实验室纯水的分级grading of lab water

Ⅲ级纯水：Ⅲ级纯水的物理纯度一般为小于50uS/cm,单蒸水、双蒸水、普通去离子水和反渗透水都属于此级别。它一般由自来水纯化制备而成。Ⅲ级纯水的主要用途是清洗瓶皿，高压消毒装置用水，高压消毒装置用水，人工环境室用水厦超纯水仪进水等。

Ⅱ级纯水：Ⅱ级纯水是一个模糊的范围，常用5-15M-cm表示。但Ⅱ级纯水不严格限于此范围内，可以将1-17M-cm范围均认为是Ⅱ级纯水。Ⅱ级纯水一般是将Ⅱ级纯水再经过离子交换或电渗析而制成。它主要用于般试剂的配制，普通化学实验用水及给超纯水仪供水。

Ⅰ级超纯水：Ⅰ级超纯水是指物理纯度大于18M-cm的水，习惯称电阻率为18.2M-cm是Ⅰ级超纯水的指标。Ⅰ级超纯水一定是由Ⅲ级或Ⅱ级纯水经核子级离子交换树脂再纯化而来。它主要用于高精密度的分析实验和对水纯度要求很高的生命科学实验。

水质的表征参数与国际标准：

表征参数：

1）无机物含量-电阻值/电导率

2）有机物含量-TOC（总有机碳）

3）微生物含量-细菌数颗粒物含量-颗粒数（有粒径要求，往往指小于0.2um的颗粒剩余数）

实验室纯水及废水处理系统

水的纯化方法及联合应用：

实验室纯水可通过以下方法制备，超纯水要综合使用多种技术手段才能完全符合指标。

蒸馏法：蒸馏法是一种传统的方法，也是常用的将饮用水制造成纯水的方法。该方法依据蒸馏的次数分为单蒸、双蒸和三蒸，水的纯度随蒸馏的次数增加而提高。蒸馏法的有点是方法简单，制备仪器一次性投资小，缺点是耗能比较大，产水纯度有限，产量有限。

过滤法：该方法采用反渗透技术，反渗透(RO）膜通常用于滤除直径小于1nm的污染物，典型的反渗透方式可以滤掉水中90c的离子污染、大部分有机污染物和几乎全部微粒污染物。反渗透对分子量小于100道尔顿的非离子污染物的去除能力较低，而随污染物分子量的增加，RO膜的滤除能力也随之增加。理论上说，这种方式可以100Vo滤除大于300道尔顿分子量的分子和包括胶体及微生物在内的颗粒，溶解的气体则无法去除。

反渗透过程中，进水在一定压力下（通常为415bar，60220psi），从RO膜的进水面以切向流的方式被泵A。RO膜一般是很薄的聚酰胺膜，它在较室的PH值范围内很稳定，但可能会被氢化剂，如市政供水中的氯所破坏。用于进水预处理的微孔深层过滤器和活性炭过滤柱，通常用于保护RO膜不被大型颗粒、重金属和游离氯破坏。进水量有15V0-25Y0生成反渗透水，截留在膜上游的是浓水，含有大部分盐、有机物和几乎全部颗粒。反渗透水量和进水量的体积比叫产水率。

水纯化系统中RO膜的性能通常通过测定离子去除率进行监控，它是进水和出水电导率的差值除以进水电导率所得的百分比。离子去除率和产水率随进水水质、进水口压力、水温和RO膜的状态而定。

由于其出色的纯化功效，反渗透是一项对去除绝大部分杂质非常有效益的技术。不过，其产水速度相对较低，所以使用时通常配以储水箱暂存产成水已备使用或进一步纯化。反渗透装置保护后续系统免受胶体和有机物的堵塞或污染,其后续系统通常配备离子交换或电渗析装置。

1）超滤（UF）：分子截留5000道尔顿的连续过滤方式称为超滤。其主要用于生物大分子的纯化或杂质去除。在超纯水仪中此手段主要是为去除超纯水中的核酸酶、内毒素等生物大分子，以满足生物学实验对超纯水的严格要求。

2）微滤（MF）：孔径在Olum.5um或8um之间的材料实施的过滤称为微滤。应用此手段是为了去除纯水中的颗粒和微生物体，可以有流路在线型微滤器或出水口微滤器。

3）预滤：孔径在5-8um以上的材料实施的过滤称为预滤。此手段主要应用在纯水仪器的进水端以去除自来水中的大颗粒杂质。

吸附法：吸附法是指应用活性炭具备的高孔隙率的特点吸附去除部分微生物、游离氯等杂质。

光氧化法：光氧化法利用185nm或，和254nm的紫外线对水中的微生物进行杀灭、氧化分解、从而控制超纯水的总有机碳（TOCI水平）。

离子交换法：随工业生产水平的不断提高，离子交换树脂也在更新换代，它可以与其他几项技术手段结合产生出电渗析这种可在线再生的高于交换方式。

1）经典的离子交换（SDI）：一般阴阳离子分别放置在不同的容器内，经过一段时间的使用后基本处于饱和状态，这时可以进行脱线再生。经过此种手段产生的去离子水的纯度大约为1M-cm。

