原理:反滲透是在壓力驅(qū)動下,利用半透膜的特性,使水從高濃度一側(cè)(原水側(cè))向低濃度一側(cè)(透過液側(cè))滲透。半透膜的孔徑非常小,一般在 0.1 - 1 納米之間,能夠有效截留水中的大部分有機污染物,包括大分子有機物(如蛋白質(zhì)、多糖等)和許多小分子有機物(如農(nóng)藥、染料等)。只有水分子和極少數(shù)小分子能夠通過半透膜。應(yīng)用:在超純水系統(tǒng)中,反滲透通常是關(guān)鍵的處理步驟。它可以去除水中 95% - 99% 的溶解性固體和幾乎全部的微生物,同時對有機污染物也有很好的去除效果。例如,在電子工業(yè)中用于芯片制造的超純水制備,反滲透可以有效去除水中可能影響芯片性能的有機雜質(zhì)。不過,反滲透膜可能會受到有機污染物的污染,導(dǎo)致膜通量下降,需要定期進行化學(xué)清洗來恢復(fù)其性能。超純水在考古文物修復(fù)中用于特殊材料處理。湖南超純水前景
在制藥行業(yè),嚴格的微生物控制是為了確保藥品的安全性和有效性。例如在生產(chǎn)靜脈注射藥物時,超純水中的微生物及其代謝產(chǎn)物(如內(nèi)素)可能會引起患者發(fā)熱、過敏反應(yīng),甚至更嚴重的醫(yī)療事故。在細胞培養(yǎng)實驗中,微生物污染會干擾細胞的正常生長和代謝,導(dǎo)致實驗結(jié)果的偏差和不可靠。同時,在食品和飲料行業(yè)中,超純水用于產(chǎn)品調(diào)配等環(huán)節(jié),微生物含量也需要嚴格控制,一般要求 CFU/mL 在個位數(shù)以下,以防止微生物在產(chǎn)品中繁殖,延長產(chǎn)品的保質(zhì)期和保證產(chǎn)品質(zhì)量。 超純水電阻率的測量基于歐姆定律,其中是電阻,是電壓,是電流。電阻率是材料(在這里是水)對電流阻礙作用的一種屬性,對于均勻材料,它與電阻、橫截面)和長度的關(guān)系為。在測量超純水電阻率時,通過在水中放置電極,施加一定的電壓,測量產(chǎn)生的電流,從而計算出電阻,再結(jié)合電極的幾何參數(shù)(面積和間距)就可以得到電阻率。湖北超純水批發(fā)廠家超純水的生產(chǎn)需控制原水中的硅含量以滿足工藝要求。
總有機碳(TOC)的檢測方法,差減法,原理:水樣分別被注入高溫燃燒管(900℃)和低溫反應(yīng)管(150℃)中。高溫燃燒管中的水樣經(jīng)高溫催化氧化后,有機化合物和無機碳酸鹽均轉(zhuǎn)化為二氧化碳;而低溫反應(yīng)管中的水樣則通過酸化使無機碳酸鹽分解成為二氧化碳。通過非分散紅外檢測器分別測得水中的總碳(TC)和無機碳(IC),二者之差即為總有機碳(TOC)。 適用范圍:廣泛應(yīng)用于飲用水、工業(yè)用水、生活污水、生產(chǎn)廢水等方面的質(zhì)量控制以及江河、湖泊、海洋等水體的監(jiān)測。 優(yōu)點:可同時測定總碳和無機碳,消除了無機碳對 TOC 測定的干擾,提高了測定結(jié)果的準確性。 缺點:儀器設(shè)備較為復(fù)雜,操作步驟相對較多,需要使用高溫燃燒爐和低溫反應(yīng)裝置。
紫外線殺菌(UV) 殺菌原理 紫外線殺菌是利用紫外線(主要是 254nm 波長的紫外線)照射破壞微生物的 DNA 結(jié)構(gòu),使微生物失去繁殖和生存能力。對于水中殘留的細菌、病毒和藻類等微生物,紫外線照射能夠有效地將它們殺滅,從而保證超純水的微生物指標符合要求。 設(shè)備配置 紫外線殺菌設(shè)備通常由紫外燈、石英套管和反應(yīng)器組成。紫外燈發(fā)出的紫外線透過石英套管照射在水中,為了確保殺菌效果,要根據(jù)處理水量和水質(zhì)來確定紫外燈的功率和數(shù)量,同時要保證水在反應(yīng)器中的停留時間足夠長,一般在幾秒到幾十秒之間。離子交換膜的性能決定超純水制備中的離子去除效率。
、離子交換 陽離子交換樹脂 經(jīng)過反滲透后的水,雖然大部分離子已經(jīng)被去除,但仍含有少量的離子。此時,利用陽離子交換樹脂可以進一步去除水中的陽離子,如鈣、鎂、鈉等。陽離子交換樹脂上帶有酸性基團,能夠與水中的陽離子進行交換反應(yīng)。例如,磺酸型陽離子交換樹脂(R - SO?H)與水中的鈣離子(Ca2?)發(fā)生交換反應(yīng),生成樹脂鈣鹽(R - SO?)?Ca 和氫離子(H?)。 陰離子交換樹脂 同時,使用陰離子交換樹脂去除水中的陰離子,如氯離子、硫酸根離子等。陰離子交換樹脂帶有堿性基團,例如季銨型陰離子交換樹脂(R - N (CH?)?OH)與水中的氯離子(Cl?)發(fā)生交換反應(yīng),生成樹脂氯鹽(R - N (CH?)?Cl)和氫氧根離子(OH?)。通過陰陽離子交換樹脂的組合使用,可以將水中的離子濃度降低到極低的水平。超純水在電力行業(yè)用于發(fā)電機組冷卻與化學(xué)分析。湖北實驗室超純水
超純水在石油化工行業(yè)用于催化劑制備與分析。湖南超純水前景
總有機碳(TOC)的檢測方法,紫外氧化 - 非色散紅外探測法,原理:在樣品進入紫外反應(yīng)器之前去除無機碳,然后通過紫外光照射使有機物質(zhì)氧化為二氧化碳,再后利用 NDIR 進行定量檢測。 適用范圍:適用于原水、工業(yè)用水等水體的 TOC 檢測。 優(yōu)點:結(jié)合了紫外光氧化和 NDIR 檢測技術(shù)的優(yōu)點,具有快速、準確、不接觸檢測等優(yōu)點,可有效氧化大部分有機物。 缺點:對于顆粒狀有機物、藥物、蛋白質(zhì)等高含量 TOC 的水樣可能不適用,且紫外燈的使用壽命有限,需要定期更換。湖南超純水前景