超纯水的制备原理
超纯水系统工作原理
超纯水系统工作原理
超纯水系统是通过一系列的物理、化学和生物技术处理步骤，将原水中的悬浮物、溶解物、离子、有机物等杂质去除，从而获得如同纯净水一样的水质。
它的工作原理主要包括以下几个步骤：
1. 原水处理：原水通常通过物理过滤步骤，如过滤器或活性炭吸附，去除较大颗粒的悬浮物、杂质和某些有机物。
2. 高效离子交换：将原水通过离子交换树脂床，树脂中的固定离子与原水中的杂质进行离子交换反应，使得原水中的阳离子和阴离子得以去除。
3. 反渗透：经过离子交换后的水通过反渗透膜，利用半透膜原理去除水中的溶解物、离子、有机物和微生物等。
4. 紫外线消毒：经过反渗透处理的水经过紫外线消毒器，紫外线能够杀灭水中的细菌、病毒等微生物，确保水的安全性。
5. 流量稳定：系统中的流量控制装置能够稳定调节和控制水流量，确保系统的工作稳定。
6. 水质监测与控制：超纯水系统还配备了水质监测和控制设备，可以实时监测水质，根据需要调节处理过程，保证输出水的质量符合要求。
通过以上步骤的连续运作，超纯水系统可以将原水处理成高纯
度、纯净无菌的水质，适用于实验室、制药工业、电子工业等对水质要求较高的领域。
反渗透膜分离制高纯水实验报告
反渗透膜分离制高纯水实验预习报告一、实验目的1.熟悉反渗透法制备超纯水的工艺流程；2.掌握反渗透膜分离的操作技能；3.了解测定反渗透膜分离的主要工艺参数。
二、实验原理工业化应用的膜分离包括微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）、渗透汽化（PV）和气体分离（GS）等。
根据不同的分离对象和要求，选用不同的膜过程。
反渗透（RO）技术是20世纪60年代发展起来的以压力为驱动力的膜分离技术，它借助外加压力的作用使溶液中的溶剂透过半透膜而阻留某些溶质，是一种分离、浓缩、提纯的有效手段。
由于反渗透技术具有无相变、组件化、流程简单、操作方便、耗费低等特点，在诸多水处理技术中，反渗透被认为是最先进的方法之一，发展十分迅速，已广泛应用于海水、苦咸水淡化、工业污水处理、纯水和超纯水制备领域。
高纯水主要在电子工业、医药工业以及实验室分析使用，按国标GB/T11446.1-1997规定，电子级水分为四级，既EW-I、EW-II、EW-III和EW-IV,其电阻率指标分别为≧18MΩ*cm、≧15MΩ*cm、≧12MΩ*cm、≧0.5MΩ*cm。
反渗透是借助外加压力的作用使溶液中的溶剂透过半透膜而阻留某些溶质，反渗透技术具有无相变、组件化、流程简单等特点。
反渗透净水是以压力为推动力，利用反渗透膜只能透过水而不能透过溶质的选择透过性，从含有多种无机物、有机物和微生物的水体中，提取纯净水的物质分离过程。
其原理图如下：如图（a ）所示，半透膜将纯水与咸水分开，水分子将从纯水一侧通过膜向咸水一侧透过，结果使咸水一侧的液位上升，直到某一高度，即渗透过程。
图（b ）所示，当渗透达到动态平衡状态时，半透膜两侧存在一定的水位差或压力差，此为制定温度下溶液的渗透压N 。
图（c ）所示,当咸水一侧施加的压力P 大于该溶液的渗透压N ，可迫使渗透反响，实现反渗透过程。
在高于渗透压的压力作用下，咸水中的化学位升高，超过纯水的化学位，水分子从咸水一侧反向地通过膜透过到纯水一侧，使咸水得到淡化，这就是反渗透脱盐的基本原理。
超纯水制备系统
超纯水制备系统
超纯水在许多领域的应用中起着至关重要的作用，如制药、电子、
化工等。
为了满足对超纯水的需求，超纯水制备系统应运而生。
本文
将对超纯水制备系统的工作原理、组成部分以及应用进行详细介绍。
一、工作原理
超纯水制备系统通过一系列工艺来去除水中的各种杂质，从而获得
高纯度水。
其工作原理主要包括预处理、反渗透、电离交换等过程。
首先，原水经过预处理设备去除大部分的固体颗粒、胶体和有机物质；然后，通过反渗透膜的作用，去除水中的溶解盐和无机物质；最后，
通过电离交换树脂的吸附作用，进一步去除水中的离子杂质，得到超
纯水。
二、组成部分
超纯水制备系统一般由进水过滤器、活性炭过滤器、反渗透膜组件、电离交换柱、紫外线消毒器等部分组成。
进水过滤器用于去除水中的
大颗粒杂质，活性炭过滤器用于去除有机物质和氯等物质，反渗透膜
