實驗室超純水機產(chǎn)水工作原理

標簽：純水機

實驗室超純水機在許多領域都是實驗和研究不可或缺的重要資源，其產(chǎn)水的高純度和純凈性質(zhì)保證了實驗結(jié)果的準確性和可靠性，超純水對于實驗準確性、儀器性能、藥品質(zhì)量、科研成果等方面都有著直接影響，因此，實驗室超純水機是科研工作不可或缺的重要環(huán)節(jié)。

1.超純水的定義和特點

什么是超純水
超純水的主要應用

2.超純水機的基本組成

3.實驗室超純水機工作原理及工作流程

4.實驗室超純水機的優(yōu)缺點

超純水機的主要優(yōu)點
超純水機的主要缺點

5.實驗室超純水未來發(fā)展趨勢，新技術探索

6.總結(jié)

一、超純水的定義和特點

1、什么是超純水

超純水是指在水中幾乎不含有任何離子、微生物、有機物等雜質(zhì)的水。它是經(jīng)過實驗室超純水機一系列高度純化處理的產(chǎn)物，用于特殊實驗和應用。實驗室超純水的等級劃分通常根據(jù)水質(zhì)的純凈程度和應用要求進行分類

參數(shù)指標	Type I 超純水	Type II 超純水	Type III 超純水
電阻率（MΩ·cm）	>18	>5	>1
TOC（ppb）	<5	<10	<50
顆粒（0.2 μm以上）（個/mL）	<1	<1	<10
細菌（CFU/mL）	<0.01	<0.01	<0.1
內(nèi)毒素（EU/mL）	<0.001	<0.001	<0.01
去離子率（%）	>99.99	>99.9	>99
有機去除率（%）	>99.9	>99	>95
細菌和微粒	嚴格控制	微生物可能存在	微生物可能存在
溶解性固體（mg/L）	<1	<10	<50
微生物（CFU/mL）	幾乎不存在	微量微生物可能存在	微量微生物可能存在
有機物（ppb）	<10	<50	<100
金屬離子（ppb）	低至幾個ppb	幾十至百 ppb	百至千 ppb
pH	5.0 - 7.0	5.0 - 8.0	5.0 - 8.5

2、超純水的主要應用

超純水在實驗室中發(fā)揮著關鍵的作用，在實驗室中是一個不可或缺的基礎設施。

適用應用范圍	Type I 超純水	Type II 超純水	Type III 超純水
分子生物學和細胞生物學	DNA/RNA樣本制備、PCR、測序、細胞培養(yǎng)	基本細胞培養(yǎng)、PCR、分子生物學實驗	細胞培養(yǎng)、PCR、分子生物學實驗
蛋白質(zhì)研究	電泳、Western印跡、質(zhì)譜、結(jié)晶實驗	電泳、Western印跡、質(zhì)譜、蛋白質(zhì)結(jié)晶	電泳、Western印跡、蛋白質(zhì)結(jié)晶
質(zhì)譜分析	高靈敏質(zhì)譜、LC-MS、GC-MS	LC-MS、GC-MS	LC-MS、GC-MS
高效液相色譜（HPLC）	HPLC、UPLC、IC	HPLC、UPLC、IC	HPLC、UPLC、IC
氣相色譜（GC）	GC-FID、GC-MS	GC-FID、GC-MS	GC-FID、GC-MS
原子吸收光譜	AAS、ICP-OES、ICP-MS	AAS、ICP-OES、ICP-MS	AAS、ICP-OES、ICP-MS
分析化學實驗	酸堿滴定、溶解度測定、稀釋	普通分析化學實驗	基礎分析化學實驗
電子顯微鏡樣品制備	樣品固定、切片染色	樣品固定、切片染色	樣品固定、切片染色
實驗儀器冷卻和沖洗	HPLC、GC、質(zhì)譜等儀器的冷卻和沖洗	基本實驗儀器的冷卻和沖洗	基本實驗儀器的冷卻和沖洗
一般清洗和沖洗	精密實驗儀器、玻璃器皿、試劑瓶等	基本實驗器皿、試劑瓶等	基本實驗器皿、試劑瓶等
基礎實驗	實驗室基礎教學和培訓	實驗室基礎教學和培訓	實驗室基礎教學和培訓

