原理:紫外线(UV)照射可以使水中的有机污染物发生光解反应。特别是波长为 185nm 和 254nm 的紫外线具有较强的氧化能力。185nm 的紫外线可以产生羟基自由基(・OH),这是一种强氧化剂,能够将有机污染物氧化分解为二氧化碳、水和小分子有机酸等。254nm 的紫外线可以直接破坏有机污染物的化学键,使其分解。应用:在超纯水制备中,紫外线氧化通常与其他处理方法联合使用。例如,在经过活性炭吸附或超滤后的水中,利用紫外线氧化进一步去除残留的有机污染物。在实验室小型超纯水设备或一些对水质要求不是极高的场合,紫外线氧化可以作为一种有效的有机污染物去除手段。不过,紫外线氧化对于一些难降解的有机污染物效果可能不佳,而且需要消耗一定的电能来维持紫外线灯的照射。超纯水在核能领域应用,需满足严格放射性指标。浙江常见的超纯水工厂

总有机碳(TOC)的检测方法,紫外氧化 - 非色散红外探测法,原理:在样品进入紫外反应器之前去除无机碳,然后通过紫外光照射使有机物质氧化为二氧化碳,再后利用 NDIR 进行定量检测。 适用范围:适用于原水、工业用水等水体的 TOC 检测。 优点:结合了紫外光氧化和 NDIR 检测技术的优点,具有快速、准确、不接触检测等优点,可有效氧化大部分有机物。 缺点:对于颗粒状有机物、药物、蛋白质等高含量 TOC 的水样可能不适用,且紫外灯的使用寿命有限,需要定期更换。浙江常见的超纯水工厂精密仪器清洗需超纯水,避免杂质残留损害仪器。

膜性能测试,清洗完成后,重新启动反渗透系统,在正常运行条件下(进水压力、温度、流量等参数稳定),连续运行 2 - 4 小时,每隔 30 分钟采集一次产水水样,检测产水的电导率、pH 值、总有机碳(TOC)含量等指标,计算脱盐率,与清洗前的膜性能数据进行对比。例如,若清洗前脱盐率为 97%,清洗后脱盐率应恢复至 96% 以上,且产水水质其他指标也应接近或优于清洗前水平。同时观察系统的运行压力,包括进水压力、产水压力和浓水压力,正常情况下,清洗后的运行压力应有所降低,如清洗前进水压力为 1.5MPa,清洗后应降至 1.3MPa 以下,且各段压力差应保持在合理范围内。产水量:清洗前后对比产水量是很直观的方法之一。如果清洗彻底,产水量应恢复到接近或达到膜元件初始性能水平。在相同的操作压力、温度和进水水质条件下,清洗后的产水量与清洗前相比,偏差应在 ±10% 以内。例如,清洗前产水量为每小时 50 立方米,清洗后产水量应在 45 - 55 立方米每小时的范围内。
有机污染物容易在反渗透膜表面和膜孔内吸附、沉积,导致膜污染。例如,水中的天然有机物(如腐殖酸、富里酸)、微生物及其分泌物等有机成分会在膜表面形成凝胶层或生物膜。膜污染会使膜通量下降,即单位时间内通过膜的水量减少。这就需要更高的压力来维持相同的水通量,增加了能耗。同时,膜污染还会影响膜的截留性能,导致有机污染物和其他杂质的去除率降低。而且,膜污染后需要定期进行化学清洗,清洗过程较为复杂,频繁清洗还可能会缩短膜的使用寿命。反渗透过程需要较高的压力来驱动水通过半透膜,一般压力在 1 - 10MPa 之间。这就导致了较高的能耗,特别是在处理大量水或者进水水质较差(有机污染物和溶解性固体含量高)的情况下,能耗问题更加突出。在超纯水制备的整个成本中,反渗透过程的能耗成本占比较大。例如,在一些大型的超纯水生产工厂,如果没有合理的能量回收系统,反渗透环节的能耗可能占总生产成本的 30% - 50%。电渗析在超纯水初步除盐中发挥一定作用。

例如在电子工业的半导体制造领域,特别是高精度芯片制造过程中,通常要求超纯水的电阻率接近或达到 18.2 MΩ・cm。这是因为芯片制造工艺对水中离子杂质极为敏感,即使微量的离子存在也可能导致芯片性能下降或出现故障。而在一些对水质要求稍低的行业,如一般的化学分析实验室,超纯水电阻率达到 10 - 18 MΩ・cm 左右也可能满足基本的实验需求。对于超纯水的微生物含量,通常要求每毫升水中的细菌菌落数(CFU/mL)低于 10 甚至更低。在一些对微生物极其敏感的领域,如制药行业的注射剂生产和生命科学研究中的细胞培养实验,超纯水的微生物标准要求更加严格,要求达到无菌状态,即每毫升水中的细菌菌落数几乎为零。超纯水的生产需对原水进行预脱氯处理。北京新型超纯水销售公司
超纯水在农业科研中用于无土栽培营养液配制。浙江常见的超纯水工厂
扫描电子显微镜(SEM)检查:通过 SEM 可以更详细地观察膜表面的微观结构。清洗后,膜表面的孔隙应清晰可见,没有被污染物堵塞的迹象,并且膜的表面形态应与未污染的新膜相似。例如,未被污染的反渗透膜在 SEM 下呈现出均匀分布的孔隙结构,清洗彻底的膜在观察时应恢复这种状态,而不是存在覆盖在孔隙上的不明物质。清洗液分析,在清洗过程中,可以对清洗液进行分析。如果清洗液中的污染物浓度在清洗后期不再增加或者逐渐降低至很低水平,这可能表明膜表面的污染物已被充分清洗掉。例如,在清洗有机物污染的膜时,检测清洗液中的有机物含量,随着清洗时间的延长,有机物含量不再上升且趋近于零,这是清洗彻底的一个迹象。同时,观察清洗液的颜色和浑浊度等物理性质,如果清洗液在清洗结束后颜色变浅、浑浊度降低,也在一定程度上说明清洗有效。浙江常见的超纯水工厂
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