组件是去除溶解盐和无机物质的关键部件，电离交换柱用于去除水中
的离子杂质，紫外线消毒器则是为了保证超纯水的无菌性。
三、应用
超纯水制备系统广泛应用于制药、电子、化工、实验室等领域。
在
制药行业，超纯水用于药品生产的洗涤、溶解、配制等过程；在电子
行业，超纯水被用于半导体芯片的制造过程；在化工领域，超纯水则
用于精细化工产品的生产；在实验室中，超纯水则是科研工作中必不可少的实验试剂。
综上所述，超纯水制备系统通过一系列的工艺步骤，去除水中的各种杂质，获得高纯度水，满足不同领域对超纯水的需求。
其在制药、电子、化工和实验室等领域具有广泛的应用前景，对推动相关产业的发展起着至关重要的作用。
超纯水制备工艺
超纯水制备工艺超纯水是指经过多重净化和处理后，几乎不含任何杂质的水。
其制备工艺是一项非常复杂的过程，需要经过多个步骤和设备的协同作用，以确保最终获得高纯度的水。
超纯水的制备需要从原水中去除各种固体颗粒和悬浮物。
这一步骤通常通过预处理设备，如过滤器和沉淀池来完成。
过滤器能够有效地去除大部分固体颗粒，而沉淀池则可将较大的悬浮物沉淀至底部。
接下来，超纯水的制备需要去除水中的溶解性无机盐和有机物。
这一步骤通常采用离子交换器和活性炭过滤器来完成。
离子交换器能够去除水中的钠、钙、镁等离子，而活性炭过滤器则可去除水中的有机物和部分溶解性无机盐。
然后，超纯水的制备需要进一步去除水中的微量离子和有机物。
为此，通常需要采用反渗透膜和电离交换树脂等设备。
反渗透膜能够通过半透膜的作用，将水中的溶质和溶剂分离，从而实现对微量离子和有机物的去除。
而电离交换树脂则可以选择性地去除水中的特定离子。
超纯水的制备还需要进行最终的精处理，以确保水的质量达到超纯级别。
这一步骤通常采用电极深度处理和臭氧消毒等手段。
电极深度处理能够通过电解的方式去除水中的细菌和微生物，而臭氧消毒则可以消除水中的异味和杂质。
总的来说，超纯水的制备工艺涉及到多个步骤和设备，每个步骤都起着关键的作用。
通过预处理、离子交换、反渗透和精处理等步骤的有机组合，可以有效地去除水中的固体颗粒、溶解性无机盐、有机物和微量离子，从而获得高纯度的超纯水。
需要注意的是，在超纯水制备工艺中，设备的选型和使用条件非常重要。
不同的设备具有不同的工作原理和适用范围，正确选择和操作设备可以提高超纯水的制备效果。
此外，对于超纯水的储存和输送也需要采取相应的措施，以确保超纯水的质量不受污染。
超纯水在许多领域都有广泛的应用，例如电子、制药、化工等行业。
在这些领域中，超纯水的纯度对产品的质量和性能有着重要的影响。
因此，超纯水的制备工艺的研究和优化对于提高产品的质量和竞争力具有重要意义。
超纯水处理原理,工艺及技术简介
超纯水处理原理, 工艺流程及技术简介1.超纯水制备原理威立雅实验室超纯水器通常由原水预处理系统、反渗透纯化系统、超纯化后处理系统三部分组成。
预处理的目的主要是使原水达到反渗透膜分离组件的进水要求，保证反渗透纯化系统的稳定运行。
反渗透膜系统是一次性去除原水中98%以上离子、有机物及100%微生物(理论上)最经济高效的纯化方法。
超纯化后处理系统通过多种集成技术进一步去除反渗透纯水中尚存的微量离子、有机物等杂质，以满足不同用途的最终水质指标要求。
2.原水预处理系统预处理系统通常由聚丙烯纤维(PP)过滤器和活性炭(AC)过滤器组成。
对硬度较高的原水还需加装软化树脂过滤器。
PP滤芯可高效去除原水中5μm以上的机械颗粒杂质、铁锈及大的胶状物等污染物，保护后续过滤器，其特点是纳污量大, 价格低廉。
AC活性炭滤芯可高效吸附原水中余氯和部分有机物、胶体，保护聚酰胺反渗透复合膜免遭余氯氧化。
软化树脂可脱除原水中大部分钙镁离子，防止后续RO膜表面结垢堵塞，提高水的回收率。
3.反渗透纯化系统反渗透(Reverse Osmosis，简称RO)是以压力差为推动力的一种高新膜分离技术，具有一次分离度高、无相变、简单高效的特点。
反渗透膜“孔径”已小至纳米(1nm=10-9m)，在扫描电镜下无法看到表面任何“过滤”小孔。
在高于原水渗透压的操作压力下，水分子可反渗透通过RO半透膜，产出纯水，而原水中的大量无机离子、有机物、胶体、微生物、热原等被RO膜截留。
通常当原水电导率<200μS/cm时，一级RO纯水电导率≤5μs/cm，符合实验室三级用水标准。
