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超纯水设备的先进制水工艺介绍

2012-10-22

  超纯水设备的先进制水工艺介绍

  【纯水机和超纯水机的工作原理的区别】

  实验室纯水机一般采用先进的反渗透技术制造纯水。纯水机的工作原理是对水施加一定的压力,使水分子和离子态的矿物质元素通过反渗透膜,而溶解在水中的绝大部分无机盐(包括重金属),有机物以及细菌、病毒等无法透过反渗透膜,从而使渗透过的纯净水和无法渗透过的浓缩水严格的分开。反渗透膜上的孔径只有0.0001微米,而病毒的直径一般有0.02-0.4微米,普通细菌的直径有0.4-1微米。纯水机流出的水达到饮用水标准。

  超纯水机是在反渗透技术的基础上,添加了离子交换和终端处理技术。有些还有深度离子除盐、超滤和UV光氧化作用设备,出来的水水质优于国标GB/T6682-2008实验室一级用水的水质要求。

  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)。

  【超纯水的概念和区分】

  超纯水是美国科技界为了研制超纯材料(半导体原件材料、纳米精细陶瓷材料等)应用蒸馏、去离子化、反渗透技术或其它适当的超临界精细技术生产出来的水,这种水中除了水分子(H20)外,几乎没有什么杂质、金属离子,更没有细菌、病毒、含氯二恶英等有机物。就是运用预处理——吸附杂质、氧化物,反渗透——在进水(浓溶液)侧施加操作压力以克服自然渗透压,当高于自然渗透压的操作压力施加于浓溶液侧时,水分子自然渗透的流动方向就会逆转,进水(浓溶液)中的水分子部分通过膜成为稀溶液侧的净化产水。可清除源水中的细微杂质、胶体、有机物、重金属、可溶性固体、细菌、病毒、热源和其它有害杂质,仅仅保留水分子和溶解氧,有效去除率高达99%。离子交换——运用离子交换树脂的置换和游离,使得Na+与H+互换位置,这一变化,就称为离子交换。同理,阴树脂置换出OH-,从而生产H2O。去除残余的离子。以及运用紫外氧化杀菌、降解TOC和终端修饰等手段获得更纯净的超纯水。

  传统的纯水方法不能制备出超纯水,化学意义上纯水(液态的H2O)的理论电导率为18.3MΩ.cm。人们生产的纯水是达不到理论值的,但18 MΩ.cm似乎是可以达到的,对于这种水,有的称为高纯水,有的称为超纯水,目前还没有系统的定义。也没有划分等级界限,从商业观点看叫超纯水似乎比高纯水更好听一些。笔者以为还是看电导率指标更准确一些。

  【测定超纯水中Fe离子的含量】

  邻菲罗啉(又称邻二氮杂菲)是测定微量铁的一种较好试剂,在pH=1.5~9.5的条件下,Fe2+与邻菲罗啉生成很稳定的橙红色的络合物。在显色前,首先用盐酸羟胺把Fe3+还原为Fe2+:4 Fe3++2NH2OH═4 Fe2++N2O+H2O+4H+。测定时,控制溶液酸度在pH=2~9较适宜,酸度过高,反应速度慢,酸度太低,则Fe2+水解,影响显色。Bi3+、Ca2+、Hg2+、Ag+、Zn2+离子与显色剂生成沉淀,Cu2+、Co2+、Ni2+离子则形成有色络合物,因此当这些离子共存时应注意它们的干扰作用。电厂水质监测中对铁离子含量小于20ppb,实验室超纯水机对二价和三价的金属离子去除率是很好的,一般做到5ppb以下肯定没有多大问题。

  【超纯水设备应用范围】

  ① 动、植物细细胞培养用水

  ② 各种医疗用生化仪、分析仪、血液透析仪用水

  ③ 分析试剂及药品配置稀释用水

  ④ 生理、病理、毒理学实验用水

  ⑤ 医院、医药制剂室及中心实验室用纯化水和高纯水

  ⑥ 原子吸收光谱用水

  ⑦ 试管婴儿用水

  ⑧ 各种高效液相色谱、离子色谱用水

  ⑨ 其他各种实验室用水和医药用水。

  ⑩在半导体中的应用:半导体原材料生产加工、检测和半导体器件的制备用水。

  【纯水的工艺大致分成以下几种:】

  1、采用离子交换方式,其流程如下:

  原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→阳树脂过滤床→阴树脂过滤床→阴阳树脂混床→微孔过滤器→用水点

  2、采用两级反渗透方式,其流程如下:

  原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→第一级反渗透 →PH调节→中间水箱→第二级反渗透(反渗透膜表面带正电荷)→纯化水箱→纯水泵→微孔过滤器→用水点

  3、采用EDI方式,其流程如下:

  原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→一级反渗透机→中间水箱→中间水泵→EDI系统→微孔过滤器→用水点

  【纯水机安装注意】

  1、注意服务态度,要谦虚、和善与用户有效的交流和沟通。

  2、安装人员自备鞋套、手套及抹布。

  3、安装位置的选择一方面要便于安装,还要便于维修与保养。因人而异、因户而异、因实际情况而异,提出我们的方案,并尊重用户的想法.

  4、无论是位置摆放,还是装订水管,都要注意美观实用。

  5、若需穿墙,或在台面,柜子等处打孔,要注意保持它的完整性,并要合理、美观、若情况无法控制,应先将可能出现的后果与损坏告知用户,并征得其同意。接进水三通时也一样。

  6、安装机器时,先将放置机器空间擦洗干净,不得出现机器安装完时,周边环境肮脏不堪。

  7、要先接通水源,机器进满后再接通电源。

  8、安装结束后,要告知用户使用方法及注意事项,并把可能出现的异常情况告知用户,提出紧急处理办法。

  9、安装完毕后,仔细检查,调试,并做好基本情况的登记,确保一切正常后,离开现场。

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