超純水的物理性質(zhì)與普通水有著微妙的差異。由于其幾乎不含礦物質(zhì),其導(dǎo)電性極低,電阻率通常高達(dá) 18.2 兆歐?厘米以上,這一特性使得它在一些特殊的電氣設(shè)備冷卻系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。在高能量密度的電子設(shè)備,如大型計(jì)算機(jī)服務(wù)器和超導(dǎo)磁體的冷卻中,超純水能夠高效地帶走熱量,同時(shí)不會(huì)因?qū)щ姸l(fā)短路等電氣故障。而且,超純水的表面張力相對較大,這使得它在某些微流控芯片和納米材料制備過程中具有獨(dú)特的應(yīng)用價(jià)值。例如在微流控通道中,超純水的高表面張力有助于控制液體的流動(dòng)行為,實(shí)現(xiàn)精確的樣品處理和分析,為微納尺度的科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)提供了有力的工具。超純水的水質(zhì)監(jiān)測儀器需定期校準(zhǔn)與維護(hù)。上海常見的超純水功能
總有機(jī)碳(TOC)的檢測方法,差減法,原理:水樣分別被注入高溫燃燒管(900℃)和低溫反應(yīng)管(150℃)中。高溫燃燒管中的水樣經(jīng)高溫催化氧化后,有機(jī)化合物和無機(jī)碳酸鹽均轉(zhuǎn)化為二氧化碳;而低溫反應(yīng)管中的水樣則通過酸化使無機(jī)碳酸鹽分解成為二氧化碳。通過非分散紅外檢測器分別測得水中的總碳(TC)和無機(jī)碳(IC),二者之差即為總有機(jī)碳(TOC)。 適用范圍:廣泛應(yīng)用于飲用水、工業(yè)用水、生活污水、生產(chǎn)廢水等方面的質(zhì)量控制以及江河、湖泊、海洋等水體的監(jiān)測。 優(yōu)點(diǎn):可同時(shí)測定總碳和無機(jī)碳,消除了無機(jī)碳對 TOC 測定的干擾,提高了測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。 缺點(diǎn):儀器設(shè)備較為復(fù)雜,操作步驟相對較多,需要使用高溫燃燒爐和低溫反應(yīng)裝置。山東進(jìn)口超純水制作超純水的顆粒度控制在極微小范圍,符合工藝要求。
原理:反滲透是在壓力驅(qū)動(dòng)下,利用半透膜的特性,使水從高濃度一側(cè)(原水側(cè))向低濃度一側(cè)(透過液側(cè))滲透。半透膜的孔徑非常小,一般在 0.1 - 1 納米之間,能夠有效截留水中的大部分有機(jī)污染物,包括大分子有機(jī)物(如蛋白質(zhì)、多糖等)和許多小分子有機(jī)物(如農(nóng)藥、染料等)。只有水分子和極少數(shù)小分子能夠通過半透膜。應(yīng)用:在超純水系統(tǒng)中,反滲透通常是關(guān)鍵的處理步驟。它可以去除水中 95% - 99% 的溶解性固體和幾乎全部的微生物,同時(shí)對有機(jī)污染物也有很好的去除效果。例如,在電子工業(yè)中用于芯片制造的超純水制備,反滲透可以有效去除水中可能影響芯片性能的有機(jī)雜質(zhì)。不過,反滲透膜可能會(huì)受到有機(jī)污染物的污染,導(dǎo)致膜通量下降,需要定期進(jìn)行化學(xué)清洗來恢復(fù)其性能。
總有機(jī)碳(TOC)的檢測方法,紫外氧化 - 非色散紅外探測法,原理:在樣品進(jìn)入紫外反應(yīng)器之前去除無機(jī)碳,然后通過紫外光照射使有機(jī)物質(zhì)氧化為二氧化碳,再后利用 NDIR 進(jìn)行定量檢測。 適用范圍:適用于原水、工業(yè)用水等水體的 TOC 檢測。 優(yōu)點(diǎn):結(jié)合了紫外光氧化和 NDIR 檢測技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),具有快速、準(zhǔn)確、不接觸檢測等優(yōu)點(diǎn),可有效氧化大部分有機(jī)物。 缺點(diǎn):對于顆粒狀有機(jī)物、藥物、蛋白質(zhì)等高含量 TOC 的水樣可能不適用,且紫外燈的使用壽命有限,需要定期更換。超純水在出版印刷中用于高質(zhì)量印刷版材清洗。
化學(xué)清洗:當(dāng)膜污染較為嚴(yán)重時(shí),靠沖洗無法恢復(fù)膜的性能,需要進(jìn)行化學(xué)清洗。根據(jù)污染物的類型和性質(zhì),選擇合適的清洗藥劑,如酸液、堿液、氧化劑、表面活性劑等,并按照一定的濃度和溫度配制成清洗液,對反滲透膜進(jìn)行循環(huán)清洗,以去除頑固的有機(jī)污染物、無機(jī)垢和微生物等。清洗時(shí)間一般為 1 - 數(shù)小時(shí)不等,具體取決于污染程度和清洗效果13.消毒處理:為防止微生物在反滲透系統(tǒng)中滋生和繁殖,影響水質(zhì)和膜的性能,可定期對系統(tǒng)進(jìn)行消毒處理。常用的消毒方法包括使用紫外線消毒、臭氧消毒、化學(xué)消毒劑(如過氧化氫、次氯酸鈉等)消毒等,消毒時(shí)間和頻率根據(jù)實(shí)際情況確定135.在線監(jiān)測:在反滲透系統(tǒng)運(yùn)行過程中,需安裝在線監(jiān)測設(shè)備,實(shí)時(shí)監(jiān)測進(jìn)水、產(chǎn)水和濃水的水質(zhì)指標(biāo),如電導(dǎo)率、pH 值、TOC、顆粒計(jì)數(shù)等,以及進(jìn)水壓力、流量、溫度等運(yùn)行參數(shù),以便及時(shí)掌握系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和水質(zhì)變化趨勢5.超純水的生產(chǎn)需考慮不同季節(jié)原水水質(zhì)變化。四川實(shí)驗(yàn)室超純水制作
毛細(xì)管電泳分析用水為超純水以保證分離效果。上海常見的超純水功能
反滲透技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,設(shè)備運(yùn)行相對穩(wěn)定。只要操作條件(如壓力、溫度、進(jìn)水水質(zhì)等)控制在合適的范圍內(nèi),反滲透系統(tǒng)能夠持續(xù)、穩(wěn)定地去除有機(jī)污染物。而且,現(xiàn)代的反滲透設(shè)備通常配備有自動(dòng)化的監(jiān)測和控制系統(tǒng),可以實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備的運(yùn)行參數(shù),如膜通量、進(jìn)水和出水的水質(zhì)、壓力變化等,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問題。例如,當(dāng)膜通量下降到一定程度時(shí),系統(tǒng)可以自動(dòng)啟動(dòng)清洗程序,恢復(fù)膜的性能。經(jīng)過反滲透處理后的水,水質(zhì)得到明顯改善,能夠滿足許多對水質(zhì)要求較高的應(yīng)用場景。對于超純水制備來說,反滲透后的水在有機(jī)污染物含量、離子濃度等方面都很明顯的降低,為后續(xù)的精處理步驟(如離子交換、超濾等)提供了品質(zhì)很好的進(jìn)水。例如,在制藥行業(yè)中,反滲透后的水可以作為制備注射用水的前期處理水,其較低的有機(jī)污染物含量有助于保證終藥品的質(zhì)量和安全性。上海常見的超純水功能
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