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(xì)胞實(shí)驗(yàn)中常用的實(shí)驗(yàn)試劑。不同的實(shí)驗(yàn)需要不同的水量。經(jīng)常剛進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)經(jīng)常會(huì)有一個(gè)疑問(wèn)：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(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)之前，我們必須先了解以下幾個(gè)概念： 什么是純水？什么是超純水？?jī)烧哂惺裁磪^(qū)別？純凈水也叫純凈水。純凈水是指通過(guò)電滲析、離子交換、反滲透、蒸餾等適當(dāng)?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(biāo)準(zhǔn)的水，無(wú)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(jī)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(dá)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(guò)合理的工藝設(shè)計(jì)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(dá)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(chǎng)上使用的純水基本上是通過(guò)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(xì)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(xì)菌、粒子數(shù)等指標(biāo)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(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是超純水中沒(méi)有雜質(zhì)，接近理論水。 D、使用領(lǐng)域也不同； E、對(duì)輸送管材質(zhì)的要求也不同。超純水對(duì)輸送管材質(zhì)的要求比超純水要嚴(yán)格得多。純水機(jī)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(dá)到5-8Kg，已達(dá)到RO膜的工作壓力。 2、高壓開(kāi)關(guān)：為了避免水泵長(zhǎng)時(shí)間負(fù)壓工作，我們?cè)O(shè)計(jì)了高壓開(kāi)關(guān)。當(dāng)壓力罐裝滿水時(shí)，高壓開(kāi)關(guān)自動(dòng)切斷電源。 3、低壓開(kāi)關(guān)：當(dāng)原水壓力不足時(shí)，低壓開(kāi)關(guān)會(huì)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(jī)器的工作、關(guān)機(jī)和沖洗。 5、進(jìn)水電磁閥：機(jī)器工作時(shí)打開(kāi)水源的電開(kāi)關(guān)。當(dāng)機(jī)器停止工作時(shí)，它會(huì)切斷電源以停止廢水。 6、沖洗電磁閥：需要沖洗時(shí)，接到電腦板指令后自動(dòng)打開(kāi)，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(chǔ)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(duì)原水進(jìn)行初步過(guò)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(jī)物和一些重金屬。碳棒活性炭：進(jìn)一步去除氯、有機(jī)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(xì)菌、病毒、重金屬等有機(jī)雜質(zhì)。后置活性炭：調(diào)節(jié)出水PH值，改善口感。超純水機(jī)離子交換離子交換的工作原理是用球形樹(shù)脂（離子交換樹(shù)脂）過(guò)濾原水，水中的離子會(huì)與固定在樹(shù)脂上的離子進(jìn)行交換。兩種常見(jiàn)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(guò)程之前降低水的硬度。軟化器中的球形樹(shù)脂通過(guò)將兩種鈉離子交換為一種鈣離子或鎂離子來(lái)軟化水。離子交換樹(shù)脂用氫離子交換陽(yáng)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(yáng)離子交換樹(shù)脂會(huì)交換各種陽(yáng)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(shù)脂也會(huì)有氫氧根離子交換遇到的各種陰離子（例如 Cl-）。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂釋放的氫離子與陰離子交換樹(shù)脂釋放的氫氧根離子結(jié)合生成純水。陰陽(yáng)離子交換樹(shù)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(yáng)離子交換床。也可以將陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂混合在一起并將它們放置在同一個(gè)離子交換床中。無(wú)論何種形式，當(dāng)樹(shù)脂與水中的帶電雜質(zhì)交換了樹(shù)脂上的氫離子和（或）氫氧根離子時(shí)，就必須“再生"。再生過(guò)程正好與純化過(guò)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(shù)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(guò)濾、活性炭吸附）結(jié)合使用，離子交換法將在整個(gè)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(jī)物或微生物。微生物可以附著在樹(shù)脂上，以樹(shù)脂為培養(yǎng)基，使微生物快速生長(zhǎng)并發(fā)熱。因此，它需要與其他純化方法結(jié)合設(shè)計(jì)和使用。活性炭吸附有機(jī)物可以是陽(yáng)離子、陰離子或非離子。離子交換樹(shù)脂可以去除原水中的一些可溶性有機(jī)酸和有機(jī)堿（陰離子和陽(yáng)離子），但一些非離子有機(jī)物會(huì)被樹(shù)脂包覆。這個(gè)過(guò)程被稱為樹(shù)脂的“污染堵塞"現(xiàn)象，不僅降低了樹(shù)脂的壽命，而且降低了其交換容量。為保護(hù)離子交換樹(shù)脂，可在離子交換樹(shù)脂前安裝活性炭過(guò)濾器，去除非離子有機(jī)物。活性炭的吸附過(guò)程是利用活性炭過(guò)濾器的孔徑和有機(jī)物通過(guò)孔隙的滲透性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。吸附速率與有機(jī)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(hù)純水系統(tǒng)中對(duì)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(jì)純水系統(tǒng)時(shí)，活性炭等相關(guān)凈化單元的配置是一個(gè)極其重要的工程。微孔過(guò)濾微孔過(guò)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(jī)吸附或捕獲方法來(lái)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(huì)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(guò)濾是多層結(jié)構(gòu)，當(dāng)溶液通過(guò)濾膜時(shí)，大于濾膜內(nèi)部孔隙的顆粒會(huì)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(guò)濾是一種更經(jīng)濟(jì)的方式，它可以去除98%以上的懸浮物，同時(shí)保護(hù)下游凈化單元免受fu敗或堵塞，因此通常用作預(yù)過(guò)濾處理。表面過(guò)濾可去除99.99%以上的懸浮物，因此也可用于預(yù)過(guò)濾或澄清。微孔膜（篩網(wǎng)過(guò)濾膜）一般放置在凈化系統(tǒng)的最后使用點(diǎn)，以去除最后殘留的微量樹(shù)脂碎片、碳碎片、膠體顆粒和微生物。例如：0.22μm微孔膜，可以過(guò)濾所有細(xì)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(guò)非常細(xì)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(jiān)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(guò)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(huì)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(jì)的方法，可以達(dá)到90%~99%的雜質(zhì)去除率。 RO膜的過(guò)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(xì)菌和有機(jī)物（包括熱源）。當(dāng)不同濃度的第二溶液被半透膜隔開(kāi)時(shí)，自然會(huì)發(fā)生滲透。滲透壓推動(dòng)水通過(guò)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(duì)高濃度溶液施加壓力以對(duì)抗?jié)B透壓。所以強(qiáng)制高濃度的純水液體通過(guò) RO 膜并被收集。由于RO膜的密度高，出水流速很慢，需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才能讓儲(chǔ)水箱有足夠的水。 RO膜可以進(jìn)行離子排斥，只有水可以通過(guò)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(guò)電荷反應(yīng)消除離子。收費(fèi)越大，拒絕率越高。因此，RO膜幾乎可以消除所有（>99%）強(qiáng)離子高價(jià)離子，但對(duì)弱離子單價(jià)離子（如鈉離子）只有95%有效。不同的進(jìn)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(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，反滲透是凈化自來(lái)水z經(jīng)濟(jì)有效的方法。 RO也是試劑級(jí)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(xì)菌等。在純凈水中具有一定的導(dǎo)電性。