純水與超純水在實驗中的應用
在日常的實驗中,幾乎離不開水的影響,而製取實驗室用水快捷的辦法就是利用實驗室純水機與(yu) 實驗室超純水機,由於(yu) 不同實驗對水質的要求也不一樣,所以會(hui) 同時具備三級水與(yu) 一級水為(wei) 不同實驗提供常用水。超純水係統能為(wei) 實驗室大樓所有取水點提供用水需求,而且保證水質可以符合實驗室日常用水標準,不論是維護成本還是製水效果都得到了很好的保障,是您實驗室用水的理想選擇。

一、 純水原理
1. 天然水中常見雜質
包括可溶性無機物、有機物、顆粒物、微生物、可溶性氣體(ti) 等。利用實驗室超純水係統就是要盡可能徹底地去處這些雜質。
2. 淨化水質的主要工藝
目前常用淨化水質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。同時我們(men) 可以將水的純化過程大致分為(wei) 3大步,前處理(生產(chan) 出純水),離子交換(可生產(chan) 出18.2MΩ-cm超純水)和後處理(生產(chan) 出符合特殊要求的超純水)。根據進水的水質和對出水水質的要求,確定每一步采用的方法工藝。
3. 前處理
主要包括預處理單元和反滲透(RO)單元,由於(yu) 預處理後的水將通過反滲透進行再一步的淨化,所以一定要盡量去除對反滲透膜有影響的雜質;主要包括大顆粒物質、餘(yu) 氯以及鈣離子鎂離子。在此要說明的一點是必須要根據進水水質的差異針對性地配備不同的處理單元。多數純水儀(yi) 生產(chan) 廠家並不能很好幫助客戶解決(jue) 這個(ge) 問題,這會(hui) 導致後續的純化無法達到理想結果並縮短反滲透膜等儀(yi) 器主要部件的壽命。
超純水係統很好的解決(jue) 了這一問題,分別設計生產(chan) 了石英砂過濾器、活性碳吸附過濾器以及軟化樹脂和氯霸等針對性地去除水中大顆粒物質、餘(yu) 氯以及鈣離子鎂離子,達到好的預處理效果。
反滲透是使用一個(ge) 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90%-99%的包括無機離子在內(nei) 的絕大多數汙染物,因為(wei) 它出眾(zhong) 的純化效率,反滲透是水純化係統的一個(ge) 非常有效的技術,因為(wei) 反滲透能去除大部分的汙物,所以它經常被用作為(wei) 前道處理手段,能顯著地延長去離子交換柱的使用時間。鑒於(yu) 反滲透在水質純化過程中是非常關(guan) 鍵並且反滲透膜的更換價(jia) 格較高,我們(men) 建議用戶一定要選擇對反滲透膜有保護功能的超純水係統。
為(wei) 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, 超純水係統采用了先進的獨特技術,結合領先的反滲透限流設計,在出水處有限流閥,使反滲透膜始終浸泡在水中,不致因變幹而影響壽命。延長了反滲透膜壽命就是保證了出水水質,同時也提升了超純水係統的性價(jia) 比。
4.離子交換
離子交換即是,水中的正離子與(yu) 離子交換樹脂中的H+ 離子交換,水中的負離子與(yu) 離子交換樹脂上的OH-離子交換,從(cong) 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,在25℃時,出水電阻率達到18.2MΩ-cm。經離子交換出水水質的高低主要取決(jue) 於(yu) 離子交換樹脂的質量和交換柱內(nei) 水與(yu) 樹脂的交換效率。
滲源超純水機采用國際上知名品名羅門哈斯拋光樹脂作為(wei) 設備的填充材料,羅門哈斯樹脂在離子交換上更徹底,對金屬離子的吸附能力更強,使最終出水水質的效果更加穩定優(you) 質。
