超纯水仪原理

一、典型实验室超纯水系统组成　　纯水制备系统　　以自来水作为进水，制备足量符合实验室所需特定水质的纯水，是实验室整体纯水系统的起点。实验室每天纯水的用量有可能从几升到几千升不等。在设计之处首先应该考虑的是：确定每个用户和每台仪器每天的用水量和所需纯水的水质，以及用水规律。而后纯水设计部门便可以据此计算出整个实验室每天总的用水量以及高峰用水量。　　纯水储存系统　　储存系统在每日高峰用水之间可以起到缓冲的作用，使得纯水制备系统有足够的时间生产出实验室每日所需的纯水。同时纯水储存水箱必须能够保证纯水的水质稳定免受污染。水箱的材料和诸多设计细节都会影响到水箱所存储纯水的水质。　　纯水分配系统　　纯水分配系统的主要目的在于通过分配泵和纯水分配管路将纯水输送到每个用水点。为保证管路中纯水的流速和压力，实验室纯水设计人员应该精确计算管路系统和管路中设备所带来的压力损失，从而选择合适的分配泵。纯水分配系统还应该包含附加的设备，在维持纯水水质的同时，对纯水进行进一步纯化，并对管路中水质进行监控。　　超纯水系统　　实验室纯水系统设计者在考虑超纯水系统之初，应明确的超纯水的用途。一般来讲，纯水就已经能够满足大多数实验的用水需求。而超纯水的水质也因应用不同而各异，因此应该根据超纯水的用途和用量确定超纯水的纯化方法和产水量，从而选择合适的超纯水设备。二、实验室超纯水设备的原理　　通常由原水预处理系统、反渗透纯化系统、超纯化后处理系统三部分组成。预处理的目的主要是使原水达到反渗透膜分离组件的进水要求，保证反渗透纯化系统的稳定运行。反渗透膜系统是一次性去除原水中98%以上离子、有机物及100%微生物（理论上）最经济高效的纯化方法。超纯化后处理系统通过多种集成技术进一步去除反渗透纯水中尚存的微量离子、有机物等杂质，以满足不同用途的最终水质指标要求。三、实验室超纯水设备的选购　　1、了解自己的用水品质，即我们常说的水质的电阻值或电导率是多少。目前实验室用水有专用的国家标准GB6682-2008，其对实验室用水中的一、二级用水对电导（电阻）、可氧化物、吸光度、可溶性硅及蒸发残渣作了要求，其参照标准为ISO3696:1987，是目前国际通用的标准。　　2、客户可以根据使用的仪器种类来选择国产实验室超纯水设备。液相用水的电阻大于18兆欧；并且要去除有机物；原子吸收、原子荧光及环境监测仪器用水大于18兆欧就行；PCR等生命科学仪器用水除了电阻大于18兆欧以外，还需除菌，除有机物，除热源。　　3、原水水质也是必须考虑的因素之一。比如泥沙多，硬度高，地下水等情况，国产超纯水设备的工艺是根据原水水质的好坏来确定的，泥沙多，要添加预处理装置，硬度高，要添加软化装置，含盐量高，要采用二级反渗透工艺等。如果选用以纯水为水源的超纯水机，则只需要提供水质需求和用水量就可以了。　　4、实验室纯水系统设计还应考虑的因素是：纯水系统的供货商是否有能力进行整体纯水系统的设计、工程指导、技术支持、售后服务以及系统的验证校验支持。四、超纯水器微孔滤膜的发展趋势　　1、不对称微孔滤膜的研制。以前发展的微孔滤膜多为均匀结构膜，在使用中膜深层（内部）的吸留堵塞现象严重，很难清洗。由于国产实验室超纯水不对称膜具有分离层孔小，支撑层孔大的特点，因此粒子或胶体仅在膜的表面被截留，透过分离层的粒子不会在膜里面被吸留守。　　2、由气体扩散凝胶相转换向浸入凝胶介质相转换发展，气相扩散凝胶速度慢，所以生产怡情养性低，且由于湿膜暴露于潮湿空气中时间较长，易产生缺陷，环境条件要求高，形成的膜是均匀结构膜，用国产实验室超纯水制备不对称膜怡情养性高，局部环境容易控制，关键是膜材料本文及制膜条件的选择。　　3、随着生物工程、医药和食品等工业的需要，无机不对称微孔膜受到人们重视，它的特点是耐高温，可用高压蒸汽消毒；耐压，可在较高压力下合用耐酸、碱和耐化学试剂。因此可在苛刻条件下清洗，近几年来发展较快，取得了可喜的成果。　　4、在国产实验室超纯水应用研究中，错流微滤是近年来研究较活跃的领域，它可以减轻膜的堵塞，延长使用寿命，提高处理量。目前有关组件设计、设备组装研制也较活跃。　　5、毛细管式膜具有膜表面积装填大、液体流动状态好（内压）和可以反冲洗等优点，在超滤膜过滤器中已民得到广泛的应用；但微孔膜研制，尚牌开始研究阶段，关键是纺织出具有较好强度和可控孔径的不对称毛细管微滤膜，这包括膜材料的选择、制膜条件的研究等。

超纯水机的纯化工艺过程是怎样的？天然水中常见杂质包括可溶性无机物、有机物、颗粒物、微生物、可溶性气体等。超纯水机就是要尽可能彻底地去处这些杂质。目前常用净化水质的工艺方法有蒸馏法、反渗透法、离子交换法、过滤法、吸附法、紫外氧化法等。超纯水机一般可以将水的纯化过程大致分为4大步，预处理（初级净化）、反渗透（生产出纯水），离子交换（可生产出18.2MΩ.cm超纯水）和终端处理（生产出符合特殊要求的超纯水）。

超纯水设备反渗透膜超纯水设备因生产需求，被广泛用于各行业，小到十来人的小公司，大到上万人的跨国企业，从科研实验室到生产工厂，从日用品生产到高精技术领域，无一不用到超纯水设备，这对超纯水设备无一不是一机遇，也是一重大挑战。而超纯水设备的更新，要从反渗透膜说起。超纯水设备反渗透膜是20世纪50年代，美国政府为开发净水系统而研制。60年代，反渗透膜被用于海水淡化。1981年，美国曾用带反渗透膜纯水设备，作为航天循环用水制取设备。采用反渗透原理超纯水设备，优点在于：脱盐率高、产水量大、化学试剂少、劳动强度低、水质稳定、耗能低、离子交换树脂等寿命增长。反渗透超纯水设备，从20世纪以来，以不可逆转的趋势取代了传统纯水设备，如蒸馏水器等，成为了纯水设备中主流和首选设备。反渗透膜又称为半透膜，是一种只允许溶剂通过，而不允许溶质通过和膜。通过外力做用，使带杂质水中的水分子通过反渗透膜，而水中的其它物质则留在了膜另一边连同废水一并排出，而通过反渗膜的水，也就是纯水。经过进一步和处理，可以达到超纯水。