实验室超纯水机工作原理

时间:2025-07-17

  以下是实验室超纯水机工作原理的完整解析,结合核心净化流程与技术原理整理:

  一、四级净化流程

  ‌1.预处理阶段‌

  ‌机械过滤‌:PP棉滤芯截留≥5μm悬浮颗粒、铁锈等大颗粒杂质‌。

  ‌化学吸附‌:活性炭滤芯去除余氯、异味及部分有机物(如腐殖酸)‌。

  ‌软化处理‌:离子交换树脂置换钙镁离子,降低水质硬度‌。

  ‌2.反渗透(RO)阶段‌

  ‌高压分离‌:水泵加压至10-15MPa(100-150psi),迫使水分子通过0.0001μm半透膜‌。

  ‌截留污染物‌:

  去除≥90%溶解性盐类(电导率降至5-20μS/cm)‌;

  截留病毒(0.02-0.1μm)、细菌(0.4-1μm)及重金属离子‌。

  ‌废水排放‌:浓缩杂质形成浓水排掉,纯水进入下一单元‌。

  3.‌超纯化(UP)阶段‌

  ‌离子深度脱除‌:

  混合床离子交换树脂(阳树脂+阴树脂)去除残余离子,电阻率提升至>10MΩ·cm‌;

  载钯树脂(如AmberTec™ UP4000)还原紫外氧化副产物过氧化氢‌。

  ‌有机污染物降解‌:

  185nm紫外光激发水分子产生羟基自由基(·OH),分解痕量TOC至<5ppb‌。

  ‌4.终端处理‌

  ‌除菌保障‌:0.22μm超滤膜拦截微生物,紫外二次灭菌‌;

  ‌热原控制‌:0.05μm终端滤膜去除内毒素‌。

  二、核心技术原理

技术作用机制关键参数
反渗透(RO)半透膜选择性透水,逆渗透压驱动分离脱盐率>99%,工作压力100-150psi‌
离子交换树脂功能基团置换水中离子(H⁺换阳离子,OH⁻换阴离子)树脂再生周期≈6个月‌
紫外高级氧化185nm紫外光解离H₂O→·OH,无差别氧化有机物TOC降解率>90%‌

  三、水质提升对比

处理阶段电导率电阻率TOC浓度
预处理后200-500μS/cm-100-500ppb
RO出水5-20μS/cm‌0.05-0.2MΩ·cm20-50ppb
UP出水≤0.055μS/cm≥18.2MΩ·cm‌≤5ppb‌