實驗室純水的分級grading of lab water

Ⅲ級純水：Ⅲ級純水的物理純度一般為小于50uS/cm,單蒸水、雙蒸水、普通去離子水和反滲透水都屬于此級別。它一般由自來水純化制備而成。Ⅲ級純水的主要用途是清洗瓶皿，高壓消毒裝置用水，高壓消毒裝置用水，人工環(huán)境室用水廈超純水儀進(jìn)水等。

Ⅱ級純水：Ⅱ級純水是一個模糊的范圍，常用5-15M-cm表示。但Ⅱ級純水不嚴(yán)格限于此范圍內(nèi)，可以將1-17M-cm范圍均認(rèn)為是Ⅱ級純水。Ⅱ級純水一般是將Ⅱ級純水再經(jīng)過離子交換或電滲析而制成。它主要用于般試劑的配制，普通化學(xué)實驗用水及給超純水儀供水。

Ⅰ級超純水：Ⅰ級超純水是指物理純度大于18M-cm的水，習(xí)慣稱電阻率為18.2M-cm是Ⅰ級超純水的指標(biāo)。Ⅰ級超純水一定是由Ⅲ級或Ⅱ級純水經(jīng)核子級離子交換樹脂再純化而來。它主要用于高精密度的分析實驗和對水純度要求很高的生命科學(xué)實驗。

水質(zhì)的表征參數(shù)與國際標(biāo)準(zhǔn)：

表征參數(shù)：

1）無機(jī)物含量-電阻值/電導(dǎo)率

2）有機(jī)物含量-TOC（總有機(jī)碳）

3）微生物含量-細(xì)菌數(shù)顆粒物含量-顆粒數(shù)（有粒徑要求，往往指小于0.2um的顆粒剩余數(shù)）

實驗室純水及廢水處理系統(tǒng)

水的純化方法及聯(lián)合應(yīng)用：

實驗室純水可通過以下方法制備，超純水要綜合使用多種技術(shù)手段才能完全符合指標(biāo)。

蒸餾法：蒸餾法是一種傳統(tǒng)的方法，也是常用的將飲用水制造成純水的方法。該方法依據(jù)蒸餾的次數(shù)分為單蒸、雙蒸和三蒸，水的純度隨蒸餾的次數(shù)增加而提高。蒸餾法的有點是方法簡單，制備儀器一次性投資小，缺點是耗能比較大，產(chǎn)水純度有限，產(chǎn)量有限。

過濾法：該方法采用反滲透技術(shù)，反滲透(RO）膜通常用于濾除直徑小于1nm的污染物，典型的反滲透方式可以濾掉水中90c的離子污染、大部分有機(jī)污染物和幾乎全部微粒污染物。反滲透對分子量小于100道爾頓的非離子污染物的去除能力較低，而隨污染物分子量的增加，RO膜的濾除能力也隨之增加。理論上說，這種方式可以100Vo濾除大于300道爾頓分子量的分子和包括膠體及微生物在內(nèi)的顆粒，溶解的氣體則無法去除。

反滲透過程中，進(jìn)水在一定壓力下（通常為415bar，60220psi），從RO膜的進(jìn)水面以切向流的方式被泵A。RO膜一般是很薄的聚酰胺膜，它在較室的PH值范圍內(nèi)很穩(wěn)定，但可能會被氫化劑，如市政供水中的氯所破壞。用于進(jìn)水預(yù)處理的微孔深層過濾器和活性炭過濾柱，通常用于保護(hù)RO膜不被大型顆粒、重金屬和游離氯破壞。進(jìn)水量有15V0-25Y0生成反滲透水，截留在膜上游的是濃水，含有大部分鹽、有機(jī)物和幾乎全部顆粒。反滲透水量和進(jìn)水量的體積比叫產(chǎn)水率。

水純化系統(tǒng)中RO膜的性能通常通過測定離子去除率進(jìn)行監(jiān)控，它是進(jìn)水和出水電導(dǎo)率的差值除以進(jìn)水電導(dǎo)率所得的百分比。離子去除率和產(chǎn)水率隨進(jìn)水水質(zhì)、進(jìn)水口壓力、水溫和RO膜的狀態(tài)而定。

由于其出色的純化功效，反滲透是一項對去除絕大部分雜質(zhì)非常有效益的技術(shù)。不過，其產(chǎn)水速度相對較低，所以使用時通常配以儲水箱暫存產(chǎn)成水已備使用或進(jìn)一步純化。反滲透裝置保護(hù)后續(xù)系統(tǒng)免受膠體和有機(jī)物的堵塞或污染,其后續(xù)系統(tǒng)通常配備離子交換或電滲析裝置。

1）超濾（UF）：分子截留5000道爾頓的連續(xù)過濾方式稱為超濾。其主要用于生物大分子的純化或雜質(zhì)去除。在超純水儀中此手段主要是為去除超純水中的核酸酶、內(nèi)毒素等生物大分子，以滿足生物學(xué)實驗對超純水的嚴(yán)格要求。

2）微濾（MF）：孔徑在Olum.5um或8um之間的材料實施的過濾稱為微濾。應(yīng)用此手段是為了去除純水中的顆粒和微生物體，可以有流路在線型微濾器或出水口微濾器。

3）預(yù)濾：孔徑在5-8um以上的材料實施的過濾稱為預(yù)濾。此手段主要應(yīng)用在純水儀器的進(jìn)水端以去除自來水中的大顆粒雜質(zhì)。

吸附法：吸附法是指應(yīng)用活性炭具備的高孔隙率的特點吸附去除部分微生物、游離氯等雜質(zhì)。

光氧化法：光氧化法利用185nm或，和254nm的紫外線對水中的微生物進(jìn)行殺滅、氧化分解、從而控制超純水的總有機(jī)碳（TOCI水平）。

離子交換法：隨工業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高，離子交換樹脂也在更新?lián)Q代，它可以與其他幾項技術(shù)手段結(jié)合產(chǎn)生出電滲析這種可在線再生的高于交換方式。

