實(shí)驗(yàn)室純水的分級(jí)grading of lab water

Ⅲ級(jí)純水：Ⅲ級(jí)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(jí)別。它一般由自來(lái)水純化制備而成。Ⅲ級(jí)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(jí)純水：Ⅱ級(jí)純水是一個(gè)模糊的范圍，常用5-15M-cm表示。但Ⅱ級(jí)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(jí)純水。Ⅱ級(jí)純水一般是將Ⅱ級(jí)純水再經(jīng)過(guò)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(shí)驗(yàn)用水及給超純水儀供水。

Ⅰ級(jí)超純水：Ⅰ級(jí)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(jí)超純水的指標(biāo)。Ⅰ級(jí)超純水一定是由Ⅲ級(jí)或Ⅱ級(jí)純水經(jīng)核子級(jí)離子交換樹(shù)脂再純化而來(lái)。它主要用于高精密度的分析實(shí)驗(yàn)和對(duì)水純度要求很高的生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

水質(zhì)的表征參數(shù)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：

表征參數(shù)：

1）無(wú)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室純水可通過(guò)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(diǎn)是方法簡(jiǎn)單，制備儀器一次性投資小，缺點(diǎn)是耗能比較大，產(chǎn)水純度有限，產(chǎn)量有限。

過(guò)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(duì)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(shuō)，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(wú)法去除。

反滲透過(guò)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(huì)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(guò)濾器和活性炭過(guò)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(guò)測(cè)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(xiàng)對(duì)去除絕大部分雜質(zhì)非常有效益的技術(shù)。不過(guò)，其產(chǎn)水速度相對(duì)較低，所以使用時(shí)通常配以儲(chǔ)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(guò)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(shí)驗(yàn)對(duì)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(shí)施的過(guò)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(shí)施的過(guò)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(lái)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(diǎn)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(duì)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(shù)脂也在更新?lián)Q代，它可以與其他幾項(xiàng)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(yáng)離子分別放置在不同的容器內(nèi)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后基本處于飽和狀態(tài)，這時(shí)可以進(jìn)行脫線再生。經(jīng)過(guò)此種手段產(chǎn)生的去離子水的純度大約為1M-cm。

2）核子級(jí)樹(shù)脂的離子交換：這是目前為止離子交換樹(shù)脂產(chǎn)品中高效的一種，純水經(jīng)過(guò)它的處理就可達(dá)到18.2M-cm的Ⅰ級(jí)超純水。在超純水儀中，將核子級(jí)的陰陽(yáng)離子交換樹(shù)脂混合填裝在一個(gè)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(guò)膜和電場(chǎng)作用幾個(gè)技術(shù)而開(kāi)發(fā)出來(lái)的叫做在電場(chǎng)作用下可即時(shí)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(jí)版。

該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，理論上沒(méi)有消耗性材料但它的特點(diǎn)是一次性投資較大且EDI組件對(duì)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(chǎng)作用下，無(wú)法再生出活性離子交換樹(shù)脂，只好換EDI組件。EDI使用的真正意義在于對(duì)認(rèn)證有強(qiáng)烈要求的制藥廠等企業(yè)，可以保證連續(xù)生產(chǎn)。在實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)域，采用EDI模塊產(chǎn)水，會(huì)導(dǎo)致購(gòu)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(shù)脂中的流程越長(zhǎng)，交換效果越好。

實(shí)驗(yàn)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(duì)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(jí)：

一級(jí)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(guò)一級(jí)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。 

實(shí)驗(yàn)室純水及廢水處理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室純水及廢水處理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室純水及廢水處理系統(tǒng)

二級(jí)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(guò)二級(jí)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(jí)處理：任務(wù)是進(jìn)一步去除二級(jí)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(wú)機(jī)物。 

三級(jí)處理是高級(jí)處理的同義語(yǔ)，但兩者又不完全一致。三級(jí)處理是經(jīng)二級(jí)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(bǔ)充增加的一項(xiàng)或幾項(xiàng)處理單元；高級(jí)處理則往往是以廢水回收、復(fù)用為目的，在二級(jí)處理后所增設(shè)的處理單元或系統(tǒng)。三級(jí)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(guó)家建成了一些污水三級(jí)處理廠。 

實(shí)驗(yàn)室廢水主要來(lái)自各科研單位實(shí)驗(yàn)研究室和高等院校的科研和教學(xué)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室廢水尤其自身的特殊性質(zhì)，量少，間斷性強(qiáng)，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(shí)驗(yàn)室有機(jī)和無(wú)機(jī)廢水兩大類：

無(wú)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(wú)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(wú)機(jī)廢水污染的范圍更廣，帶來(lái)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(shí)驗(yàn)室廢水的處理本著分類收集，就地，及時(shí)地原位處理，簡(jiǎn)易操作，以廢治廢和降低成本的原則。 

實(shí)驗(yàn)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(duì)性地進(jìn)行分類處理，盡可能地降低處理難度，使處理費(fèi)用較低，操作比較簡(jiǎn)單。實(shí)驗(yàn)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(lái)說(shuō)有機(jī)廢水處理技術(shù)主要包括生物法和物化法：

對(duì)有機(jī)物濃度高，毒性強(qiáng)、水質(zhì)水量不穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)室廢水，生物法處理效果不佳，而物化法對(duì)此類廢水的處理表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。實(shí)驗(yàn)藥品回收，對(duì)實(shí)驗(yàn)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(duì)環(huán)境的污染，而且能減少化學(xué)藥品的浪費(fèi)。對(duì)高濃度實(shí)驗(yàn)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(duì)濃度高、毒性大且無(wú)法回收的有機(jī)廢水，需要進(jìn)行集中焚燒處理。