实验室超纯水机设备,超纯水仪器系统

电去离子（EDI）技术20世纪90年代在国际上是开始逐渐发展起来的新型超纯水制备技术，是纯水生产技术史上的一次革命性的进步，我国也在2000年实现了该技术的国产化。

超纯水制备技术发展过程如下：

diyi代：预处理 -阳床-阴床-混床

第二代：预处理 -反渗透-混床

第三代：预处理 -反渗透-电去离子（EDI）

电去离子（EDI）技术巧妙地将电渗析技术和离子交换技术相融合，通过阴、阳离子交换膜的选择性透过作用与离子交换树脂对离子的交换作用，在直流电场作用下，实现离子的定向迁移，从而完成水的深度除盐，同时水的电离解产生的氢离子和氢氧根离子对离子交换树脂进行再生，因此，不需酸碱化学再生而能连续制取超纯水。该技术具有技术先进、操作简便和不污染环境的优点，成为第三代超纯水制备技术。

阳床即阳离子交换器，Cation exchanger（CE），也称为压力式过滤器．是纯水制备前期预处理、水净化系统的重要组成部分．材质有钢制衬胶或不锈钢，根据过滤介质的不同分为天然石英砂过滤器、多介质过滤器、活性炭过滤器、锰 砂过滤器等，根据进水方式可分为单流式过滤器、双流式过滤器，根据实际情况可联合使用也可以单独使用。

多介质过滤器的介质是石英砂，无烟煤等。功能是滤除悬浮物、机械杂质、有机物等，降低水的浑浊度。活性碳过滤器介质为活性碳，目的是吸附、去除水中的色素、有机物、余氯、胶体等。锰砂过滤器的介质为锰砂，主要去除水中的二价铁离子。

阴床分为钠离子交换器、阴阳床和有机玻璃离子交换装置等。阴床的作用即是去除水中的除氢氧根离子之外的阴离子。软化器即为钠离子交换器，离子交换器分为：钠离子交换器、阴阳床、混合床等种类，离子交换柱(器)外壳一般采用硬聚氯乙烯(PVC)、硬聚氯乙烯复合玻璃钢(PVC-FRP)、有机玻璃(PMMA)、有机玻璃复合透明玻璃钢(PMMA-FRP)、钢衬

EDI超纯水处理设备，即电去离子超纯水机，是一种将离子交换技术，离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造设备。其制水技术属于高科技绿色环保技术。

正因为传统的离子交换已经越来越无法满足现代工业和环保的需要，于是将膜、树脂和电化学原理相结合的EDI技术成为水处理技术的一场革命。其离子交换树脂的的再生使用的是电，而不再需要酸碱，因而更满足于当今世界的环保要求。

自从1986年EDI膜堆技术工业化以来，全世界已安装了数千套EDI 系统，尤其在制药、半导体、电力和表面清洗等工业中得到了大力的发展，同时在废水处理、饮料及微生物等领域也得到广泛使用。EDI装置是应用在反渗透系统之后，取代传统的混合离子交换技术（MB-DI）生产稳定的去离子水。

EDI装置将离子交换树脂充夹在阴/阳离子交换膜之间形成EDI单元。EDI工作原理如图所示。 EDI组件中将一定数量的EDI单元间用网状物隔开，形成浓水室。又在单元组两端设置阴/阳电极。在直流电的推动下，通过淡水室水流中的阴阳离子分别穿过阴阳离子交换膜进入到浓水室而在淡水室中去除。而通过浓水室的水将离子带出系统，成为浓水. EDI设备一般以反渗透(RO)纯水作为EDI给水。RO纯水电导率一般是40-2μS/cm(25℃)。EDI纯水电阻率可以高达18 MΩ.cm(25℃)，但是根据去离子水用途和系统配置设置，EDI纯水适用于制备电阻率要求在1-18.2MΩ.cm(25℃)的纯水。

其工作原理如下：

电去离子(EDI)系统主要是在直流电场的作用下，通过隔板的水中电介质离子发生定向移动，利用交换膜对离子的选择透过作用来对水质进行提纯的一种科学的水处理技术。电渗析器的一对电极之间，通常由阴膜，阳膜和隔板(甲、乙)多组交替排列，构成浓室和淡室(即阳离子可透过阳膜,阴离子可透过阴膜)。

淡室水中阳离子向负极迁移透过

超纯水机是目前比较先进的水纯化处理设备，是根据超纯水标准要求而专门设计的，可达到普通超纯水机无法达到的水纯化要求。超纯水机对安装环境有一定的要求，如安装位置、水源条件、电源条件等。

1、放置位置要求

本纯水系统为台式，可放置于平整的实验台上。系统四周应留有足够空间用以连接水管、电源和更换耗材。机器请安装在靠近水源、电源和水槽的位置。

2、水源要求

以自来水为水源的系统，要求进水压力为：1.5-3.5Kg/CM3。进水管径不得小于4分管。(如果压力较低将导致系统不能正常运转。如果压力较高将可能导致系统漏水。)需考虑进水的硬度，如硬度较高，需首先对进水进行软化处理。以纯化水为水源的系统，要求进水的TDS值需小于20PPM。