1）經(jīng)典的離子交換（SDI）：一般陰陽離子分別放置在不同的容器內(nèi)，經(jīng)過一段時間的使用后基本處于飽和狀態(tài)，這時可以進(jìn)行脫線再生。經(jīng)過此種手段產(chǎn)生的去離子水的純度大約為1M-cm。

2）核子級樹脂的離子交換：這是目前為止離子交換樹脂產(chǎn)品中高效的一種，純水經(jīng)過它的處理就可達(dá)到18.2M-cm的Ⅰ級超純水。在超純水儀中，將核子級的陰陽離子交換樹脂混合填裝在一個容器內(nèi)使用，它是一次性的，不可以再生利用。

3）電滲析（EDI）：這是一種綜合離子交換、離子選擇性通過膜和電場作用幾個技術(shù)而開發(fā)出來的叫做在電場作用下可即時再生的高分子交換方式。電滲析的方法是離子交換法的升級版。

該項技術(shù)的優(yōu)點是，理論上沒有消耗性材料但它的特點是一次性投資較大且EDI組件對進(jìn)水中的重金屬等離子有較高的純度要求，否則極易中毒，在電場作用下，無法再生出活性離子交換樹脂，只好換EDI組件。EDI使用的真正意義在于對認(rèn)證有強烈要求的制藥廠等企業(yè)，可以保證連續(xù)生產(chǎn)。在實驗室領(lǐng)域，采用EDI模塊產(chǎn)水，會導(dǎo)致購買成本的增加，并不是有效率的選擇。作為離子交換，水在離子交換樹脂中的流程越長，交換效果越好。

實驗室純水及廢水處理系統(tǒng)

廢水處理系統(tǒng) 

就是利用物理、化學(xué)和生物的方法對廢水進(jìn)行處理，使廢水凈化，減少污染，以至達(dá)到廢水回收、復(fù)用，充分利用水資源。 

按處理程度，廢水處理（主要是城市生活污水和某些工業(yè)廢水）一般可分為三級：

一級處理：

任務(wù)是從廢水中去除呈懸浮狀態(tài)的固體污染物。為此，多采用物理處理法。一般經(jīng)過一級處理后，懸浮固體的去除率為70%~80%，而生化需氧量（BOD）的去除率只有25%~40%左右，廢水的凈化程度不高。 

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二級處理：任務(wù)是大幅度地去除廢水中的有機(jī)污染物，以BOD為例，一般通過二級處理后，廢水中的BOD可去除80%~90%，如城市污染處理后水中的BOD含量可低于30毫升/克。需氧生物處理法的各種處理單元大多能夠達(dá)到這種要求。 

三級處理：任務(wù)是進(jìn)一步去除二級處理未能去除的污染物，其中包括微生物未能降解的有機(jī)物、磷、氮和可溶性無機(jī)物。 

三級處理是高級處理的同義語，但兩者又不完全一致。三級處理是經(jīng)二級處理后，為了從廢水中去除某種特定的污染物，如磷、氮等，而補充增加的一項或幾項處理單元；高級處理則往往是以廢水回收、復(fù)用為目的，在二級處理后所增設(shè)的處理單元或系統(tǒng)。三級處理耗資較大，管理也較復(fù)雜。但能充分利用水資源。有少數(shù)國家建成了一些污水三級處理廠。 

實驗室廢水主要來自各科研單位實驗研究室和高等院校的科研和教學(xué)實驗室。實驗室廢水尤其自身的特殊性質(zhì)，量少，間斷性強，高危害，成分復(fù)雜多變。 

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根據(jù)廢水中所含主要污染物性質(zhì)，可以分為實驗室有機(jī)和無機(jī)廢水兩大類：

無機(jī)廢水：主要含有重金屬、重金屬絡(luò)合物、酸堿、氰化物、硫化物、鹵素離子以及其他無機(jī)離子等。 

有機(jī)廢水：含有常用的有機(jī)溶劑、有機(jī)酸、醚類、多氯聯(lián)苯、有機(jī)磷化合物、酚類、石油類、油脂類物質(zhì)。

相比而言，有機(jī)廢水比無機(jī)廢水污染的范圍更廣，帶來的危害更嚴(yán)重。不同的廢水，污染物組成不同，處理方法和程度也不相同。實驗室廢水的處理本著分類收集，就地，及時地原位處理，簡易操作，以廢治廢和降低成本的原則。 

實驗室廢水的治理不能等同于工業(yè)廢水處理，而是采用多單元處理流程系統(tǒng)或是有針對性地進(jìn)行分類處理，盡可能地降低處理難度，使處理費用較低，操作比較簡單。實驗室有機(jī)廢水處理方法可以借鑒其他有機(jī)廢水的處理。 

一般來說有機(jī)廢水處理技術(shù)主要包括生物法和物化法：

對有機(jī)物濃度高，毒性強、水質(zhì)水量不穩(wěn)定的實驗室廢水，生物法處理效果不佳，而物化法對此類廢水的處理表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。實驗藥品回收，對實驗室廢棄物進(jìn)行分類處理及回收循環(huán)再利用，不僅能減小對環(huán)境的污染，而且能減少化學(xué)藥品的浪費。對高濃度實驗室有機(jī)廢水，將其中的有機(jī)溶劑如醇類、脂類、有機(jī)酸、酮及醚等回收循環(huán)使用后，再用化學(xué)方法處理；對濃度高、毒性大且無法回收的有機(jī)廢水，需要進(jìn)行集中焚燒處理。