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Milli-Q讲堂 | 空气过滤器对纯水储存的作用

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由于实验室级水处理系统的流速、容量要求及生产工艺限制,纯水的储存是纯水系统中必须的步骤。实验证明,合适的储水系统材质、紫外灯和空气过滤器,可以防止空气污染和内部生物膜的形成,以保证储存过程中的纯水质量能够满足实验对电阻率、TOC和细菌含量的需求。


01

空气过滤器的组成和作用

在纯水储存系统的外部污染中,排气口是主要的污染源,空气过滤器能有效降低空气中污染物的进入,维持水质稳定。

1

颗粒和微生物截留

滤膜必须有较低的压降才能让储水系统进行正常的注水和排水,为此我们采用了0.65微米疏水Durapore®滤膜,它具有良好的颗粒和细菌截留率。

2

挥发性有机物截留

通过图1中的实验台装置测试了不同的活性炭对挥发性有机物的截留能力。

3

降低二氧化碳的溶入

二氧化碳溶解于水中形成碳酸,电离后形成碳酸盐、氢离子,导致纯水的离子含量升高。苏打能够吸附自身重量25%-35%的二氧化碳。


图1-空气过滤器对挥发性有机物截留能力测试装置



空气过滤器对挥发有机物截留能力测试

02

实验比较了三种不同活性炭填料对丙酮和甲苯的截留能力。

如图2所示,活性炭C对丙酮的截留能力约是活性炭A的两倍,活性炭B的三倍;对于甲苯,对应的倍数为1.5和2.5。因此,活性炭C被选作空气过滤器的填充材料会有最佳的截留效率。

图2-不同活性炭选择对丙酮和甲苯的截留能力测试

03

空气过滤器对TOC控制的作用

空气过滤器的有效性测试是将其安装在30L储水系统进行的。试验结果与无活性炭空气滤膜进行比较,模拟一个普通工作8小时实验室用水情况,安装在储水系统出口端的泵按照设定的程序自动清空储水系统30分钟,出口端的TOC仪监控总有机碳的含量。为了稳定导入污染空气,排气口与一个含有甲苯蒸汽的30L储水系统连接,该瓶中的挥发性有机物的TOC高达7050ppm。

表1显示了空气过滤器有/无活性炭的储水系统中TOC水平。从数据中可以看出,达到平衡后,无活性炭的空气过滤器比有活性炭的空气过滤器的储水系统中的TOC含量高60-100倍。

表1-空气过滤器中活性炭对TOC的影响


储存的纯水,水质究竟会如何变化?

04

一个60L的储水系统与Elix 10 纯水机相连接,进水和储水由Elix系统自动控制,配置Milli-Q®专用过滤器。实验前,连续两次注满、排空储水系统,以降低原有污染物的影响。分别用电导率仪和TOC仪器,监控储水系统的进水和储水的电导率和TOC。

监控结果如图3所示,在进水电导率、TOC稳定的情况下,经过10000L的制水、储存和取水后,纯水仍然能基本稳定在电阻率≥10 MΩ·cm@25℃和TOC≤50ppb的水平,水质比较稳定。


图3-储水系统纯水电导率和TOC监控结果


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