对于原水电导率高的地区，为节省后续混床离子交换树脂更换成本，提高纯水水质，客户可考虑选择二级反渗透纯化系统，二级RO纯水电导率约1~5μS/cm，与原水水质有关。
4.超纯化后处理系统①混床离子交换纯化柱混床离子交换纯化柱由阴离子交换树脂和阳离子交换树脂按比例混合而成。
阳离子交换树脂用其H+交换去除水中的阳离子，阴离子交换树脂用其OH-交换去除水中的阴离子，在混床树脂中被交换出来的H+和OH-结合生成H2O，因此混床离子交换纯化柱可用来深度去除RO纯水中尚存的微量离子。
超纯水制备技术工艺及其原理全面解析
超纯水制备技术工艺及其原理全面解析对于超纯水的需求随着半导体工业的发展，对超纯水质量要求提高，从而大大的推动了纯水技术的发展，膜技术得到了广泛的应用，微滤，超滤，电渗析和反渗透技术先进的水处理技术得到了飞速的发展，膜法制备纯水取代了传统的离子交换器系统，解决了TOC问题，满足了电子行业对纯水质量的要求。
超纯水制备工艺1.传统超纯水制备工艺流程：原水—多介质过滤器—活性炭过滤器—一级除盐—混床—超纯水2.膜法超纯水制备工艺流程：原水—超滤—反渗透—EDI—超纯水在膜法工艺中，超滤，微滤替代澄清，石英砂过滤器，活性炭过滤器，除去水中的悬浮物胶体和有机物，降低浊度，SDI，COD等，可以实现反渗透装置对污水回用的安全，高效运行，以反渗透替代离子交换器脱盐，进一步除去有机物，胶体，细菌等杂志，可以保证反渗透出水满足EDI进水的要求，以EDI代替混床深度脱盐，利用电而不是酸碱对树脂再生，避免了二次污染。
原水水质概论水中的杂质按存在的形态的不同可以分为悬浮物，胶体和溶解性固体三种，其中固体含量用总固体量作为指标，把一定量水样在105-110°烘箱中烘干到恒重，所得的重量及为总固含量。
第一类是悬浮物物指悬浮于水中的物质，颗粒直径在10-4mm 以上，如泥沙，粘土，动植物残骸，微生物，有机物，藻类等第二类是胶体，指水中带电荷的胶体为例，颗粒直径在10-5mm之间，胶体颗粒是许多分子或离子集合体，这种细小颗粒具有较大的比表面积，从而使他具有特殊的吸附能力，而被吸附的物质往往是水中的离子，因此胶体颗粒带有一定的电荷，如硅铁铝化合物及一些高分子有机物如腐殖质等，也有一些在此粒径范围的细菌，病毒等。
第三类是溶解物，只被水所溶解的，分子或离子状态的溶质或气体如氯化物，硫酸盐等。
悬浮物和胶体是使天然水产生浑浊的主要原因。
原水的预处理反渗透因为膜材料及元件的关系，对进水水质有一定的要求，预处理解决的问题是赌赛，结构，污染和波坏，堵塞时指水中的颗粒，悬浮物，胶体，铁氧化物沉淀等堵塞膜元件的流道，结垢是指难溶盐在浓水侧浓缩厚结晶析出，可预先除去或加阻垢剂。
milli-q超纯水仪工作原理
milli-q超纯水仪工作原理一、引言milli-q超纯水仪是一种用于制备高纯度水的设备，广泛应用于实验室、医药、生物技术等领域。
本文将介绍milli-q超纯水仪的工作原理。
二、工作原理milli-q超纯水仪的工作原理主要包括预处理系统、反渗透膜系统、离子交换树脂系统和纯化柱系统。
1. 预处理系统进水经过预处理系统，去除悬浮物、胶体物质、有机物和微生物等杂质。
预处理系统包括粗颗粒过滤器、活性炭过滤器和微孔过滤器。
粗颗粒过滤器能够去除大颗粒的悬浮物，活性炭过滤器则能吸附有机物和余氯，微孔过滤器则能去除微生物和细菌。
2. 反渗透膜系统经过预处理后的水进入反渗透膜系统。
反渗透膜是一种过滤水的膜，具有微孔结构，能够有效去除水中的溶解物质、离子和微生物。
水在反渗透膜上形成一定压力，通过膜的微孔进入膜内，而溶解物质、离子和微生物则被滞留在膜外形成浓缩液。
经过反渗透膜系统的处理，水质得到明显改善。
3. 离子交换树脂系统反渗透膜系统处理后的水进入离子交换树脂系统。
离子交换树脂是一种能够选择性吸附或释放离子的材料。
水中的离子通过树脂床层时，与树脂上的离子发生交换作用，使水中的离子得到进一步去除或净化。
4. 纯化柱系统离子交换树脂系统处理后的水进入纯化柱系统，通过特殊的吸附剂进一步去除残余的有机物和微量离子。
纯化柱系统的吸附剂能够高效地吸附有机物和微量离子，使水质达到超纯水的要求。
