純水和超純水的區(qū)別及純水儀的工作原理

        純水和超純水是分子和細胞實驗中常用的實驗試劑。不同的實驗需要不同的水量。經(jīng)常剛進實驗室的同學經(jīng)常會有一個疑問：純水和超純水是一樣的嗎？下面主要介紹純水和超純水的區(qū)別以及純水表和超純水表的工作原理。純水和超純水的區(qū)別 在選擇實驗室超純水機之前，我們必須先了解以下幾個概念： 什么是純水？什么是超純水？兩者有什么區(qū)別？純凈水也叫純凈水。純凈水是指通過電滲析、離子交換、反滲透、蒸餾等適當?shù)奶幚矸椒ㄖ苽洌⒚芊庠谌萜髦校⑶也缓魏翁砑觿鳛樵巷嬘盟l(wèi)生標準的水，無色透明，可直接飲用。市面上出售的太空水，蒸餾水都是純凈水。超純水是在純水的基礎(chǔ)上幾乎*去除水中的導(dǎo)電介質(zhì)，將水中未解離的膠體物質(zhì)、氣體和有機物去除到極低水平的水。電阻率大于18MΩ*cm，或接近極限值18.25MΩ*cm。超純水是一般工藝難以達到的水平。微濾技術(shù)、超濾技術(shù)、反滲透技術(shù)、EDI技術(shù)、離子交換技術(shù)，通過合理的工藝設(shè)計和設(shè)備選擇，可將兩種或多種技術(shù)結(jié)合，可生產(chǎn)超純水，電阻率可達18.20MΩ*cm。純水和超純水的區(qū)別很多，這里只是其中的一部分，總結(jié)如下： A.純水的電導(dǎo)率不同，純水的電導(dǎo)率在2-10us/cm之間，超純水的電導(dǎo)率為0.056us/cm； B、制作難度不同。目前市場上使用的純水基本上是通過反滲透、蒸餾等方法制備的，而超純水是以純水為基礎(chǔ)的。由光氧化技術(shù)、精細處理、拋光處理等一系列復(fù)雜的提純技術(shù)生產(chǎn)而成。 C. 重金屬、細菌、粒子數(shù)等指標也相差較大。純水的雜質(zhì)含量為ppm，而超純水的雜質(zhì)含量為ppb。簡單來說就是超純水中沒有雜質(zhì)，接近理論水。 D、使用領(lǐng)域也不同； E、對輸送管材質(zhì)的要求也不同。超純水對輸送管材質(zhì)的要求比超純水要嚴格得多。純水機工作原理 1、水泵作用：其作用主要是增加原水的壓力，使壓力達到5-8Kg，已達到RO膜的工作壓力。 2、高壓開關(guān)：為了避免水泵長時間負壓工作，我們設(shè)計了高壓開關(guān)。當壓力罐裝滿水時，高壓開關(guān)自動切斷電源。 3、低壓開關(guān)：當原水壓力不足時，低壓開關(guān)會切斷電源，防止水泵空轉(zhuǎn)。施力壓力一般為3-4公斤。 4、電腦板：接收各部件的信息，控制機器的工作、關(guān)機和沖洗。 5、進水電磁閥：機器工作時打開水源的電開關(guān)。當機器停止工作時，它會切斷電源以停止廢水。 6、沖洗電磁閥：需要沖洗時，接到電腦板指令后自動打開，將廢水比例短路，增加廢水流量，沖洗RO膜。 7、廢水比例：控制廢水與純水的比例。 8、壓力罐：有儲存純水的壓力容器，內(nèi)壓一般為0.7kg。 9、止回閥：是一種單向閥，防止壓力罐內(nèi)的純水倒流。 10、變壓器：將220V的電轉(zhuǎn)換成24V的安全電壓。濾芯功能：PP棉：對原水進行初步過濾，去除水中較粗的雜質(zhì)、污泥、膠體、懸浮物等顆粒。顆粒活性炭：吸收水中的異味、顏色、有機物和一些重金屬。碳棒活性炭：進一步去除氯、有機物、顏色、異味、濁度等。 RO反滲透膜：孔徑為0.1納米，可去除水中的細菌、病毒、重金屬等有機雜質(zhì)。后置活性炭：調(diào)節(jié)出水PH值，改善口感。超純水機離子交換離子交換的工作原理是用球形樹脂（離子交換樹脂）過濾原水，水中的離子會與固定在樹脂上的離子進行交換。兩種常見的離子交換方法是硬水軟化和去離子。硬水軟化主要用于反滲透 (RO) 處理，以在預(yù)處理過程之前降低水的硬度。軟化器中的球形樹脂通過將兩種鈉離子交換為一種鈣離子或鎂離子來軟化水。離子交換樹脂用氫離子交換陽離子，用氫氧根離子交換陰離子；由苯乙烯和二乙烯基苯制成的含有磺酸鹽的陽離子交換樹脂會交換各種陽離子（如Na+、Ca2+、Al3+）。同樣，由含有季銨鹽的苯乙烯制成的陰離子交換樹脂也會有氫氧根離子交換遇到的各種陰離子（例如 Cl-）。陽離子交換樹脂釋放的氫離子與陰離子交換樹脂釋放的氫氧根離子結(jié)合生成純水。陰陽離子交換樹脂可以裝填在不同的離子交換床中，分為所謂的陰離子交換床和陽離子交換床。也可以將陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂混合在一起并將它們放置在同一個離子交換床中。