注：由于具體的實驗和應用需求可能因?qū)嶒炇?、設備型號等因素影響。因此在選擇超純水等級時，應根據(jù)實際需要和實驗要求來確定適合的等級。

二、超純水機的基本組成

實驗室超純水機通常由多個組件和技術模塊組成，以確保產(chǎn)生高純度的超純水。其基本組成通常包括以下部分：
預處理單元：這部分用于處理原始自來水，去除其中的大部分離子、顆粒和有機物。預處理通常包括顆粒過濾、活性炭吸附等步驟。
反滲透（RO）單元： RO技術通過半透膜過濾來去除水中的離子、微生物和大部分有機物。這個階段產(chǎn)生的水稱為去離子水。
混床離子交換單元：混床交換樹脂進一步去除去離子水中剩余的離子，以及有機和無機雜質(zhì)。這是產(chǎn)生更高純度水的關鍵步驟。
紫外線滅菌裝置：為了減少細菌和微生物的存在，紫外線滅菌裝置用紫外線輻射來殺滅水中的微生物。
TOC（總有機碳）去除單元： TOC去除單元用于去除水中的有機碳化合物，以確保超純水的有機物含量極低。
超濾單元：超濾技術可以過濾大分子雜質(zhì)和微生物，提供額外的水質(zhì)保證。
短波紫外線（185/254 nm UV）：這些波長的紫外線有助于去除水中的有機和無機雜質(zhì)，凈化水質(zhì)。
電極和傳感器：用于監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)，如電導率、溶解氧、pH等，以確保超純水質(zhì)量。
控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)管理整個超純水機的運行，包括流程控制、故障檢測和警報。
儲水箱和分配系統(tǒng)：用于儲存和分配產(chǎn)生的超純水，以滿足實驗室各種需求。
管道和連接件：用于連接不同模塊和傳輸水流。

這些組件和技術模塊一起協(xié)同工作，從原始水源中產(chǎn)生高純度的超純水，以滿足各種實驗和應用的要求。不同型號的超純水機可能在組成和技術上有所不同，但這些基本部件通常都包含在其中。

三、實驗室超純水機工作原理及工作流程

預處理：原始自來水首先經(jīng)過預處理，包括顆粒過濾和活性炭吸附等，以去除大部分懸浮顆粒和有機物。
反滲透（RO）：預處理后的水進入RO單元。在RO中，水通過半透膜，離子、有機物、微生物等被阻擋，產(chǎn)生去離子水。
混床離子交換：去離子水進一步進入混床離子交換單元。這里，混床樹脂吸附和去除水中剩余的離子、有機和無機雜質(zhì)。
TOC（總有機碳）去除：某些超純水機還可能具備去除水中總有機碳的單元，通常使用化學吸附或氧化技術。
紫外線滅菌：為了減少細菌和微生物的存在，一些超純水機內(nèi)配備了紫外線滅菌裝置，使用紫外線殺滅水中的微生物。
超濾（可選）：有些設備可能會使用超濾技術，進一步過濾掉分子雜質(zhì)和微生物。
短波紫外線（185/254 nm UV）（可選）：這些波長的紫外線有助于去除水中的有機和無機雜質(zhì)，進一步凈化水質(zhì)。
貯存和分配：經(jīng)過上述處理，產(chǎn)生的超純水被存儲在貯水箱中，并可以通過分配系統(tǒng)分配到實驗室的各個點位，以供實驗使用。
水質(zhì)監(jiān)測：在整個產(chǎn)水過程中，設備可能配備各種傳感器和探頭，用于實時監(jiān)測水質(zhì)參數(shù)，如電導率、pH、溶解氧等。
控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)管理整個產(chǎn)水流程，包括流程控制、警報和故障檢測。

以上為常見的實驗室產(chǎn)水流程，但不同型號和制造商的超純水機可能會在工作流程的細節(jié)和技術上有所不同，如

邁博瑞的MSLD-UPW-VF綜合實驗室超純水機：可直接從自來水中生產(chǎn)超純水(I型)和純水(III型)，采用先進的監(jiān)測技術

MSLD-UPW-VF實驗室超純水機

Pinnacle Series-V實驗室超純水機：自來水為水源，可方便快捷地生產(chǎn)R0反滲透水和UP超純水。中國實驗室純水系統(tǒng)知名產(chǎn)品，集成觸摸屏控制系統(tǒng)，一體式進水手柄，無需外接水箱，連續(xù)產(chǎn)水量可達780毫升/分鐘(45升/小時)。超純水的電阻率達到18.2MΩ。cm，完全符合GB/T 6682-2008、GB/T33087-2016、ASTM、CAP、CLSI、EP、USP等國家一級水質(zhì)標準。

Pinnacle Series-V實驗室超純水

Pinnacle Series-S 超純水機：集液晶顯示微電腦控制系統(tǒng)，3路水質(zhì)傳感器，定時配質(zhì)，單級反滲透系統(tǒng)，泵(UPW-S-T13 2泵，UPW-S-T23和UPW-S-P12 1泵)于一體，輸出15 - 30升/小時，帶自來水入口。并帶蒸餾水入口，產(chǎn)量可達2升/分鐘。采用自來水進口，可生產(chǎn)單級反滲透水、去離子水和超純水。并帶蒸餾水入口，可生產(chǎn)去離子水和超純水。單級RO水的離子去除率達97%以上。去離子水的電阻率大于16 MΩ。超純水的電阻率絕對達到18.2 MΩ.cm。

