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【原创】给力第一季——纯水的基础知识

给力芬

2011/03/26

综合仪器采购

接下来的一段时间，我会给大家介绍下纯水的一些简单的知识，应用，各个模块的原理及在纯水仪中的作用，也给大家分享下我安装纯水的一个具体过程，希望能对大家有所帮助，也欢迎大家也来分享下自己对纯水的认识及使用心得
现在来到正题

给力第一季——纯水的基础知识

1.1纯水及超纯水的制备

纯水及超纯水的制备，是将合格饮用水中的一些影响实验的成分进一步去除的纯化过程。

1.2饮用水中杂质介绍

饮用水中的杂质包括悬浮颗粒，溶解性无机物，溶解性有机物和溶解气体，其中溶解性无机物是影响电阻率的主要因素。

1.3饮用水杂质的去除方法

饮用水杂质的去除方法包括反渗透（RO），蒸馏，活性碳吸附，微过滤，离子交换，电渗析，超滤及紫外光氧化（UV）.

1.4纯水分级标准

纯水的分级应从两个方面去讨论，一个方面是纯水仪制造行业里大家习惯的分级方法；另一个方面是国际上若干个著名行业学会或发达国家的某个行业管理部门制定的分级方法，这两个方面的纯度级别（参数）不完全一致，但总体表达方向是一致的。

—Ⅲ级纯水，纯度＜50μs/cm，一般由蒸馏，离子交换或反渗透单一技术获得。

—Ⅱ级纯水，纯度大约在5-1515MW.cm，一般有三级纯水再经过去离子或电渗析这样的综合手段获得。

—Ⅰ级（超）纯水，纯度在18.2MW.cm，是有三级或二级纯水，再经过核子级离子交换并可能结合超滤，紫外光氧化等技术手段获得

III级（蒸馏水）

清洗，高压灭菌锅，普通试剂，无土栽培，超纯仪供水

II级

工业检测（食品／乳品／市政水务），细菌培养基

I级（超纯水）

精密的化学分析，生物实验

1.5纯水监测及相关知识

18.2MW.cm的定义

国际定义：在25℃时，监测纯水的电导率为0.055μs/cm，则此纯水为超纯水（超纯水的电阻率与纯水的温度是有关系的）。

对此定义的解释：

电导率的计算公式：X=F∑CiZiUi

X是电导率，F是法拉第常数，Ci是某种离子浓度，Zi是离子的电荷数，Ui是离子迁移率。

理论上，完全不符合离子的超纯水在25时的电导率为0.055μs/cm，电阻率是电导率的倒数，所以超纯水在25时的电阻率应为：R=1/X，即1/0.055=18.1818，约为18.2。在25时，浓度与电导率/电阻率的关系如下表：

NaCl(ppb)

电阻率（MW.cm）

电导率（μs/cm）

0

18.18

0.055

1

17.6

0.057

5

15.2

0.066

10

13.1

0.076

20

10.2

0.098

50

6.15

0.16

100

3.7

0.27

1.5超纯水PH值的测量

理论上，超纯水的PH=7，因空气中的干扰因素（如：二氧化碳）会影响PH值得测量结果，所以超纯水的测量推荐方法是在线检测，并且由于纯水中的氢离子含量很少，普通电机无法真实测量。所以要使用具有特殊电极的专业测量超纯水的PH计。

二氧化碳对PH值的影响

超纯水不含任何离子而且中性，但是超纯水暴露在空气中，其纯度（电阻率）会迅速下降，即使是放置在空气中几分钟，PH值和电阻率都会有明显下降，这是因为空气中的会与水反应生成碳酸，碳酸电离释放出来的氢离子会降低水的PH值，同时影响超纯水的电阻率，这种反应非常快，放置在空气中的超纯水，电阻率会在60分钟内从18.2MW.cm下降到4MW.cm。

