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•质谱分析:质谱能对混合物进行痕量分析,由于其高灵敏度,要求最高纯度的用水。所有的样本制备和前处理,例如固相萃取都需要超纯水。要求水中杂质在ppt水平,进行有机物分析时要求电阻率18.2MΩ-cm,非常低的TOC,一般指标小于3ppb。
•痕量金属检测:先进的现代分析仪器不断提升分析的灵敏度。痕量元素现在通过使用诸如ICP-MS技术,可测定在ppt和亚ppt水平的物质。痕量分析工作需要不含可测定成分的纯水,并且水质要求适用于最严格最灵敏的ICP-MS工作。因此,空白试剂,标准样稀释和样本制备均需要纯度最高的超纯水,甚至需要在无尘室中操作。
•随着科技的发展,越来越多的应用开始要求使用纯度高的超纯水。
水的纯化技术
微孔深层过滤
•对颗粒的通过设置了物理屏障,并根据过滤微细颗粒的大小分级,由缠绕纤维或压紧的物质形成多孔矩阵,通过吸附或捕捉方式截留颗粒。深层过滤器(一般为1-50μm)通常作为一种经济的纯化方式用于截留大量的悬浮固体,并保护下游的纯化设备不被污染和堵塞。它们需要定期更换。
活性碳吸附
•活性碳通常用于预处理系统以去除进水中的氯和氯胺,防止它们破坏过滤膜和离子交换树脂。
•大部分活性碳是由椰壳或煤在有水蒸气和CO2的条件下,经800-1000℃煅烧而形成具活性的木炭,经过酸洗去掉残余氧化物和其他溶解物质。用于水处理的活性碳通常孔径范围在500-1000nm之间,每克比表面积大约1000m2,通常是颗粒状压缩成型的,并装填于纯化柱中以防止产生太过微细颗粒污染下游。
•活性碳的巨大表面和海量微孔以及吸附的物质,成为微生物的繁殖地。微生物的生长可以通过添加非溶解性生物杀灭剂到碳中,如银,得到部分抑制。活性碳柱需要定期更换以保持最少的细菌含量。
反渗透(RO)
•反渗透膜通常用于滤除直径小于1nm的污染物,典型的反渗透方式可以滤掉水中90%的离子污染物,大部分有机物和几乎全部微粒污染物。反渗透对分子量<100道尔顿的非离子污染物的去除能力较低,而随污染物分子量的增大,RO膜的滤除能力也随之增强。理论上说,这种方式可以100%滤除>300道尔顿分子量的分子和包括胶体及微生物在内的颗粒,溶解的气体则无法靠RO膜去除。
•由于其出色的纯化功效,反渗透是一项对去除绝大部分杂质非常具成本效益的技术。不过,其产水速度相对较低,所以使用时通常配以储水箱暂存产成水以备使用或进一步纯化。反渗透装置保护后续系统免收胶体和有机物的堵塞或污染,其后续系统通常配备离子交换或电渗析装置。
离子交换
•离子交换树脂床能通过与H+和OH-的离子交换,从水中有效去除离子。离子交换树脂是直径小于1mm的多孔小球,由交链的含有大量功能强大的离子交换点的不溶性聚合物制成。水中的离子依据它们的相对电荷密度竞争离子交换树脂的交换点而被树脂吸附。树脂分为阳离子树脂和阴离子树脂两种。
•离子交换树脂床放在小型滤柱或大型滤筒中使用,一般使用一段时间后就要更换,此时阴阳离子交换基团已经替换了树脂中大部分H+和OH-的活性点。通过将RO膜设置在离子交换之前的方式,可得到更纯的水质并延长填料的使用寿命,该方法经常用于生产高纯度超纯水的实验室纯水系统中。这种方法也可避免离子交换树脂表面被大的有机物分子堵塞,从而降低其交换能力。
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