2）核子级树脂的离子交换：这是目前为止离子交换树脂产品中高效的一种，纯水经过它的处理就可达到18.2M-cm的Ⅰ级超纯水。在超纯水仪中，将核子级的阴阳离子交换树脂混合填装在一个容器内使用，它是一次性的，不可以再生利用。

3）电渗析（EDI）：这是一种综合离子交换、离子选择性通过膜和电场作用几个技术而开发出来的叫做在电场作用下可即时再生的高分子交换方式。电渗析的方法是离子交换法的升级版。

该项技术的优点是，理论上没有消耗性材料但它的特点是一次性投资较大且EDI组件对进水中的重金属等离子有较高的纯度要求，否则极易中毒，在电场作用下，无法再生出活性离子交换树脂，只好换EDI组件。EDI使用的真正意义在于对认证有强烈要求的制药厂等企业，可以保证连续生产。在实验室领域，采用EDI模块产水，会导致购买成本的增加，并不是有效率的选择。作为离子交换，水在离子交换树脂中的流程越长，交换效果越好。

实验室纯水及废水处理系统

废水处理系统 

就是利用物理、化学和生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，以至达到废水回收、复用，充分利用水资源。 

按处理程度，废水处理（主要是城市生活污水和某些工业废水）一般可分为三级：

一级处理：

任务是从废水中去除呈悬浮状态的固体污染物。为此，多采用物理处理法。一般经过一级处理后，悬浮固体的去除率为70%~80%，而生化需氧量（BOD）的去除率只有25%~40%左右，废水的净化程度不高。 

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二级处理：任务是大幅度地去除废水中的有机污染物，以BOD为例，一般通过二级处理后，废水中的BOD可去除80%~90%，如城市污染处理后水中的BOD含量可低于30毫升/克。需氧生物处理法的各种处理单元大多能够达到这种要求。 

三级处理：任务是进一步去除二级处理未能去除的污染物，其中包括微生物未能降解的有机物、磷、氮和可溶性无机物。 

三级处理是高级处理的同义语，但两者又不完全一致。三级处理是经二级处理后，为了从废水中去除某种特定的污染物，如磷、氮等，而补充增加的一项或几项处理单元；高级处理则往往是以废水回收、复用为目的，在二级处理后所增设的处理单元或系统。三级处理耗资较大，管理也较复杂。但能充分利用水资源。有少数国家建成了一些污水三级处理厂。 

实验室废水主要来自各科研单位实验研究室和高等院校的科研和教学实验室。实验室废水尤其自身的特殊性质，量少，间断性强，高危害，成分复杂多变。 

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根据废水中所含主要污染物性质，可以分为实验室有机和无机废水两大类：

无机废水：主要含有重金属、重金属络合物、酸碱、氰化物、硫化物、卤素离子以及其他无机离子等。 

有机废水：含有常用的有机溶剂、有机酸、醚类、多氯联苯、有机磷化合物、酚类、石油类、油脂类物质。

相比而言，有机废水比无机废水污染的范围更广，带来的危害更严重。不同的废水，污染物组成不同，处理方法和程度也不相同。实验室废水的处理本着分类收集，就地，及时地原位处理，简易操作，以废治废和降低成本的原则。 

实验室废水的治理不能等同于工业废水处理，而是采用多单元处理流程系统或是有针对性地进行分类处理，尽可能地降低处理难度，使处理费用较低，操作比较简单。实验室有机废水处理方法可以借鉴其他有机废水的处理。 

一般来说有机废水处理技术主要包括生物法和物化法：

对有机物浓度高，毒性强、水质水量不稳定的实验室废水，生物法处理效果不佳，而物化法对此类废水的处理表现出明显的优势。实验药品回收，对实验室废弃物进行分类处理及回收循环再利用，不仅能减小对环境的污染，而且能减少化学药品的浪费。对高浓度实验室有机废水，将其中的有机溶剂如醇类、脂类、有机酸、酮及醚等回收循环使用后，再用化学方法处理；对浓度高、毒性大且无法回收的有机废水，需要进行集中焚烧处理。