实验室纯水制水机原理

时间:2025-07-22

  实验室纯水制水机通过多级物理、化学及膜分离技术逐步去除水中杂质,核心原理及工艺流程如下:

  ‌一、核心工作原理‌

  1.‌预处理系统‌

  ‌粗过滤‌:通过5μm PP棉滤芯去除原水中的泥沙、铁锈等大颗粒悬浮物(>5μm)‌。

  ‌活性炭吸附‌:活性炭滤芯吸附余氯、有机物及异味,保护后续膜组件(余氯去除率>99%)‌。

  ‌软化处理‌(可选):离子交换树脂降低钙镁离子浓度,防止反渗透膜结垢‌。

  ‌2.反渗透(RO)深度脱盐‌

  高压泵驱动原水通过RO膜(孔径0.1nm),利用渗透压差截留溶解盐、重金属及微生物,脱盐率≥99%‌。

  产出纯水电导率≤5μS/cm(相当于电阻率≥0.2MΩ·cm),去除95%以上离子杂质‌。

  ‌3.离子精处理‌

  ‌离子交换树脂‌:混合床树脂吸附残余离子,产水电阻率可达10-15MΩ·cm(需化学再生)‌。

  ‌电去离子(EDI)‌:电场驱动离子迁移+树脂交换,连续产出≥15MΩ·cm高纯水,无需化学再生‌。

  4.‌终端超纯化‌

  ‌紫外杀菌(185nm/254nm)‌:185nm紫外光分解TOC,254nm杀灭细菌(细菌<1CFU/ml)‌。

  ‌抛光混床‌:核级树脂深度去除痕量离子,电阻率稳定≥18.2MΩ·cm‌。

  ‌超滤除热源‌:0.2μm超滤膜截留内毒素(≤0.001EU/ml),满足分子生物学需求‌。

  ‌二、主流工艺路线对比

工艺流程出水电阻率技术特点
预处理→单级RO≥0.2MΩ·cm成本低,适用于清洗/常规实验‌
预处理→双级RO→EDI≥15-17MΩ·cm免再生,适合连续供水场景‌
预处理→RO→EDI→抛光混床≥18.2MΩ·cm超纯水标准,TOC≤3ppb‌

  ‌三、关键组件作用

组件功能
RO膜截留离子/微生物,脱盐核心‌
EDI模块电场+树脂协同除盐,绿色工艺‌
双波长紫外灯185nm降解有机物→TOC≤5ppb;254nm杀菌‌
0.2μm终端过滤器拦截颗粒物/细菌,确保超纯水洁净度‌

  ‌四、水质控制逻辑‌

  ‌1.实时监测‌:电阻率/TOC传感器动态反馈水质,超标自动停机‌。

  ‌2.循环净化‌:储水箱配置循环泵+UV抑菌,避免静止水滋生细菌‌。

  3.‌防二次污染‌:管路采用卫生级316L不锈钢,密封无死水设计‌。