這裏要注意的是離子交換法能有效的去除離子,卻無法有效的去除大部分的有機物或微生物,而微生物可附著在樹脂上,並以樹脂作為(wei) 培養(yang) 基,使得微生物可快速生長並產(chan) 生熱源。因此,需配合其他的純化方法設計使用,也就是下麵我們(men) 要討論的後處理部分。
5.後處理
主要根據客戶的特殊要求生產(chan) 出低有機物型、低熱源型等的超純水。針對不同要求有多種處理方式,如超濾過濾法用於(yu) 去除熱源,雙波長紫外氧化法用於(yu) 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(ge) 分子篩,它以尺寸為(wei) 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。

二、 超純水製備
超純水係統能夠製造出高質量的超純水隻是第一步,對於(yu) 用戶使用來說,能夠盡量長時間的穩定保持高出水水質才是主要問題。目前廠商大多強調讓客戶注意使用細節,常換配件耗材,而從(cong) 自身方麵所做的改進並不多。
而滲源超純水係統則完全不一樣,它除了具備一些常見的功能,如任意設置時間自動清洗功能,待機2小時及多種時間斷的循環殺菌、消毒模式(采用雙氧水作為(wei) 消毒劑的液體(ti) 消毒方式,更好的保護操作者及過濾柱,同時保證超純水的質量),斷水自動停機,純水/超純水雙流路設計等,還有一項獨特的配置保證穩定水質:兩(liang) 級離子交換且每級都由兩(liang) 根柱子組成,可降低紫外燈的有機負荷,更進一步提高了水質和延長配件使用壽命,一舉(ju) 兩(liang) 得。同時滲源超純水係統多達4個(ge) 超小型,高精度,1/0.01常數的電阻率傳(chuan) 感器,分別精確監測各路純水的電導率或電阻率,溫度自動補償(chang) ,並有TOC測量可供選擇,實現電阻率,TOC實時檢測。通過這些高精度傳(chuan) 感器,超純水係統就具備了具有自動判別或提示預處理柱,反滲透膜,初級純化柱,多功能純化柱,微濾,超濾,紫外燈管等失效,以保證機器處在最佳運行狀態,保證產(chan) 水質量。隨著科學技術的進步,人們(men) 對自然界中各類事物的認識都朝著微觀化,本質化的方向發展,很多實驗、檢測對試劑或培養(yang) 環境中的雜質的要求都達到了ppb級,有的甚至達到ppt級;如在生命科學研究過程中,對水中的多種汙染物十分敏感,尤其重金屬和可溶性有機物;HPLC中要求的超純水等等。鑒於(yu) 此,多個(ge) 專(zhuan) 業(ye) 研究組織建立了水的質量標準。這些組織和標準有:中華人民共和國國家標準GB6682-92《分析實驗室用水規格和實驗方法》,中華人民共和國國家標準GB/T11446.1-1997《電子級水規格和實驗方法》,美國化學社團組織(ACS),美國測試和材料實驗社團組織(ASTM),美國臨(lin) 床試驗標準國際委員會(hui) (NCCLS),美國藥學會(hui) (USP)。
純水與超純水的主要應用:
1、 反滲透純水:① 實驗室器皿的最後清洗 ② 緩衝(chong) 液、化學試劑配製用水 ③ 微生物培養(yang) 基製備用水 ④ 氫氣發生器、室內(nei) 加濕器、高壓消毒鍋用純水 ⑤ 人或實驗動物飲用水等;
2、 反滲透超純水:① 動、植物細細胞培養(yang) 用水 ② 各種醫療用生化儀(yi) 、分析儀(yi) 、血液透析儀(yi) 用水 ③ 分析試劑及藥品配置稀釋用水 ④ 生理、病理、毒理學實驗用水 ⑤ 醫院、醫藥製劑室及中心實驗室用純化水和高純水 ⑥ 原子吸收光譜用水 ⑦ 試管嬰兒(er) 用水 ⑧ 各種高效液相色譜、離子色譜用水 ⑨ 其他各種實驗室用水和醫藥用水。
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