3、电源要求

产水量在15L-125L/h的所有系统，所需电源为:220V/10A三孔、两孔国标插座。

超纯水机常用于实验室，也有一些使用在仓库和车间。

1、安装在实验室

首先在实验室安装位置来说，一般实验室都配备试验台，建议安装在试验台水槽附近的地方靠近水源和电源，如果安装在太阳直射点附近，建议安装窗帘，或不用时仪器用布或其他类似的东西遮盖起来，还有配套如果有前置处理的情况的话。

2、安装在仓库

超纯水机安装在仓库的话，尽可能在通风较好的地方，一定要避免排水加湿环境的湿度，不利于对其他防潮物品放置的长时间摆放。使用时要在开放的环境下、注意阳光的直射做好避光准备，尽量不要在温度过高或过低等极端环境下使用，因为这样都会不利于仪器的正常运行。

3、安装在车间

安装在车间的话也要靠近接近水源和电源，尽量避免安装在灰尘、火花和有危险的地方。diyi级透明滤瓶建议用黑色塑料布或深色的遮盖物给包起来，因为在阳光下很长一段时间的话，透明滤瓶截留的污染物在光照下会发生光合作用滋生绿藻。

实验超纯水如工厂、大学及公司的生产实验室、化学实验

超纯水机是制取超纯水的设备，使用时必须按照严格的要求进行操作，才能保证制出符合要求的纯水。本规范及超纯水机使用指南可供使用者参考。

1、准备开机

打开自来水进水阀门，插上电源插头，按下电源开关和工作模式开关的“一”档，机器即开始工作，等待仪器自检冲洗完毕，开始取水。

2、取水

如需用RO水或UP超纯水，按下控制面板上的“RO”、“UP”取水键即可打开出水开关，取水完毕，再次按下“RO”、“UP”取水键即可关闭出水。

3、待机

开机状态下，如不用取水，机器制造的RO水输送至压力水桶，直至水桶水满，系统停机进入待机状态。此状态下按下任何一个取水键，机器会自动重新启动制造纯水。

4、预准备模式

如第二日一早需要大量纯水，可在下班前保持电源和水源开启，把工作模式开关的“二”档，仪器屏幕不亮但仪器会自动制造纯水往压力水桶里送，直至水桶水满，则仪器进入待机状态。

5、关机

关闭电源开关，关闭进水阀门。

1、储水桶请勿放置在日光直射处，水温上升，容易造成微生物繁殖。特别是半透明储水桶，也会因为日光通透而造成藻类繁殖。

2、超纯水取水后很容易遭到环境污染，所以使用前取水即取即用方式吋Z合适的。只有把超纯水与环境接触时间缩到极短，才能够获得纯度极高的超纯水。

3、纯水储存桶Z好安装空气过滤器．防止环境因素造成的污染。

4、在配置高纯度的化学试剂时，尽量不要使用长时间储存桶中存放的超纯水，因为储存桶经过长时间使用后，会因杂质、微生物的污染而造成水质的劣化，像这种水，在使用时已经不再是超纯水。

5、超纯水取水吋一定要将初期的出水放掉：以获得稳定的水质。

6、取水时让超纯水顺着容器侧壁流入．尽量不要让气泡产生．可降低空气污染。

7、请不要在终端滤器后再连接软管，使用直接取水的方式才能获得纯度高的超纯水。

8、长吋间不用纯水吋，应将压力水桶中的RO水全部放掉以防止污染。

9、超纯水机若长时

超纯化柱，是实验室超纯水机的重要组成部分，其在超纯水机中的作用是对反渗透纯水进行深度脱盐，Z终达到一级水或超纯水水平。其原理是离子交换。纯化柱的寿命由电阻率在线来表现。低于某个特定的电阻即表示纯化柱过期，这时候就需要对纯化柱进行更换。纯化柱的性能情况与超纯水机的Z终产水效果有着直接的关系，所以定期的更换超纯化柱才能保持超纯水机处于Z佳的一个制水状态。那么如何更换超纯水机的纯化柱呢？

1、更换超纯水机首先要关闭进水阀门，关闭储水桶球阀，之后将超纯水机内所存留的水源全部放出，确认全部流出后关闭电源，拔下电源线。

2、打开超纯水机主机，去下纯化柱的进水和出水PE管，取下纯化柱，将准备好的同等规格全新纯化柱放置于固定卡位上，接好进水和出水管，确认纯化柱已经固定好。

3、更换完超纯水机耗材之后，要擦干超纯水机所溢出的水，打开自来水进水球阀，插上电源。

4、正确开机，并运转五分钟，待超纯水机已经进入正常的制水状态后，观察系统是否有漏水的现象，如果无漏水现象，打开恒压储水桶球阀，完成换装作业。

实验室超纯水机停机保护操作是为了保证耗材性能不受影响，再次开机水质依然为标准状态。因实验室超纯水机纯化柱内的填充物为树脂，为保证期性能，应保证其始终处于半水化的状态，如果脱水了，交换能力就会大大降低，所以实验室超纯水机如果停用时间较长，应每三天更换纯化柱内的水，因为如果一旦连续20天不换水，树脂就会发生氧化反应，陆续释放出杂质，这时只能将树脂全部取出，按新树脂预处理做一遍。

