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超純水儀的主要工作是做什么的呢？

來源：南京雙雪分析儀器有限公司 2025年06月23日 16:59

超純水儀是實驗室中用于制備超純水的核心設備，其主要工作是通過一系列物理、化學和膜分離技術，將普通水源（如自來水、蒸餾水或去離子水）中的雜質逐步去除，最終產出符合特定純度要求的超純水。以下從工作原理、核心功能及應用場景等方面詳細解析其主要工作內容：

一、超純水儀的核心工作目標：去除水中各類雜質

超純水的純度要求高（通常電阻率≥18.2MΩ?cm，TOC≤10ppb，微生物≤1CFU/ml），因此超純水儀需針對性去除以下雜質：

溶解性離子：如Na?、Ca²?、Cl?、SO?²?等，這些離子會影響水體導電性，需通過離子交換或電去離子技術去除。

有機物：如腐殖酸、表面活性劑、微生物代謝產物等，可能干擾色譜分析或細胞培養，需通過活性炭吸附、UV氧化或反滲透膜截留。

顆粒物與膠體：如泥沙、細菌、病毒、膠體硅等，可能堵塞儀器管路或導致實驗誤差，需通過過濾膜（如0.22μm微濾）或超濾膜去除。

氣體：如溶解氧、二氧化碳等，可能改變水體pH值或參與化學反應，需通過脫氣膜或真空脫氣去除。

二、超純水儀的主要工作流程與技術原理

超純水的制備通常遵循“預處理→核心純化→后處理”的多級處理流程，各階段工作內容及技術如下：

1.預處理階段：初步凈化水源

工作目標：去除大顆粒雜質、余氯、有機物及部分硬度離子，保護后續核心純化單元。

核心技術與工作內容：

多介質過濾：通過石英砂、活性炭等濾芯過濾水中懸浮物（如鐵銹、泥沙），活性炭吸附余氯（Cl?）和部分有機物，降低水體色度和異味。

軟化處理：使用陽離子交換樹脂（如Na?型樹脂）置換水中Ca²?、Mg²?，降低水的硬度，防止后續膜組件結垢。

精密過濾：通過5μm或1μm的PP濾芯進一步去除細微顆粒，確保進入反滲透膜的水質濁度≤1NTU。

2.核心純化階段：深度去除離子與有機物

工作目標：將預處理水轉化為高純度去離子水或超純水，滿足不同實驗需求。

核心技術與工作內容：

反滲透（RO）：利用半透膜（孔徑約0.0001μm）在高壓（0.5-1.5MPa）下截留99%以上的離子、有機物和細菌，產出電導率≤10μS/cm的反滲透水，作為超純水的前置水源。

離子交換（DI）：通過陰、陽離子交換樹脂（如OH?型和H?型樹脂）置換水中殘留離子，理論上可將電導率降至0.055μS/cm（即電阻率18.2MΩ?cm），但樹脂飽和后需再生或更換。

電去離子（EDI）：結合離子交換與電滲析技術，通過電場驅動離子遷移并利用電極再生樹脂，無需化學再生即可持續產出高純度水（電阻率≥15MΩ?cm），適合連續運行場景。

紫外（UV）氧化：使用185nm/254nm雙波長UV燈，破壞有機物的化學鍵（如將TOC降至5ppb以下），同時滅活細菌（滅菌率≥99%），防止微生物繁殖。

3.后處理階段：精準調控水質與防止污染

工作目標：確保超純水符合特定實驗要求，并避免儲存或輸送過程中的二次污染。

核心技術與工作內容：

超濾（UF）：通過截留分子量500-10000Da的超濾膜去除熱源（內毒素）、核酸酶、蛋白酶等大分子雜質，產出適合分子生物學實驗的超純水（內毒素≤0.001EU/ml）。

終端微濾：使用0.22μm或0.1μm的聚偏氟乙烯（PVDF）膜過濾，去除可能殘留的細菌或顆粒物，確保水質符合ISO3696一級水標準。

循環系統：超純水儀通常配備循環泵和保溫管路，避免死水段滋生微生物，部分機型還支持熱消毒（如80℃循環滅菌）或臭氧消毒，維持水質長期穩定。

三、超純水儀的智能化工作功能

現代超純水儀為提升操作便捷性和水質可靠性，通常具備以下智能工作特性：

實時監測與報警：通過電導率儀、TOC檢測儀、壓力傳感器實時監控水質，當電阻率低于設定值（如15MΩ?cm）或濾芯壽命到期時自動報警。

自動再生與沖洗：EDI模塊可自動進行電極再生，反滲透膜定期自動沖洗（如每2小時沖洗1次），延長膜壽命并降低污染風險。

數據管理與溯源：支持水質數據存儲（如7天歷史記錄）、USB導出或連接LIMS系統，滿足GLP/GMP等合規性要求。

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