一、前言 隨著材料科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,開拓了新材料的應(yīng)用范圍,推 動了新材料向更高、更新、更純方向發(fā)展。也促使人們對各類 新材料的研究朝著微觀化的方向發(fā)展。從而推動很多研究機(jī) 構(gòu)、檢測中心對化學(xué)試劑或原輔材料及產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量的 要求達(dá)到了 10-6 或 10-9 級,有的甚至達(dá)到 10-12 級,如微電子、 超導(dǎo)材料、生命科學(xué)等研究領(lǐng)域。在從事材料分析和研究過程 中,往往離不開水。因此,對水中包括可溶性無機(jī)物、有機(jī)物、 顆粒物、微生物、可溶性氣體等雜質(zhì)的要求,提到了前所未有 的高度。超純水技術(shù)的出現(xiàn),就為徹底處理這些雜質(zhì)提供了可 能。
二、超純水的工藝原理 在材料、生物工程分析和研究等領(lǐng)域主要用水有純水和超 純水。水質(zhì)的提純或純化過程大致分為 4 大步,預(yù)處理(低級 凈化)、反滲透(生產(chǎn)出純水),離子交換(可生產(chǎn)出 18.2 MΩ· cm 超純水)和終端處理(生產(chǎn)出符合實驗室用特殊要求的超純 水)。其中離子交換就是水中的正離子與離子交換樹脂中的氫 離子交換,水中的負(fù)離子與離子交換樹脂上的 OH-離子交換, 從而達(dá)到純化水的目的。通過離子交換去除離子,理論上幾乎 能去除所有的離子物質(zhì),在室溫 25 ℃時,出水電阻率達(dá)到 18.2 MΩ·cm。 具體到實驗室用水時,經(jīng)過離子交換的水往往還達(dá)不到提 純?nèi)コs質(zhì)的要求,特別是要與 ICP-MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,電感耦合等離子體質(zhì)譜法) ,這種比 較靈敏的應(yīng)用一起結(jié)合時,就需使用帶有某種特殊需求(超低有 機(jī)、無菌等)的超純化柱的超純水機(jī)。
三、超純水機(jī)選型 通過引進(jìn)德國曼默博爾公司(Membra Pure GmbH)超純 水機(jī),在實踐中認(rèn)為,大家在選購實驗室級純水機(jī)的過程中, 除了要考慮產(chǎn)品的品牌、性能指標(biāo)、設(shè)備零件備件質(zhì)量、價格 因素外,還有一個重要的因素就是要易于維護(hù)。因為純水機(jī)有 別于其他實驗室分析儀器,它主要是利用濾柱濾芯起過濾作 用。既然是過濾,那就有一定的使用壽命,到期時必須更換,否 則電阻率及雜質(zhì)等是不能符合要求的。更換這些濾芯,就像使 用打印機(jī)墨盒一樣要使用者自己定期更換。如果更換過程過于復(fù)雜,勢必會浪費分析人員大量的精力和時間。所以超純水 機(jī)的使用可靠性,易于維護(hù)的程度和更換濾芯的方便與否,與 知名品牌、良好的性能指標(biāo)、備件易采購且質(zhì)量穩(wěn)定、價格有 競爭優(yōu)勢等因素同等重要。
四、超純水機(jī)故障分析及解決對策 實驗室用超純水機(jī)作為分析輔助儀器,越來越在研究機(jī)構(gòu) 和檢測中心等單位普及并使用,無論是進(jìn)口還是國產(chǎn)的純水機(jī), 其原理都一樣,功能大同小異。所以,純水機(jī)的常見故障與分析 也基本雷同。 1.超純水機(jī)的增壓泵不啟動不制水 檢查電源插頭和保險管及槍頭觸動開關(guān),根據(jù)超純水機(jī)液 晶面板的系統(tǒng)提示進(jìn)行下一步檢查。如系統(tǒng)自檢正常,那么通過 聽聲音和用手或起子等手段對增壓泵是否運轉(zhuǎn)進(jìn)行檢查。如不 運轉(zhuǎn),檢查超純水機(jī)增壓泵供電電路和系統(tǒng)控制主板是否正常。 主板正常,更換合適的增壓泵。曼默博爾超純水機(jī)采用原裝美國 的交流增壓泵,由于國內(nèi)超純水機(jī)市場已無該型增壓泵,因此自 行改進(jìn)可直流供電的并使用直流增壓泵。否則,更換系統(tǒng)控制主 板。 2.超純水機(jī)增壓泵正常運轉(zhuǎn)但不制水 對超純水機(jī)前級水箱或來源水管進(jìn)行檢查。如有水,對進(jìn) 水電磁閥檢查,若電磁閥故障無法進(jìn)水,請更換之。檢查濾芯 或純化柱出水端口,如無水,應(yīng)考慮時堵塞故障,更換濾芯或 純化柱。 3.超純水機(jī)的增壓泵正常運轉(zhuǎn)但出水量小或無水壓 檢查濾芯或純化柱是否堵塞,如它們端口出水正常,就檢查 出水槍頭是否有松動,如松動超純水機(jī)管路就會有空氣而造成 出水不正常。槍頭無松動,檢查終端過濾芯是否堵塞或松動,如 堵塞更換終端過濾器或濾芯。 4.出水電阻率不穩(wěn)定或達(dá)不到 18.2 MΩ·cm 檢查超純水柱使用時間,如使用時間較短,先開機(jī)進(jìn)行超純 水機(jī)內(nèi)循環(huán),等電阻率穩(wěn)定為合格后即可使用。如經(jīng)內(nèi)循環(huán),電 阻率仍無法穩(wěn)定,則更換超純水柱。更換純化柱仍無法解決,考 慮檢查超純水機(jī)電阻率傳感器是否被污染或損壞。