنجا که ناخالصی هایی نظیر مس و کلر در این آب وجود ندارد ماهی ها از بیماری ها حفظ می شوند و همینطور به دلیل عدم وجود فسفات و سلیکات در آب از ساخته شدن لجن روی گیاهان آکواریوم جلوگیری می شود. آب دیونیزه به دلیل نداشتن بسیاری از مواد مغذی ماکرو و میکرو مورد نیاز برای ماهی ها و گیاهان بایستی قبل از استفاده در آکواریوم املاح دار شود.
- آب (گاهی اوقات مخلوط با متانول) برای توسعه عملکرد موتور هواپیما به کار می رود. در موتورهای پیستونی باعث به تاخیر انداختن اولین ضربه زدن موتور می شود. در موتورهای توربینی، اجازه می دهد تا برای یک حد دمایی توربین جریان سوخت بیشتر شود و جریان توده ای افزایش یابد. به عنوان مثال، در هواپیمای بوینگ 707 مورد استفاده قرار گرفته است. البته مواد پیشرفته و مهندسی، استفاده از چنین سیستم هایی را برای طرحهای جدید منسوخ کرده اند. اگرچه هنوز هم به طور محدود در اسپری خنک کننده های شارژ- هوای ورودی از موتورهای شارژ شده توربو استفاده می شود.
- آب دیونیزه اغلب در بسیاری از مواد آرایشی و بهداشتی به عنوان یک جزء ترکیبی استفاده می شود که برخی مواقع به شکل "آبی"(aqu) بر روی لیبل اجزاء سازنده محصول نشان داده می شوند. (اطلاعات بیشتر در نامگذاری بین المللی مواد آرایشی)
- از آنجا که آب دیونیزه مقاومت الکتریکی نسبتا بالایی دارد (در حدود 80)، این آب (برای مدت زمان کوتاه، زمانی که کمترین مقاومت قابل قبول است) به عنوان یک دیالکتریک با ولتاژ بالا در بسیاری از کاربردهای قدرت پالسی نظیر آزمایشگاه ملی ساندیا، استفاده می شود.
- آب مقطر را می توان در سیستم های خنک کننده آبی PC و سیستم های مارک زن لیزری استفاده کرد. عدم ناخالصی در آب به معنی آن است که سیستم تمیز مانده و از تجمع باکتری ها و جلبک در آن جلوگیری می شود. همچنین رسانایی کم آب خطرات الکتریکی در صورت بروز نشتی کاهش می دهد.
- اگر بعد از شستشوی ماشین ها، پنجره ها و موارد مشابه در انتها یکبار با آب خالص سازی شده شسته و آبکشی شوند، دیگر اثری از لکه های ناشی از مواد محلول حل شده در آب نخواهد بود.
- آب دیونیزه در سیستم های آتش خاموش کن آب-مه استفاده می شوند. این سیستم های ضد حریق در محیط های حساس از جمله مناطق با ولتاژ الکتریکی بالا و جاهایی که تجهیزات الکتریکی حساسی دارند بکار می روند. در ساخت فواره های اسپری پالایش بیشتر از نازل های آبپاش استفاده می شود و آنها در فشار بالای 35 MPa یا 350 bar یا 5,000 psi عمل می کنند. غبار بسیار خوب تولید شده به طور مرتب حرارت آتش را خارج ساخته و قطرات کوچک آب نارسانا هستند (آب دیونیزه) و به این طریق دستگاه های حساس کمترین آسیب را میبینند. آب دیونیزه بطور ذاتی اسیدی است و آلاینده ها (نظیر مس، گرد و غبار، فولاد ضد زنگ و فولاد کربنی و مواد رایج دیگر) به سرعت تبدیل به یون شده و بنابراین آب مجددا یونی می شود. به طور کلی اسپری آب در مدارهای الکتریکی قابل پذیرش نیست و معمولا استفاده از آب در زمینه های الکتریکی نامطلوب است.
- از آب مقطر یا دیونیزه در فیلتر مرطوب کننده سیگار استفاده می شود و این به دلیل جلوگیری از جمع شدن باکتری، قارچ و آلودگی ها و همچنین برای جلوگیری ته مانده ایجاد شده از مواد فیلتر سیگار، می باشد.
در شیشه پاک کن های مورد استفاده در سیستم های شستشوی آبی از آب تصفیه شده استفاده می شود، زیرا هنگامی که شیشه خودش خشک شود هیچ اثری از لکه بر روی آن نمی ماند.
**ن