[스크랩] 이온교환

이온교환

이 온 교 환 (Ion- Exchange)  이온교환이란 비드같은 구형 레진에 물을 통과시켜 물중에 포함된 이온과  비드에 고정된 다른 이온을  새로 교환시키는 것입니다. 이와같은 이온교환  원리를 이용하는 것에는 연수화(Softening) 와 탈이온(Deionization) 이 있습니다. 연수화는 주로 역삼투 순수제조 장치에 앞서 물의 경도를 낮추기 위한 전처리 단계로 칼슘, 마그네슘이온 등을  소디움이온으로 치환하는 과정을 말합니다. 또 탈이온 과정은 양이온 레진으로 하이드로겐이온을 음이온 레진으로 하이드록실이온을 사용하여 이온을 제거 하는과정입니다. 이 같은 탈이온 과정을 통하여 무기이온들은 가장 효과적으로제거될수 있습니다. 또한 탈이온 과정은 증류 방식에 비하여 가동비가 적게드는 장점이 있으나 입자, 미생물 등은 거의 제거하지 못하며 유기물의 경우도 이온을 띠지 않는 것은 거의 제거하지  못하는 단점이 있습니다.  또 DI 장치에서는 레진 입자가 오염원으로 발생하기도 하며 미생물이 번식하기 쉬운 결점도 갖고 있습니다.

출처 : 베크와 물(BECK and Water)

글쓴이 : 베크와 물 원글보기

메모 :

순수도 의 개념

순수도 의 개념       1.  순수의 일반적 개념     간단한 전처리를 거친 원수 (Feed water) 를 증류장치나 Reverse Osmosis     시켜 비저항을 일정수준까지 올린 물을 말한다. 2.  순수의 표시단위             1    . 비저항 (M  -cm) = ---------------                                  전도율(  s/cm)    . 비저항 (Specific Resistivity) : ohm.cm =   . cm    . 전기 전도율 (Conducitivity)   : mho/cm =   / cm                                             = siemens/cm                                             = S/cm    . 비저항/전도율은 물속의 이온수와 하전량과의 관계이며 물속의 이온수가       증가되면 전도율 값은 증가하고 비저항은 낮아진다. 3.  순수도와 오염원인 물질과의 관계   . 순수의 일반적인 표시단위는 비저항/전기전도율이며 이들 값에 영향을      미치는 것은 물속에 존재하는 용존이온이고 기타의 성분 (유기물.미립자.      미생물.무기산화물.클로이드물질.용존가스류 등) 은 거의 고려되지 않은      상태이다. 따라서 실질적인 순수는 물소거에 존재하는 용존이온 이외에      도 기타의 오염원인 물질도 제거범위에 포함시켜야 할것이다. 4.  순수와 온도와의 관계     1.  물의 전리상수는 온도 상승에 따라 증가하므로, 물의 전기전도율 값         도 온도상승에 따라 증가한다.     2.  온도에 따라 전기전도율 / 비저항이 달라지기 때문에, 일반적으로         순수도를 표시 할때는 온도를 명시하거나, 25'C 를 기준으로한 환산값         으로 표시한다.

초순수 장치

앞의 RO System과 이온교환수지를 통과시킨 순수한 물은 비저항값이 2~10MegOhm정도이다. 따라서 17MegOhm 이상의 초순수를 제조할때는 2차 처리가 필요하다. 여기에는 Ultrafiltration Membrane(U.F막)을 사용한 System과 사용하지 않은 System을 생각할수 있다. 현재 Membrane Filter의 최소 Pore Size는 0.2um 전후 이다. 이것은 이 Pore size 이상의 입자에 대하여는 거의 100% 제거할수 있지만 이 Pore size이하에 대하여는 90% 정도이다. 따라서 특수한 경우 (Angestrom 단위의 입자 및 Colloid가 문제로 되는경우) Membrane filter 앞에 UF막을 부착하는 경우가 있다. UF막의 뒷부분에 Membranefilter를 붙이는 이유중의 하나는 UF막의 제거율 때문이다. UF막은 확실히 0.2um 이하의 입자도 포착하지만 그이상의 것도 빠져나가는 위험성도 많이 갖고 있다. 또 중요한 이유중의 하나는 UF막은 세척공정이 필요하다.

각 불순물의 측정법

1) 비저항(전도율)   비저항과 전도율은 반비례의 관계가 있다.   비저항(MegOhm) =  1  /   전도율 (us/cm)   이것은 수용액 전해질(무기이온)의 합계량의 지표이다.   측정비 저항은 수온에 따라 다른데 보통 25'C 온도 보정의 값이 In-line으로   사용된다. (공기중의 CO2 gas의 영향을 받지 않기 위하여) 2) 유기물 (TOC)   TOC는 총 유기탄소의 약자로서 유기물의 양을 측정하는 지표중의 하나이다.   최근에는 이 값을 내리려는 노력이 각Device Maker에서 추진 되고 있다.   이 값을 ppb 수준까지 내리는 것이 졸래의 방식(증류기)으로는 불가능하다.   따라서 최근에는 UV (자외선)산화방식으로 발생한 CO2량을 측정하는 TOC   Meter가 만들어져 50 ppb 정도까지 검출할 수 있게 되었다. 3) 미립자   미립자 측정에는   a. Membrane Filter 직접검경법(광학현미경, 전자현미경)   b. 액체용 Particle Count법   c. Wafer 표면 광산란법   의 3가지 방법이 일반적으로 쓰이고 있다.   Membrane Filter 직접 검경법은 직접 눈으로 관찰하기 때문에 입자의 종류도   판별할수 있는 편리한 방법이지만, 그밖의 방법에 비교하여 작업환경의 영향   을 받기 쉽다.여기에 대하여 particle count방법은 In-line으로 측정이   가능하고 계측도 입자크기에 따른 자동계측이 가능하여 편리한 점이 있지만   기포와 입자의 식별이 어렵고 측정 가능한 최소입자의 크기가 일반적으로   0.5um이기 때문에 보다 작은 입자에 대하여는 사용할 수없는 단점이 있다.   위 2가지 방법이 실제의 입자수를 측정하는 방법인데 대하여 Water표면 광   산란법은 단위 체적당 입자수 측정은 어렵지만,한번 상관관계가 얻어지면   각 현장에서 사용순수 중의 입자추이를 간단하게 알 수 있는 방법이다. 4) 미생물   현재 초순수 중의 미생물 측정에 가장 많이 쓰이고 있는 방법은 Membrane   Fiter(MF)여과법이다.이것은 평판법(한천배지배양)의 경우 검수가 적은   미량의 미생물 계측에는 신뢰성이 떨어지고 배지의 조성,온도 등의   어려움이 있는 등 많은 단계를 거치는데 비하여 안정되고 신속한 것이   특징이다.