Pinnacle Series-S實驗室超純水系統(tǒng)

四、實驗室超純水機的優(yōu)缺點

1、超純水機的主要優(yōu)點

高純度水質(zhì)：超純水機能夠產(chǎn)生高純度的水，去除水中的離子、微生物、有機物和顆粒，適用于對水質(zhì)要求極高的實驗和應用。
可定制性：超純水機通常具有不同的工作模式和配置選項，可以根據(jù)實驗需求進行定制，以滿足不同實驗室的特定要求。
可靠性：正規(guī)品牌的超純水機在設計和制造上有較高標準，能夠穩(wěn)定地提供一致的高質(zhì)量水質(zhì)。
自動化操作：超純水機通常具有智能控制系統(tǒng)，能夠自動監(jiān)測水質(zhì)和設備狀態(tài)，提供報警和故障診斷，使操作更便捷。
減少實驗誤差：高純度的水質(zhì)可以減少實驗中外源性污染的可能性，從而提高實驗的準確性和可重復性。
節(jié)省時間和成本：超純水機的自動化操作和高產(chǎn)水速率可以節(jié)省實驗人員的時間，避免手動準備水質(zhì)，從而提高實驗效率。

2、超純水機的主要缺點：

成本較高：超純水機的購買和維護成本較高，包括設備本身的價格、濾芯更換和維護等。
能耗較高：反滲透等處理過程可能需要較高的能量，導致設備的能耗較高。
需要定期維護：超純水機需要定期更換濾芯、維護設備，以確保其正常運行和產(chǎn)水質(zhì)量。
產(chǎn)水速率限制：超純水機的產(chǎn)水速率可能受到一些因素的限制，這在大規(guī)模實驗或連續(xù)使用情況下可能會受到限制。

五、實驗室超純水未來發(fā)展趨勢，新技術探索

實驗室超純水技術在未來可能會涌現(xiàn)一些新技術，以下是一些可能的新技術探索和發(fā)展趨勢：

電化學去除技術：利用電化學原理，可以開發(fā)出新型的離子去除技術，通過電極反應來吸附和去除水中的離子污染物。
膜技術創(chuàng)新：膜技術是超純水處理的核心，未來可能出現(xiàn)更先進的膜材料和設計，提高產(chǎn)水速率、降低能耗，并應對不同類型的污染物。
光催化技術：利用光催化反應，可以降解水中的有機物和微生物，從而進一步提高水質(zhì)。
納米技術應用：納米技術可能用于設計更高效的過濾材料和吸附劑，以及更精確的微生物去除。
仿生材料：借鑒自然界的自凈能力，可以研發(fā)出仿生材料，具備自我清潔和殺菌功能，減少對化學消毒劑的需求。
生物反應器：利用微生物、藻類或其他生物進行水質(zhì)凈化，將生態(tài)學原理融入超純水處理中。
人工智能（AI）優(yōu)化：使用人工智能算法來優(yōu)化超純水系統(tǒng)的運行，預測維護需求，實現(xiàn)更智能、高效的水質(zhì)處理。
電解技術：利用電解反應，可以去除水中的離子污染物，并產(chǎn)生氧氣和氫氣等有用產(chǎn)物。
氧化還原技術：使用氧化劑和還原劑，可以將水中的有機物氧化分解為無害的產(chǎn)物。
高效廢水處理：將廢水處理與產(chǎn)水過程相結(jié)合，實現(xiàn)廢水零排放或低排放。
微型化設備：利用微流控技術和微納加工，可能開發(fā)出更小型化、便攜式的超純水處理設備。

總結(jié)

超純水機在實驗室中扮演著不可或缺的角色，為科研提供了純凈的水資源，在科研中的重要性不容忽視，它為實驗提供了關鍵的水質(zhì)保障，推動了科學研究的進展和創(chuàng)新。

邁博瑞(Membrane Solutions）專業(yè)實驗室超純水機廠家，采用嚴格生產(chǎn)流程標準及體系化的質(zhì)量檢測要求后合格出庫，產(chǎn)品規(guī)格全質(zhì)量好應用廣泛。公司提供7種超純水機：標準實驗室超純水機（MSLD-UPW-標準系統(tǒng)）、超低TOC實驗室超純水機（MSLD-UPW-UV系統(tǒng)）、終端無毒實驗室超純水機（MSLD-UPW-UF系統(tǒng)）、綜合實驗室超純水機（MSLD-UPW-VF系統(tǒng)），Pinnacle Series-V、Pinnacle Series-S，可兼容平替如millipore密理博超純水機、優(yōu)普超純水機。適應實驗室、分析實驗室、生物實驗室等多種需求。公司支持OEM定制，幫助您設計最適合需求的超純水系統(tǒng)。

實驗室超純水機產(chǎn)水工作原理