需要注意的是实验室超纯水机不要置于0摄氏度的环境，因为温度过低会导致结冰，同样会影响树脂交换效果。实验室超纯水机不制水的原因是决定系统性能的重要条件，所以这些都是我们需要特别注意的

纯化柱内装阴阳离子交换树脂，在离子交换反应中，水中的阳离子（如Na+）被转移到树脂上去了，而离子交换树脂上的

实验室超纯水机要保证长期稳定运行，日常使用需要定期维护和清洗。实验室超纯水机膜元件的使用和维护不当，容易损坏，所以使用会有很多问题。不停机的故障是超纯水机使用过程中比较常见的。有些时候超纯水机使用2-3年，某些部件可能因为长期处于高水压状态而导致故障。

1、大多数原因就是膜堵，导致制水慢、不停机等问题。这时侯就需要两个压力表检测压力，一个用来检测泵后输出压力，还有一个压力表则需要接在高压开关之后、压力桶之前，检测压力桶水满(关闭)的时候,机器停机时的压力显示。正常压力范围是：2.5KG/CM2-3.5KG/CM2，另外，当大于4KG/CM2时，机器就很难停机了。因为超过了压力桶内部气压的反作用力。此时，只需要更换高压开关即可，或是用2个的内六方扳手反时针旋转高压开关的调节螺丝，已达到正常值即可。

2、判断如果出现短暂的水满状态后，废水是不是会一直有，如果有废水的话，关机试下还有废水，如果关机后还有废水的话，很可能是进水故障，判断下进水电磁阀是否关闭不严，更换进水电磁阀即可。

3、如果关机后没有废水的话，判断下单向阀是不是不能有效阻断回流水了，这种情况下多数原因是单向阀故障，更换新的单向阀即可。如果单向阀和进水部分都没有问题的话，那就是超纯水机内部有漏水点，找出漏水点维修即可。

4、去检查一下高压开关是否能够正常的启动和关闭，因为高压开关是控制纯水机停机的核心配件，压力桶储满水之后，高压开关会自动感应到水流变相，内部弹簧则会自动关闭，水满不停机大多是由于高压开关出现问题所导致的。

除此之外，如果还是无法停机，建议请专业的维修师傅进行维修。

不停机的故障比较常见,很大情况就是膜堵，制水慢,不停机，这时需要两个压力表检测压力，一是检测泵后输出压力，这个情况参照刚才说的不制水的情况处理。不制水泵转，自然不会停机。

还有一

超纯水机不但可用在实验室中，还可用于工厂用水、医院、食品、自来水厂、电镀、锅炉软化等行业。是实验室中Z实用的超纯水制取设备。

原始的超纯水机通常选用双级反渗透水处理工艺制造超纯水，通过一系列处理过程使得超纯水机进水变成符合标准的超纯水。但是超纯水机则是在反渗透水处理工艺基础之上，结合应用了离子交换技术以及末端水处理技术。该种超纯水机的出水质量符合甚至是超过相关部门的GB/T6682-2008实验室一级用水水质标准。

电导率的计算公式如下：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指离子迁移率。X = FΣ CiZiUi

理论上，完全不含离子的超纯水在25℃时电导率为0.055μS/cm。电阻率是电导率的倒数。 那么R=1/X,1/0.055=18.1818，约为18.2 MΩ•cm

在25℃时，NaCl浓度与电导率/电阻率值的关系:

1、电阻率（electrical resistivity）

衡量实验室用水导电性能的指标，单位为MΩ-cm，随着水内无机离子的减少电阻加大则数值逐渐变大，实验室超纯水的标准：电阻率为18.2MΩ-cm。

2、总有机碳（Total Organic Carbon ，TOC）

水中碳的的浓度，反映水中氧化的有机化合物的含量，单位为ppm 或 ppb。 )

3、内毒素（Endotoxin）

革兰氏阴性细菌的脂多糖细胞壁碎片，又称之为“热原”，单位cuf/ml。

反渗透(也称逆渗透)技术：反渗透原文是REVERSE OSMOSIS，它是美国太空总署集合多国科学家，在政府支持下，花费数十亿美元，经过多年研究而成。反渗透的原理是在原水一方施加比自然渗透压力更大的压力，使水分子由浓度高的一方逆渗透到浓度低的一方。由于反渗透膜的孔径远远小于病毒和