标题：实验室超纯水设备
水质标准
电子级超纯水设备出水水质完全符合美国ASTM纯水水质标准、我国电子工业部电子级水质技术标准(18MΩ.cm、15MΩ.cm、10MΩ.cm、2MΩ.cm、0.5MΩ.cm五级标准)、我国电子工业部高纯水水质试行标准、美国半导体工业用纯水指标、日本集成电路水质标准、国内外大规模集成电路水质标准。
制备工艺
1、预处理系统→反渗透系统→中间水箱→粗混合床→精混合床→纯水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→抛光混床→精密过滤器→用水对象 (≥18MΩ.CM)(传统工艺)
2、预处理→反渗透→中间水箱→水泵→EDI装置→纯化水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→抛光混床→0.2或0.5μm精密过滤器→用水对象(≥18MΩ.CM)(最新工艺)
3、预处理→一级反渗透→加药机(PH调节)→中间水箱→第二级反渗透(正电荷反渗膜)→纯水箱→纯水泵→EDI装置→紫外线杀菌器→0.2或0.5μm精密过滤器→用水对象(≥17MΩ.CM)(最新工艺)
4、预处理→反渗透→中间水箱→水泵→EDI装置→纯水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→0.2或0.5μm精密过滤器→用水对象(≥15MΩ.CM)(最新工艺)
5、预处理系统→反渗透系统→中间水箱→纯水泵→粗混合床→精混合床→紫外线杀菌器→精密过滤器→用水对象 (≥15MΩ.CM)(传统工艺)
实验室用超纯水
简介生物实验是我国一直以来都在进行的实验研究。生物研究包括微生物研究，植物研究，生态研究，林业研究，农业研究，畜牧兽医研究，动物学研究，水产研究和医药卫生研究等，每一项研究都与人们的生活息息相关，都影响着人们生活质量和生态环境发展。我国对生物研究这方面非常重视，现在的初中生就开始学习生物学，为的就是让人们从小就了解生物之间的关系，知道大地万物皆为生物，真正的了解生物研究对人类的好处和重要性。当然，生物研究部仅限于学生学习上。我国建设了很多生物实验室，为生物实验室配备最专业的设备。生物实验用水非常考究，必须是经过深层处理的超纯水。我公司是一家专业超纯水处理公司，使我国实验室超纯水设备更加先进。典型特征在生物实验中，化验用水和实验用水都必须是无任何杂质和导电介质的超纯水。因为一些细胞一旦受到水质污染就无法给实验者提供正确的数据，会对实验结果造成一定的影响。可以说生物试验中，只要是用到水的地方都必须是无污染，无杂质，无导电介质的超纯水。
实验室用超纯水设备是经过层层挑选出来的，一般厂家生产的普通超纯水机根本无法满足实验室用水标准。实验室用超纯水设备具有运行稳定，水生产过程无菌化，水质标准高，出水量灵活，配备数据跟踪系统，设备智能化等优点，可供大小实验研究使用。
典型的实验室纯水系统
纯水制备系统纯水制备系统以自来水作为进水，制备足量符合实验室所需特定水质的纯水，是实验室整体纯水系统的起点。实验室每天纯水的用量有可能从几升到几千升不等。在设计之处首先应该考虑的是：确定每个用户和每台仪器每天的用水量和所需纯水的水质，以及用水规律。而后纯水设计部门便可以据此计算出整个实验室每天总的用水量以及高峰用水量。纯水储存系统储存系统在每日高峰用水之间可以起到缓冲的作用，使得纯水制备系统有足够的时间生产出实验室每日所需的纯水。同时纯水储存水箱必须能够保证纯水的水质稳定免受污染。水箱的材料和诸多设计细节都会影响到水箱所存储纯水的水质。纯水分配系统纯水分配系统的主要目的在于通过分配泵和纯水分配管路将纯水输送到每个用水点。为保证管路中纯水的流速和压力，实验室纯水设计人员应该精确计算管路系统和管路中设备所带来的压力损失，从而选择合适的分配泵。
纯水分配系统还应该包含附加的设备，在维持纯水水质的同时，对纯水进行进一步纯化，并对管路中水质进行监控。因此可能需要采用管路紫外装置以降低管路纯水的微生物和总有机碳水平，或者采用管路除菌滤芯以降低管路纯水中的微生物含量。
纯水分配系统阶段的水质监控是非常重要的。因为管路中的水质才是我们从各个用水点得到的，最后用于实验的纯水的真实水质。超纯水系统实验室纯水系统设计者在考虑超纯水系统之初，应明确的超纯水的用途。一般来讲，纯水就已经能够满足大多数实验的用水需求。而超纯水的水质也因应用不同而各异，因此应该 根据超纯水的用途和用量确定超纯水的纯化方法和产水量，从而选择合适的超纯水设备。[1]
实验室超纯水设备原理：
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]
实验室超纯水设备各处理系统分析：
1、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。
