Siliciumdioxidedoorbraak bij demineralisatoren

Siliciumdioxidedoorbraak bij demineralisatoren

SILICIUMDIOXIDE
Een parameter voor continue analyse van demineralisatoren

Een groot percentage van de vaste aardkorst bestaat uit silicium. Silicium komt in zekere mate voor in alle natuurlijke waterbronnen, meestal als opgelost siliciumdioxide (SiO₂) of als kleine gesuspendeerde silicaatdeeltjes (colloïdaal siliciumdioxide). Voor toepassingen die gedemineraliseerd water / ultrazuiver water vereisen, is demineralisatie met ionenwisselaars een effectieve en gangbare methode om siliciumdioxide te verwijderen. Maar basische anionenwisselaarharsen moeten sterk geladen zijn om siliciumdioxide effectief te verwijderen, omdat opgelost siliciumdioxide een zeer lage ionsterkte heeft.

Wanneer ionenwisselaars hun uitputtingspunt naderen, is siliciumdioxide doorgaans de eerste verontreiniging die in het effluent ‘doorbreekt’. Daarom is siliciumdioxide een kritische parameter voor kwaliteitscontrole bij de behandeling van gedemineraliseerd en ultrazuiver water. Geleidbaarheidsmetingen, die al lang als maat voor de zuiverheid van water worden gebruikt, zijn onbetrouwbaar voor het vaststellen van uitputting van het harsbed, omdat siliciumdioxidedoorbraak de elektrische geleiding niet noemenswaardig verhoogt. Voor exploitanten van hogedrukketels, halfgeleiderfabrikanten en chemische verwerkers bieden continue siliciumdioxideanalysatoren betrouwbare bewaking van de prestaties van demineralisatoren en helpen ze te voorkomen dat siliciumdioxide terechtkomt in reservoirs voor zuiver water en verderop gelegen systemen.

[Figuur] Twee stadia van een sterk basische ionenwisselaarkolom tonen de gelaagdheid van anionen wanneer de kolom haar uitputtingspunt nadert. Siliciumdioxide is de eerste verontreiniging die door de uitgeputte hars heen breekt. Onderzoeksgegevens wijzen erop dat piekconcentraties van silicaten die uit de uitgeputte kolom vrijkomen viermaal of meer zo hoog kunnen zijn als die in het binnenkomende ruwe water.


Figuur: Een typische uitputtingscyclus van een demineralisator,
links vroeg in de cyclus, rechts dicht bij uitputting

Bron: Water analysis handbook - Hach