實驗室超純水設(shè)備原理

來源:凱源水凈化解決方案提供商 | 作者:凱源工程師 | 發(fā)布時間: 2020-12-28 | 1560 次瀏覽 | 分享到:

像一些高端實驗如動植物細胞培養(yǎng)、高效液相色譜、質(zhì)譜分析、等離子耦合光譜、原子熒光、凝膠分析、細胞免疫、試管嬰兒、TOC分析、PCR實驗、有機物分析、痕量元素檢測、雙向電泳、分子生物學實驗、遺傳學實驗、原子吸收/發(fā)射光譜等等。這些實驗對實驗水質(zhì)的要求相當苛刻，不僅僅對水質(zhì)的電阻率有要求外，對水質(zhì)中的有機物、顆粒物、細菌和熱原等都有要求，而實驗純水機可以滿足這些要求。
未來還有很多對水質(zhì)要求高的實驗需要超純水去進一步發(fā)展，不僅僅對制水的成本要降低還要對產(chǎn)水水質(zhì)要求更加苛刻，只有不斷的繼續(xù)發(fā)展才能滿足日新月異的市場要求。實驗純水機在未來的市場份額會不斷的加大，但是對行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和售后服務(wù)要求會更高。
實驗室超純水設(shè)備解決了實驗室制超純水復(fù)雜的問題，不再需要通過大型設(shè)備才能制取超純水，簡單通過小型設(shè)備就可以實現(xiàn)超純水的制備，使操作更加簡單、方便。
純水機和超純水機的工作原理
實驗室純水機一般采用先進的反滲透技術(shù)制造純水。純水機的工作原理是對水施加一定的壓力，使水分子和離子態(tài)的礦物質(zhì)元素通過反滲透膜，而溶解在水中的絕大部分無機鹽(包括重金屬)，有機物以及細菌、病毒等無法透過反滲透膜，從而使?jié)B透過的純凈水和無法滲透過的濃縮水嚴格的分開。反滲透膜上的孔徑只有0.0001微米，而病毒的直徑一般有0.02-0.4微米，普通細菌的直徑有0.4-1微米，純水機流出的水達到飲用水標準。
超純水機是在反滲透技術(shù)的基礎(chǔ)上，添加了離子交換和終端處理技術(shù)。有些還有深度離子除鹽、超濾和UV光氧化作用設(shè)備，出來的水水質(zhì)優(yōu)于國標GB/T6682-2008實驗室一級用水的水質(zhì)要求。

超純水機的純化工藝過程
天然水中常見雜質(zhì)包括可溶性無機物、有機物、顆粒物、微生物、可溶性氣體等。超純水機就是要盡可能徹底地去處這些雜質(zhì)。目前常用凈化水質(zhì)的工藝方法有蒸餾法、反滲透法、離子交換法、過濾法、吸附法、紫外氧化法等。超純水機一般可以將水的純化過程大致分為4大步，預(yù)處理（初級凈化）、反滲透（生產(chǎn)出純水），離子交換（可生產(chǎn)出18.2MΩ.cm超純水）和終端處理（生產(chǎn)出符合特殊要求的超純水）。
1、預(yù)處理:預(yù)處理后的水將通過反滲透進行再一步的凈化，所以一定要盡量去除對反滲透膜有影響的雜質(zhì)；主要包括大顆粒物質(zhì)、余氯以及鈣離子鎂離子。在此要說明的一點是必須要根據(jù)進水水質(zhì)的差異針對性地配備不同的處理單元。多數(shù)純水機生產(chǎn)廠家并不能很好幫助客戶解決這個問題，這會導(dǎo)致后續(xù)的純化無法達到理想結(jié)果并縮短反滲透膜、超純化柱等主要部件的壽命。為很好的解決這一問題，設(shè)計精密過濾器、活性碳吸附過濾器以及軟化樹脂針對性地去除水中大顆粒物質(zhì)、余氯以及鈣離子鎂離子達到*佳的預(yù)處理效果。預(yù)處理耗材（價格相對低很多）的及時更換對超純機的長期穩(wěn)定運行，保護核心部件相當重要。
2、反滲透:反滲透是使用一個高壓泵對高濃度溶液提供比滲透壓差大的壓力，水分子將被迫通過半透膜到低濃度的一邊，反滲透可以濾除99%的包括無機離子在內(nèi)的絕大多數(shù)污染物，因為它出眾的純化效率，反滲透是水純化系統(tǒng)的一個非常有效的技術(shù)，因為反滲透能去除大部分的污物，所以它經(jīng)常被用作為前道處理手段，能顯著地延長去離子交換柱的使用時間。鑒于反滲透在水質(zhì)純化過程中是非常關(guān)鍵并且反滲透膜的更換價格較高，我們建議用戶一定要選擇對反滲透膜有保護功能的超純水機。為了盡可能延長反滲透膜的使用壽命以及提高反滲透膜的過濾效率，采用了獨特技術(shù)，結(jié)合領(lǐng)先的反滲透限流設(shè)計，在出水處有限流閥，使反滲透膜始終浸泡在水中，不致因變干而影響壽命。延長了反滲透膜壽命就是保證了出水水質(zhì)，同時也提升了超純水系統(tǒng)的性價比。反滲透膜的質(zhì)量對其壽命以及對超純化柱的使用壽命影響很大，所以我們建議用戶一定要關(guān)注反滲透膜的品牌,如陶氏杜邦膜。

3、離子交換離子交換即是水中的正離子與離子交換樹脂中的H離子交換，水中的負離子與離子交換樹脂上的OH-離子交換，從而達到純化水的目的。通過離子交換去除離子，理論上幾乎能除去所有的離子物質(zhì)，在25℃時，出水電阻率達到18.2MΩ。cm。經(jīng)離子交換出水水質(zhì)的高低主要取決于離子交換樹脂的質(zhì)量和交換柱內(nèi)水與樹脂的交換效率。離子交換樹脂的質(zhì)量對超純水機的出水水質(zhì)及使用壽命有直接的影響，所以我們建議用戶一定要關(guān)注樹脂的品牌,如陶氏、羅門哈同時離子交換樹脂的裝填量的多少對其使用壽命成正比關(guān)系。
4、終端處理主要根據(jù)客戶的特殊要求生產(chǎn)出超低有機型、無菌型、無熱源型等的超純水。針對不同要求有多種處理方式，如超濾過濾法用于去除熱源，雙波長紫外氧化法用于降低水中總有機碳（TOC），微濾去除細菌等。超濾（UF）薄膜則是一個分子篩，它以尺寸為基準，讓溶液通過極細微的濾膜，以達到分離溶液中不同大小分子的目的，可將超純水中的熱源含量降至0.001EU/ml以下。雙波長紫外氧化法可利用光氧化有機化合物，將超純水中的總有機碳濃度降低至5ppb以下。
實驗室超純水機應(yīng)用范圍涉及醫(yī)院、高校科研、質(zhì)檢單位、化工廠、制藥廠、水質(zhì)監(jiān)測中心、自來水廠、疾控中心、電瓶廠、液晶屏廠、精密電路廠、無塵品生產(chǎn)等等。