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如何选购“超纯水器”(二)

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  1.原水:可用自来水作原水。

  2.自来水预处理:通过砂芯滤板和纤维柱滤除机械杂质,如铁锈和其他悬浮物等。

  3.活性炭过滤:活性炭是广谱吸附剂,可吸附气体成分,如水中的余氯等;吸附细菌和某些过渡金属等。氯气能损害反渗透膜,因此应力求除尽。

  4.反渗透膜过滤:可滤除95%以上的电解质和大分子化合物,包括胶体微粒和病毒等。由于绝大多数离子的去除,使离子交换柱的使用寿命大大延长。

  5. EDI模块在反渗透膜的基础上再将水中的离子去除接近99%,同时也去除部分有机物。有些厂家在水机中没有EDI模块,通常用DI树脂来发挥作用,此树脂需要定期更换,水质有周期性波动。

  6.紫外线消解:借助于短波(185nm/254nm)紫外线照射分解水中的不易被活性炭吸附的小有机化合物,如甲醇、乙醇等,使其转变成CO2和水,以降低TOC的指标。

  6.离子交换单元:已知混合离子交换床是除去水中离子的决定性手段。借助于多级混床获得超纯水也并不困难。但水的TOC指标主要来自树脂床。因此,高质量的离子交换树脂就成为成败的关键。所谓高质量的树脂,就是化学稳定性特别好,不分解,不含低聚物、单体和添加剂等的树脂。所谓“核子级树脂”大概就属于这一类树脂。对树脂的要求是质量越高越好。为保证高质量,这一类的树脂也都是一次性的

  7.终端过滤器 主要是适用于各种不同的应用。 a. 0.22μm滤膜过滤,以除去水中的颗粒物到每毫升1个(小于0.22μm的)。b. 终端超滤柱 主要用于去除热原、RNA酶等物质,应用于分子生物学等生命科学实验。 c.Millipore公司还开发了针对环境分析的EDS-Pak和 VOC-Pak等终端过滤装置。

  经过上述各步骤处理后生产出来的水就是超纯水了。应能满足各种仪器分析,痕量分析等的要求。以上为从自来水到超纯水的全过程,一些超纯水器如Milli-Q Integral就包含了上述的所有纯化单元。当然很多超纯水器(如Milli-Q Advantage)所需要的进水是纯水(反渗透水,蒸馏水等),不能使用自来水做进水,其纯化单元相对就少的多了。(不含反渗透,EDI等纯化单元)


  水质监控:

  水质监控是产水品质的重要保证,目前利用高精度的电导率仪(或电阻率仪)来测定超纯水的离子杂质已经成为了超纯水器的标准配置。这里要注意的是,因为要测定的电导率值非常低(电阻率很大),所以一定要留意电导率仪的精度是不是能达到要求,一般要求电导率仪的电池常数 0.01 cm-1(参加GB6682-92相关要求)。

  另外,电导率仪的安装也是非常重要的,下图为一般超纯水厂家外购的电导率仪的安装方式,这种电导率仪的常见问题是,电极常数较高( 0.3 cm-1),检测精度不够;电极常数易产生变动;经常以 “T“方式安装(这种结构无法反应真实值);没有被保护的温度感测器容易破损等等。



 

  除了TOC指标:

  和用电阻率来


  表征水中离子杂质总量一样,水中的有机物杂质总量我们也用一个值来表征――TOC。

  通常实验室用的纯水都是用自来水经纯化制得的。自来水中就含有大量的可氧化碳 Oxidizable Carbon。水中含有上百种有机物,这些有机物分子的含碳数量不一,浓度也不同,TOC的监测就是用一个量来表征所有这些有机物杂质的总量。这里以甲醇为例说明TOC的计算方法:

  甲醇 (CH3OH)分子量 : (3 x 1) + (12) + (16) + (1) = 32

  那么纯水当中50 ppb的甲醇是多少TOC呢?

  甲醇分子有一个碳原子,占 12 / 32 = 0.375

  所以,50 ppb甲醇就等于 50 x 0.375 = 18.75 ppb TOC

  TOC的检测一般分为两步,一步是把所有的碳氧化成二氧化碳,第二步是测定生成的二氧化碳的量来倒推出TOC值。对于超纯水的TOC测量,由于一般含量不会很高,一般采用紫外灯(185nm/254nm)氧化法,用电导率的变化来测量生成的二氧化碳的量。见下图:

 

  目前有极少数有实力的厂家为超纯水机配备了在线的TOC仪表。因为TOC对于很多精密仪器分析和实验,比如HPLC,LC-Mass,细胞培养等都或多或少的有影响,也愈来愈受到客户的重视,逐渐成为超纯水器的标准配置。

  细菌指标与颗粒物指标等:

  细菌和颗粒物只有较为繁琐的实验室测量方法,耗费时间很长。通常为了保证最终出水的细菌和颗粒物指标,我们都采用上面提到的0.22μm滤膜作为终端过滤器来保证水质。其他一些指标目前都还没有很好的在线监测方法,而且只有少数实验比较敏感,所受关注较少。

 

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