在水的世界里,有许多不同类型的水,它们因处理工艺和用途的差异而各具特点。今天,我们来深入探讨一下反渗透水和超纯水的区别,带你揭开这两种水神秘的面纱。
一、定义与原理
反渗透水
反渗透水,英文简称 RO 水(Reverse Osmosis water) ,是利用反渗透技术产生的水。反渗透技术是一种借助于选择透过(半透过)性膜的功能以压力为推动力的膜分离技术。当系统中所加的压力大于进水溶液渗透压时,水分子不断地透过膜,经过产水流道流入中心管,然后在一端流出;而水中的杂质,如离子、有机物、细菌、病毒等,被截留在膜的进水侧,然后在浓水出水端流出,从而达到分离净化目的。反渗透膜的孔径非常小,大约在 0.0001 微米左右,能过滤掉自来水中几乎所有物质 。
超纯水
超纯水(Ultra - Pure water),简单来说,是几乎去除了一切杂质的水,其离子含量接近无,是一种强氧化剂。超纯水的标准通常是在 25℃的理想环境下,水的电阻率为 18.2MΩ・cm 。它除了水,几乎不含有溶解或胶态离子杂质及有机物 。
二、制备过程大不同
反渗透水的制备
反渗透水的制备相对较为简单,主要设备是反渗透膜组件。原水在一定压力下,通过反渗透膜,水中的杂质被膜截留,从而得到较为纯净的反渗透水。在实际应用中,为了提高反渗透系统的运行稳定性和产水质量,通常会在反渗透膜前设置预处理装置,如多介质过滤器、活性炭过滤器、软化器等,用于去除原水中的悬浮物、胶体、有机物、余氯等杂质,防止这些杂质对反渗透膜造成污染和损坏 。
超纯水的制备
超纯水的制备则需要更为复杂的工艺和设备。一般来说,超纯水的制备是以反渗透水为进水,再经过一系列深度处理工艺,如离子交换、混床、电去离子(EDI)、超滤、紫外杀菌、终端微滤等,进一步去除水中的微量离子、有机物、微生物等杂质,以达到超纯水的高标准。离子交换树脂可以去除水中残留的阴阳离子;混床是将阴阳离子交换树脂按一定比例混合装填在同一个离子交换器内,进一步提高除盐效果;EDI 技术则是将电渗析和离子交换技术相结合,利用两端电极高压使水中带电离子移动,并配合离子树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除,从而达到水纯化的目的 。
三、水质特点对比
反渗透水
溶解性固体(TDS)和电导率:反渗透水具有较低的溶解固体含量和电导率。一般来说,反渗透水的电导率在几十至几百微西门子 / 厘米(μS/cm)范围内 。这意味着水中的大部分离子类杂质已被去除,能满足许多工业和日常使用场景对水质的基本要求。
微生物和有机物:反渗透技术可以有效去除水中的细菌、病毒、胶体以及大部分有机物等杂质。好的反渗透膜对细菌和病毒的去除率可高达 99% 以上,能去除大部分分子量大于 100 的有机物 。不过,水中仍可能残留极少量的小分子有机物和微生物。
矿物质含量:由于反渗透膜对离子的截留作用,反渗透水中的矿物质含量较低,几乎去除了所有的钙、镁、铁、锌等矿物质离子 。这在某些应用场景中可能是优点,比如在电子工业中,可避免矿物质离子对电子产品造成损害;但从饮用水角度来看,长期饮用缺乏矿物质的反渗透水可能对健康产生一定影响 。
超纯水
极低的电导率:超纯水的电导率极低,通常在几个至几十纳西门子 / 厘米(nS/cm)范围内 。这表明水中几乎不存在导电离子,其纯度极高。
近乎零的杂质:在总有机碳(TOC)、细菌、内毒素等指标方面,超纯水的要求极为严格。其 TOC 值通常非常低,细菌和内毒素含量几乎检测不到 。超纯水的离子含量接近无,是一种几乎不含任何杂质的水。
强氧化性:由于超纯水的高纯度和极低的离子含量,使其具有较强的氧化性,极容易与其他物质发生反应,同时也很容易被空气二次污染,即使储存,其电阻率也会快速下降 。
四、应用场景各有侧重
反渗透水的应用
工业领域:在电子工业中,如单晶硅半导体集成电路块、显像管、玻壳、液晶显示器等制造过程中,反渗透水可作为一般的清洗用水和工艺用水;在制药行业,可用于非无菌药品的生产、制剂工艺用水等;在食品饮料行业,可用于饮料的生产用水、酿造过程中的用水以及食品加工设备的清洗用水等 。
商业和家庭领域:在商业上,一些餐饮场所会使用反渗透水来制作饮品,确保饮品的口感和质量;在家庭中,反渗透净水器越来越受欢迎,许多家庭通过安装反渗透净水器来获得更纯净的饮用水,用于日常饮用、煮饭、煲汤等 。
其他领域:还可用于宾馆、楼宇、社区优质供水网络系统,以及游泳池水质净化等 。
超纯水的应用
半导体制造:在半导体芯片制造过程中,对水质要求极高。超纯水用于芯片的清洗、光刻技术中的工艺用水等。哪怕是极微量的杂质都可能影响芯片的性能和质量,因此超纯水是确保半导体制造工艺顺利进行的关键水源 。
实验室研究:在科研实验室,尤其是涉及到精密分析实验、细胞培养、分子生物学实验等领域,超纯水是必不可少的。细胞培养对水中的细菌和内毒素有严格要求,超纯水可以为细胞提供一个纯净的生长环境;在高效液相色谱(HPLC)等分析实验中,要求超纯水的 TOC 低,以避免对实验结果产生干扰 。
医疗行业:在医疗领域,如医疗血液透析、注射用水、无菌水制备等方面,超纯水也发挥着重要作用。血液透析过程中使用超纯水,可有效避免患者因水中杂质而引发的并发症 。
五、总结
反渗透水和超纯水虽然都是经过处理的高质量水,但它们在定义、制备过程、水质特点以及应用场景等方面存在明显的区别。反渗透水通过较为简单的反渗透技术,能去除水中大部分杂质,满足一般工业和日常使用需求;而超纯水则经过更为复杂的深度处理工艺,达到了近乎极致的纯净度,主要应用于对水质要求极高的半导体、实验室、医疗等特殊领域 。了解它们的区别,有助于我们在不同的场景中正确选择和使用合适的水,以满足生产生活和科研的需要。