一、基本原理與構(gòu)成
首先是預(yù)處理階段。原水通常含有各種雜質(zhì),如懸浮顆粒、有機(jī)物、微生物等。預(yù)處理通過機(jī)械過濾(如PP棉濾芯)去除大顆粒雜質(zhì),活性炭吸附去除有機(jī)物和余氯,這一階段能夠有效保護(hù)后續(xù)的關(guān)鍵處理單元。
接著是核心的反滲透(RO)處理。反滲透膜具有非常小的孔徑,能夠在壓力作用下,使水分子通過而阻止絕大多數(shù)離子和小分子有機(jī)物等雜質(zhì)通過,從而實(shí)現(xiàn)對水中溶解固體的大量去除,一般能去除90%-99%的溶解固體。
部分系統(tǒng)還采用電去離子(EDI)或離子交換技術(shù)作為超純化處理手段。離子交換樹脂可以去除水中剩余的微量離子,進(jìn)一步提高水的電阻率。電去離子技術(shù)則是結(jié)合了離子交換和電滲析的優(yōu)點(diǎn),能夠持續(xù)生產(chǎn)高純度的超純水。
該系統(tǒng)的構(gòu)成除了上述處理單元,還包括動力系統(tǒng)(如水泵提供壓力)、控制系統(tǒng)(控制設(shè)備的運(yùn)行、監(jiān)測水質(zhì)等)以及儲存系統(tǒng)(如儲水桶)。
二、不同領(lǐng)域的重要性
實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用在科研與實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域,超純水是基礎(chǔ)資源。例如在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,超純水作為溶劑使用時(shí),水中的雜質(zhì)可能會與化學(xué)試劑發(fā)生反應(yīng),影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在生物實(shí)驗(yàn)中,超純水用于細(xì)胞培養(yǎng)等操作,如果水中含有細(xì)菌、內(nèi)毒素等雜質(zhì),可能會導(dǎo)致細(xì)胞死亡或者實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差。高質(zhì)量的純水機(jī)系統(tǒng)能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)室提供穩(wěn)定可靠的超純水來源,確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性和科學(xué)性。
電子工業(yè)在電子芯片制造過程中,超純水的純度直接影響芯片的質(zhì)量。芯片制造過程中的光刻、蝕刻等工藝對水中雜質(zhì)含量要求高,能夠去除水中的金屬離子、顆粒雜質(zhì)等,防止這些雜質(zhì)在芯片制造過程中造成短路、斷路等缺陷,從而提高芯片的良品率。
清洗與消毒定期對設(shè)備進(jìn)行清洗和消毒是必要的。對進(jìn)水口、出水口、儲水桶等部位進(jìn)行清洗,可以去除附著的雜質(zhì)和微生物。消毒可以采用化學(xué)消毒劑或者物理消毒方法(如紫外線消毒),防止微生物滋生。
水質(zhì)監(jiān)測安裝水質(zhì)監(jiān)測儀器,實(shí)時(shí)監(jiān)測超純水的電阻率、顆粒計(jì)數(shù)、微生物含量等指標(biāo)。如果水質(zhì)出現(xiàn)異常,及時(shí)排查設(shè)備故障或者調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。
三、發(fā)展趨勢
智能化未來的純水機(jī)系統(tǒng)將更加智能化。設(shè)備能夠自動診斷故障,通過傳感器和控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作。例如,操作人員可以通過手機(jī)APP遠(yuǎn)程查看設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、水質(zhì)參數(shù)等。
節(jié)能化隨著能源成本的上升和環(huán)保要求的提高,將朝著節(jié)能化方向發(fā)展。通過優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、采用高效的動力系統(tǒng)等方式,降低能耗。小型化與便攜化在一些特定的應(yīng)用場景,如野外科研、現(xiàn)場檢測等,小型化和便攜化的純水機(jī)系統(tǒng)將更受歡迎。這些設(shè)備在保證水質(zhì)的前提下,體積更小、重量更輕,便于運(yùn)輸和使用。
超純水機(jī)系統(tǒng)在現(xiàn)代科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)等眾多領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,將不斷提升性能,為各領(lǐng)域提供更高質(zhì)量的超純水,推動各行業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。