三、总结milli-q超纯水仪通过预处理系统去除水中的悬浮物、胶体物质、有机物和微生物，然后通过反渗透膜系统去除溶解物质、离子和微生物，接着经过离子交换树脂系统去除离子，最后通过纯化柱系统去除残余的有机物和微量离子，从而制备出高纯度的水。
这些系统的相互配合使得milli-q超纯水仪能够高效地制备出高质量的水，为实验室和各个行业提供了可靠的实验用水。
超纯水的制备及检测技术
超纯水的制备及检测技术超纯水是指除去所有杂质和离子的水，其纯度高于一般纯净水。
在许多领域，如电子、制药、化工等，超纯水被广泛应用。
本文将以超纯水的制备及检测技术为主题，介绍超纯水的制备方法和常用的检测技术。
一、超纯水的制备方法1.反渗透法反渗透法是目前制备超纯水最常用的方法之一。
它通过半透膜将水中的离子和杂质分离出去，从而得到纯净的水。
反渗透设备通常由预处理系统、反渗透系统和后处理系统组成。
预处理系统用于去除水中的悬浮物、胶体、有机物等杂质；反渗透系统采用高压将水通过半透膜，将离子、溶解性无机物和有机物等分离出去；后处理系统用于进一步去除残留的离子和杂质，以获得最终的超纯水。
2.电离交换法电离交换法是利用离子交换树脂将水中的离子和杂质去除的方法。
离子交换树脂具有特定的化学性质，能够吸附水中的离子，并释放出等量的其他离子。
该方法可以去除水中的阳离子和阴离子，得到纯净的水。
电离交换法制备超纯水的设备主要由离子交换柱、再生柱和混床柱组成。
离子交换柱用于去除水中的阳离子或阴离子；再生柱用于对交换柱进行再生，使其恢复吸附能力；混床柱用于进一步去除残留的离子和杂质。
二、超纯水的检测技术1.电导率检测法电导率是电解质溶液导电能力的度量，也是评价水的纯度的重要指标之一。
超纯水由于几乎没有离子存在，因此具有极低的电导率。
电导率检测法通过测量水溶液的电导率来判断超纯水的纯度。
常用的电导率检测仪器有电导率计，通过测量电导池两端的电压和电流，计算出电导率值。
电导率值越低，表示水的纯度越高。
2.总有机碳检测法总有机碳（TOC）是指水中所有有机物的总含量。
超纯水中的有机物含量非常低，因此测量TOC可以评价超纯水的纯度。
常用的TOC检测仪器有氧化炉-红外检测器法和紫外光氧化法。
氧化炉-红外检测器法通过将水样中的有机物氧化为二氧化碳，并利用红外检测器测量产生的二氧化碳含量来计算TOC值。
紫外光氧化法则是通过紫外光照射水样，将有机物氧化为二氧化碳，再用红外检测器测量二氧化碳含量。
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离子交换法
离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水，水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。
常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。
硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。
软化机里面的球状树脂，以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。
离子交换树脂利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。
同样的，以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。
从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。
阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中，分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。
也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起，置于同一个离子交换床中。
不论是那一种形式，当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及(或)氢氧根离子，就必须进行“再生”。