2、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。小型实验室超纯水器中的混床离子交换纯化柱通常为一次性使用。永洁达混床离子交换纯化柱采用原装进口核级混床树脂，其产水电阻率可达18.2MΩ.cm。
②EDI装置
连续电去离子EDI(Electrodeionization的缩写)，是利用混床离子交换树脂吸附给水中的阴阳离子，同时这些被吸附的离子又在直流电压的作用下分别透过阴阳离子交换膜而被连续去除的过程。这一新技术可以代替传统的离子交换(DI)，产出10MΩ.cm以上的超纯水。EDI深度除盐的最大优点是可长期稳定运行，无需用酸碱再生阴阳树脂，十分适合造水量100L/h以上的超纯水中央制备系统，水质稳定，并将大大降低运行成本，TOC也将更低更稳定。永洁达EDI装置通常的产水电阻率约15~18MΩ.cm。
③除热原超滤膜
超滤除热原已广泛用于现代制药行业。超滤(Ultrafiltration，缩写“UF”)膜的孔径介于反渗透和微滤之间(约0.01～0.1μm)，通常用最小截留分子量来表示。永洁达除热原超滤膜采用截留分子量为5000道尔顿的聚砜膜，可彻底去除水中热原(其最小分子量通常大于7000)及各类微生物。
④紫外线杀菌灯与TOC紫外消解器
紫外线杀菌灯采用254nm波长的紫外线照射杀菌，可有效破坏微生物的DNA分子，使之形成TT两聚体而无法繁殖，是空气、水安全有效的常用灭菌方法。TOC紫外消解器采用可同时产生185nm/254nm双波长的紫外线灯管，其中185nm紫外线在空气中可产生臭氧而杀菌除味，在水中会产生氢氧自由基，可将纯水中微量有机物迅速氧化为CO2，达到去除TOC的目的。
⑤终端过滤器
孔径0.22um的终端过滤器可彻底滤除细菌、真菌及孢子、树脂碎片及一切微米级污染物。终端过滤器形式有中空纤维式、PP桶过滤器、囊式过滤器、针头式滤器等，膜材质有聚丙烯、尼龙、聚偏氟乙烯等。
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。
实验室超纯水设备标准配置：
1.一体式PPF精密滤芯：过滤泥沙、颗粒物;
2.一体式活性炭滤芯：吸附有机物、余氯 ;
3.反渗透膜装置：第一步脱盐和去除自来水中的细菌和有机物;
4.压力纯水桶：存放反渗透纯水，同时提供取水动力;
5.离子交换柱：第二步脱盐，电阻达10兆欧以上;
6.核级超纯化柱：第三步深度脱盐，电阻达18.2兆欧以上;
7.终端1微米微孔过滤：过滤细小颗粒物质;
8.超纯水专用0.45+0.2微米孔径终端过滤器(选配)：去除细菌及杂质;
9.电子元器件等：提供各种控制功能。
选型指南
选择符合水量与水质要求是超纯水设备选型先决条件
目前市面上的各类纯水设备产水量在5升/小时~20升/小时之间，一般产水量在20升/小时以上的设备就属于非标准机型。选型中必须根据实际的用水量考虑设备型号，如果选择的设备产水量比实际需求量小，就会对设备的耗材损耗过快，附加成本过高;相对的，如果选择的设备产水量比实际需求量大，就会产生浪费。
此外，用水水质也是设备选型的重要条件。目前我国实验用水水质分为三类，但是大多数实验用水都只需要一级与三级两种水质。所以，在选实验室超纯水设备时要优先考虑水质是否符合实际需求。[2]
从成本投入分析国产实验室超纯水设备具有较大经济优势：
就现有实验室纯水设备而言，可以将产地统分为进口与国产;一些客户认为进口设备应用技术先进、相对性能好、并且产水质量高，但也不可否认，进口纯水设备成本也很高。其实，国产超纯水设备虽然不如国外产品知名度高，但在国内也有大批具有良好口碑的品牌。其产品性能不低于进口产品，并且价格普遍不高。建议用户不一定要将眼光放在进口超纯水设备上，只要性能有保障，国产实验室超纯水设备也是不错的选择。
实验室超纯水设备主要特点
▼采用进口反渗透膜，脱盐率高，使用寿命长，运行成本低廉;
▼无需酸碱处理，环保无“三废”;
▼自动控制，自动维护，水质在线检测，随时监测水质变化;
▼切合当地水质的个性化设计，全方位满足需求;
▼全自动控制系统，日常操作极为简便,系统自动进行冲洗维护，制取产品水过程不需要任何手工操作;
▼双流路设计，不但可以制造超纯水，还生产纯水，方便用户实验室的不同级别用水要求;
▼预留了升级空间。可以根据用户需要轻松实现功能升级。[3]
实验室超纯水机适用范围
电子行业生产如单晶硅、半导体、集成电路块、IC芯片封装、显象管、玻壳、液晶显示器、印刷电路版、光学、光电、热电厂、冶金、化工、轻工、汽车制造、制药、医疗卫生等制造工业用纯水制造。
医药行业的大输液、医药制剂、检验分析、血液透析、制药、制剂工艺用水制造。
涂装行业如电镀、电池生产、电泳漆生产线;汽车、电器、建材产品表面清洗、涂装;玻璃、塑料表面镀膜等。化工行业用水制造如化学制药、纺织印染、精细化工、化妆品、墨盒、日化产品等。
实验超纯水如工厂、大学及公司的生产实验室、化学实验室、物理实验室、中试车间、医院生化室等。[4]