1.6 纯水中的热源及去除方法

纯水中的热源主要是指内毒素，去除方法常用的有以下两种：

1. 蒸馏法去除热源，注射用水（WFI）通常采用此法；

2. 超滤（UF）去除热源，纯水仪通常采用此法。

超滤（UF），核心技术是超滤膜，常用的超滤膜一般是醋酸纤维素，硝酸纤维素，多聚碳酸酯，聚偏氟乙烯等合成纤维材料制成。截留分子量为5000道尔顿的UF柱，能很有效地取出纯水中的热源。

1.7 超纯水中除菌的方法：

杀灭细菌有很多的方法，大致可以分为两类：

1.化学方法：臭氧，酒精，强酸，强碱，强氧化剂等

2.物理方法：高温，辐射，反渗透和过滤等

超纯水仪的杀菌方法大致可以分为以下几种：

1. UV紫外灯杀菌，紫外线在波长为240-280范围最具有杀菌效能，而杀菌灯的辐射能量有90%集中在253.7，它与杀菌效率曲线的峰值波长（265）非常接近，所以当253.7辐射到一定值时，能非常有效地去除细菌和病毒。其杀菌原理是通过紫外线对细胞，病毒等单细胞微生物的照射，以破坏其生命中枢DNA的结构，使构成该微生物的蛋白质无法形成，使其立即死亡或丧失繁殖能力，一般紫外线在1-2秒内就可达到灭菌的效果。目前已证明，紫外线能杀死细菌，霉菌，病毒和单细胞。事实上，所有的微生物对紫外线都很敏感，所以紫外线用于水处理杀菌是非常有效地一种方法。

2. 0.2um除菌滤器。纯水仪通常在终端取水点加装0.2的终端过滤器来保障取水的无菌安全性。滤膜的孔径一般为0.2，因绝大多数的细菌大小为1，目前所知的最小细菌为特定条件下生长的假单胞细菌株，其大小为0.3.

定期消毒（全管路消毒），定期采用化学方法（强氧化剂）进行全管路消毒，放置输送纯水管路生菌，保证纯水无菌的长期稳定性。因为管路中一旦形成菌膜，通过UV等和0.2过滤器很难彻底清除菌膜，也不能保证用水安全，从而造成用水的高风险。

分
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AK-47(冲)

第1楼2011/03/26

很详细的资料。。

LZ的图没上来。。

0

给力芬

第2楼2011/03/26

你说的是这个吧

0

jiuzheyangba

第3楼2011/03/26

确实很给力，很详细，期待后边更精彩

0

yuduoling

第4楼2011/03/27

相当给力的资料，多谢分享了。

0

天天洗碗

第5楼2011/03/27

请教楼主，电导率能达到零点零几，那电阻率大约是多少？

0

天天洗碗

第6楼2011/03/27

请教楼主：为何三级水纯度用电导率表示，而一级和二级却用电阻率表示？

0

给力芬

第7楼2011/03/28

这个我们培训的时候是这样说的（应该是看着方便，直观），在机器上可以在这两个单位设置，一般二级水，超纯水我们选择电阻率，三级水的电导＜50μs/cm，换成电阻率的话大于0.02MW.cm

0

天天洗碗

第8楼2011/03/29

假如三级水或者二级水，用0.45μm的过滤膜过滤可以用作液相用水吗？

0

给力芬

第9楼2011/03/30

可真够勤奋的，晚上11点还加班啊！
三级水或者二级水用于液相是不行的，0.45μm的过滤膜孔径有点大，可以考虑用一个0.2μm的膜过滤器去除一些细菌及颗粒物，具体你可以查下看液相的专家怎么说，多谢关注！！
天天洗碗(binglang1985) 发表:假如三级水或者二级水，用0.45μm的过滤膜过滤可以用作液相用水吗？

0

coulxe123

第10楼2011/04/06

紫外杀菌必须是双波长的一种 254nm可以破坏细菌细胞而使其死亡，185nm 可在水中产生羟基原子团分解细菌尸体，
0.2um除菌滤器就是 0.2um除菌滤器孔径是0.22微米他不是过滤细菌，是过滤树脂碎屑和微生物的

0

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