再生的程序恰与纯化的程序相反，利用氢离子及氢氧根离子进行再生，交换附着在离子交换树脂上的杂质。
若将离子交换法与其他纯化水质方法(例如反渗透法、过滤法和活性碳吸附法)组合应用时，则离子交换法在整个纯化系统中，将扮演非常重要的一个部分。
离子交换法能有效的去除离子，却无法有效的去除大部分的有机物或微生物。
而微生物可附着在树脂上，并以树脂作为培养基，使得微生物可快速生长并产生热源。
因此，需配合其他的纯化方法设计使用。
活性碳吸附法
有机物可能是阳离子、阴离子或非离子性的物质，离子交换树脂可去除原水中一些可溶性的有机酸和有机碱(阴离子和阳离子)，但有些非离子性的有机物却会被树脂包覆，这过程称为树脂的“污染阻塞”现象，不但会减少树脂的寿命，而且降低其交换能力。
为保护离子交换树脂，可将活性碳过滤器安装在离子交换树脂之前，以去除非离子性的有机物。
活性碳的吸附过程是利用活性碳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。
吸附率和有机物的分子量及其分子大小有关，某些颗粒状的活性碳较能有效的去除氯胺。
活性碳也能去除水中的自由氯，以保护纯水系统内其他对氧化剂敏感的纯化单元。
活性碳通常与其他的处理方法组合应用。
在设计纯水系统时，活性碳与其他相关纯化单位的相关配置，是一项极为重要的项目。
微孔过滤法
微孔过滤法包括三种类型：深层过滤(depth)、筛网过滤(screen)及表面过滤(surface)。
深层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滞留颗粒。
筛网滤
膜基本上是具有一致性的结构，就像筛子一般，将大于孔径的颗粒，都滞留在表面上(这种滤膜的孔径大小是非常精确的)，而表面过滤则是多层结构，当溶液通过滤膜时，较滤膜内部孔隙大的颗粒将被滞留下来，并主要堆积在滤膜表面上。
由于上述三种滤膜的功能不同，因此对滤膜之间的分辨非常重要。
由于深层过滤是一种较为经济的方式，可去除98%以上的悬浮固体，同时保护下游的纯化单元不会败坏或堵塞，因此通常被作为预过滤处理。
表面过滤可去除99.99%以上的悬浮固体，所以也可作为预过滤处理或澄清用。
微孔薄膜(筛网滤膜)一般被置于纯化系统中的最终使用点，以去除最后残留的微量树脂碎片、碳屑、胶质颗粒和微生物。
例如：0.22μm微孔滤膜，其可滤过所有的细菌，通常用于将静脉注射用的液体、血清及抗生素进行除菌用。
超滤法
微孔薄膜是依其孔径大小来去除颗粒，而超滤(UF)薄膜则是一个分子筛，它以尺寸为基准，让溶液通过极细微的滤膜，以达到分离溶液中不同大小分子的目的。
超滤膜是一种强韧、薄、具有选择性的通透膜，可截留大部分某种特定大小以上的分子，包括：胶质、微生物和热源。
较小的分子，例如：水和离子，都可通过滤膜。
所以，超滤法可将截留液中的大分子加以浓缩，但是，仍有些大分子会渗漏至滤过液中。
超滤膜有数种不同的范围，在所有的实例中，超滤膜会留在大部分大于其分子筛所定义分子量的分子。
反渗透法
反渗透(RO)法是可达到90%~99%杂质去除率中最经济的方法。
RO膜的滤孔结构较UF膜还要致密，RO膜可去除所有的颗粒、细菌以及分子量大于300的有机物(包括热源)。
当第二种不同浓度的溶液，由一个半透膜隔开时，渗透现象会自然发生。
渗透压将水压过半透膜，水将浓度较高的溶液稀释，最后造成浓度平衡。
在水纯化系统中，施加压力于高浓度的溶液中，以抗衡渗透压。
如此迫使得纯水由高浓度的液体通过RO膜，并可加以收集。
由于RO膜致密度极高，因此，产出的水流很慢，需要经过相当的时间，贮水箱内才会有足够的水量。
RO膜可执行离子排除，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(包括盐类和糖)。
RO膜以电荷反应将离子排除，带电荷愈大，排除性愈高，所以RO膜几乎可排除所有的(>99%)强离子性的高价离子，但是，对于弱离子性的单价离子(如钠离子)的效果只有95%。
不同的进水需要不同种类的RO膜，RO膜包括由乙酸纤维酯制成，或是以聚硫胺与聚砜基质的混合薄层聚合物。
如果以原水水质及产水水质为基准，经过适当设计后，RO是将自来水纯化的最经济有效方法。
RO同时也是试剂级纯水系统最好的前处理方法。