高纯度水制备的方法与原理

发表时间:2021-08-15 14:07

首先简单认识一下实验室超纯水机,自来水经过精密滤芯和活性炭滤芯进行预处理,过滤泥沙等颗粒物和吸附异味等,让自来水变得更加干净,然后再通过反渗透装置进行水质纯化脱盐,纯化水进入储水箱储存起来,其水质可以达到国家三级水标准,同时反渗透装置产水的废水(亦称“浓水”)排掉。


反渗透纯水通过纯化柱进行深度脱盐处理就得到一级水或者超纯水,最后如果用户有特殊要求,则在超纯水后面加上紫外杀菌或者微滤、超滤等装置,除去水中残余的细菌、微粒、热源等。

实验室用水的纯度高低,将直接影响到整个测试的准确性。目前,实验室样品测试的用水标准用普通纯水即可用于常量分析,微量元素分析和离子电极法,原子吸收光谱法等有时需用优质的纯水(主要考虑到水中微量金属元素的存在)。


一般来说,纯水制备的主要方法有蒸馏法、电渗析法、活性炭吸附法、薄膜过滤法、反渗透法(RO)、离子交换法等。


下面简单介绍下各种方法的原理:

(一)蒸馏法

将自来水加热为蒸汽,与水中溶解的悬浮物分开,经冷凝而变成蒸馏水。


(二)电渗透法

在电场的作用下,水中离子透过离子交换膜向电场作用方向迁移。这样可以把自来水中的大量的阳离子除去,但是仍然需要经过混合树脂交换柱才能得到高纯的水。

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(三)活性炭吸附法

活性炭的吸附过程是利用活性炭过滤器的孔隙大小及有机物通过孔隙时的渗透率来达到的。


(四)薄膜过滤法

深层过滤膜是以编织纤维或压缩材料制成的基质,利用随机性吸附或是捕捉方式来留滞颗粒,然后制成高纯水。


(五)反渗透法(RO)

反渗透(又称逆渗透)技术,是美国在20世纪70年代应用于太空的航天技术,RO膜可用于离子排除,使得只有水可通过RO膜,其余所有的离子及溶解的分子都被截留,并加以排除。由于RO膜结构非常致密,所以获得水的流速非常慢。