無論何種形式，當樹脂與水中的帶電雜質(zhì)交換了樹脂上的氫離子和（或）氫氧根離子時，就必須“再生"。再生過程正好與純化過程相反。它利用氫離子和氫氧根離子再生和交換附著在離子交換樹脂上的雜質(zhì)。如果離子交換法與其他凈水方法（如反滲透、過濾、活性炭吸附）結(jié)合使用，離子交換法將在整個凈化系統(tǒng)中發(fā)揮非常重要的作用。離子交換法可以有效去除離子，但不能有效去除大部分有機物或微生物。微生物可以附著在樹脂上，以樹脂為培養(yǎng)基，使微生物快速生長并發(fā)熱。因此，它需要與其他純化方法結(jié)合設(shè)計和使用。活性炭吸附有機物可以是陽離子、陰離子或非離子。離子交換樹脂可以去除原水中的一些可溶性有機酸和有機堿（陰離子和陽離子），但一些非離子有機物會被樹脂包覆。這個過程被稱為樹脂的“污染堵塞"現(xiàn)象，不僅降低了樹脂的壽命，而且降低了其交換容量。為保護離子交換樹脂，可在離子交換樹脂前安裝活性炭過濾器，去除非離子有機物。活性炭的吸附過程是利用活性炭過濾器的孔徑和有機物通過孔隙的滲透性來實現(xiàn)的。吸附速率與有機物的分子量和分子大小有關(guān)。一些顆粒活性炭可以有效去除氯胺。活性炭還可以去除水中的游離氯，以保護純水系統(tǒng)中對氧化劑敏感的其他凈化單元。活性炭通常與其他處理方法結(jié)合使用。在設(shè)計純水系統(tǒng)時，活性炭等相關(guān)凈化單元的配置是一個極其重要的工程。微孔過濾微孔過濾包括深度、篩網(wǎng)和表面三種。編織纖維或由壓縮材料制成的基質(zhì)，使用隨機吸附或捕獲方法來保留顆粒。網(wǎng)狀濾膜基本上具有均勻的結(jié)構(gòu)，就像篩子一樣，它會將大于孔徑的顆粒截留在表面（這種濾膜的孔徑非常精確），而表面過濾是多層結(jié)構(gòu)，當溶液通過濾膜時，大于濾膜內(nèi)部孔隙的顆粒會被截留并主要積聚在濾膜表面。由于以上三種濾膜的功能不同，區(qū)分濾膜非常重要。由于深度過濾是一種更經(jīng)濟的方式，它可以去除98%以上的懸浮物，同時保護下游凈化單元免受fu敗或堵塞，因此通常用作預(yù)過濾處理。表面過濾可去除99.99%以上的懸浮物，因此也可用于預(yù)過濾或澄清。微孔膜（篩網(wǎng)過濾膜）一般放置在凈化系統(tǒng)的最后使用點，以去除最后殘留的微量樹脂碎片、碳碎片、膠體顆粒和微生物。例如：0.22μm微孔膜，可以過濾所有細菌，通常用于靜脈輸液、血清和抗生素的消毒。超濾微孔膜是根據(jù)其孔徑大小去除顆粒，而超濾（UF）膜是分子篩，是根據(jù)大小而定，讓溶液通過非常細的濾膜，將不同大小的分子在濾膜中分離。解決方案。目的。超濾膜是一種堅固的、薄的、選擇性滲透的膜，可以截留一定尺寸以上的大部分分子，包括：膠體、微生物和熱源。較小的分子，如水和離子，可以通過膜。因此，超濾法可以將截留液中的大分子濃縮，但仍有部分大分子會泄漏到濾液中。有幾種不同范圍的超濾膜。在所有情況下，超濾膜將保留大部分大于其分子篩定義的分子量的分子。反滲透反滲透（RO）是z經(jīng)濟的方法，可以達到90%~99%的雜質(zhì)去除率。 RO膜的過濾孔結(jié)構(gòu)比UF膜更致密。 RO膜可以去除所有分子量大于300的顆粒、細菌和有機物（包括熱源）。當不同濃度的第二溶液被半透膜隔開時，自然會發(fā)生滲透。滲透壓推動水通過半透膜，水以更高的濃度稀釋溶液，最終形成濃度平衡。在凈水系統(tǒng)中，對高濃度溶液施加壓力以對抗?jié)B透壓。所以強制高濃度的純水液體通過 RO 膜并被收集。由于RO膜的密度高，出水流速很慢，需要相當長的時間才能讓儲水箱有足夠的水。 RO膜可以進行離子排斥，只有水可以通過RO膜，其他所有離子和溶解分子（包括鹽和糖）都被截留和消除。 RO 膜通過電荷反應(yīng)消除離子。收費越大，拒絕率越高。因此，RO膜幾乎可以消除所有（>99%）強離子高價離子，但對弱離子單價離子（如鈉離子）只有95%有效。不同的進水需要不同類型的 RO 膜。 RO 膜包括醋酸纖維素或多硫胺和聚砜基質(zhì)的混合薄層聚合物。如果根據(jù)原水和產(chǎn)出水的質(zhì)量，經(jīng)過適當?shù)脑O(shè)計，反滲透是凈化自來水z經(jīng)濟有效的方法。 RO也是試劑級純水系統(tǒng)的最佳預(yù)處理方法。總結(jié)：純水表和超純水表的原理主要是利用濾芯攔截一定直徑的生物或非生物吸附，如重金屬離子、顆粒、病毒、細菌等。在純凈水中具有一定的導(dǎo)電性。