CN207671819U - 小型实验室用超纯水设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及纯水制备技术领域，特别公开了一种小型实验室用超纯水设备。该小型实验室用超纯水设备，包括自来水进水管，其特征在于：所述自来水进水管连通阳离子交换柱，阳离子交换柱通过软管将阴离子交换柱、活性炭柱和抛光树脂柱串联起来，抛光树脂柱的出水口上连接有纯水出水管；自来水进水管、纯水出水管和各软管上均安装有蠕动泵。本实用新型结构简单，使用方便，设计合理，应用灵活，能够实现自来水的超纯净化，满足试剂配置和培养基的要求，运行成本低，适于小型实验室安装使用。

Description

小型实验室用超纯水设备

（一）技术领域

本实用新型涉及纯水制备技术领域，特别涉及一种小型实验室用超纯水设备。

（二）背景技术

水在人们生活中是不可或缺的重要部分，也是实验室最常用的试剂之一，在实验室日常实验中的地位举足轻重。在天然水中常见的一般含有5种杂质：①电解质，也就是带电粒子，常见的阳离子有Na^＋、H^＋、K^＋、Mg^2＋、NH₄ ^＋、Ca^2＋、Fe^3＋、Cu²⁺、Al^3＋、Mn²⁺等；阴离子有Cl^-、F^-、NO₃ ^-、SO₄ ^2-、HCO₃ ^-、H₂PO₄ ^-、HSiO₃ ^-、PO₄ ^3-等；②有机物质，如：农药、有机酸、烃类、酯类和醇类等；③溶解气体，包括：N₂、O₂、CO₂、Cl₂、H₂S、CO、CH₄等；④微生物，如细菌、藻类等；⑤颗粒物，如石砂、泥土等。所谓水的纯化，就是在纯化过程中去掉水中的这些杂质，杂质去除的越彻底水的纯度越高，电导率也就越低。

超纯水的制作工艺一般包括预处理、脱盐、后处理三个过程。其中后处理工序是关键部分，而其中的“精制混床”(抛光混床树脂)装置起了关键作用。精制混床其主体核心是混合型离子交换树脂，其主要作用是精脱盐和去除经UV紫外线分解有机物时的产物降低TOC。

离子交换法一直是实验室制备超纯水常用方法之一。离子交换法在制备超纯水的过程中的基本原理是：当自来水在经过阳离子交换柱及阴离子交换柱时从自来水中把阳离子和阴离子交换出来的，在经过活性炭柱把有机质和异味等去除在经过抛光树脂柱对水进一步纯化提高水的品质。这种方法在水的纯化过程中较为简单，花费也比较少，是实验室常用的方法。实验室超纯水设备的具体工作流程可表示为：自来水首先通过的是阳离子交换柱，交换水中的阳离子；再通过阴离子交换柱，把水中的阴离子交换出来；然后再通过一个活性炭柱，把水中的有机物、色素、异味等杂质去除掉；最后通过抛光混床树脂柱，进一步对水进行提纯和纯化。

在实验室用纯化设备研究方面比较好的就数Millipore公司推出的Milli-Q-Integral实验室用水纯化系统，纯水是实验室最常用的试剂之一，实验数据的准确性将受到纯水的纯度高低的影响。该设备采用了独有的EDI－连续电流去离子技术与反渗透模板相结合。EDI就是一种将离子交换膜技术、离子电迁移技术和离子交换技术相结合的纯水制造工艺。其工作原理是将电渗析与离子交换技术相结合，水中带电粒子在两端电极高压的作用下从而产生定向移动，与离子交换树脂和选择性树脂膜配合来加速离子移动去除的速率，从而达到对水纯化的目的。

实验室超纯水的用量很大，在实验室中超纯水设备是必不可少的，现在已研制出许多超纯水设备，要么成本很高，要么使用寿命有一定的限制，在超纯水方面需要大量资金。在实验预算中水也占去一定的比重，所以必须自己设计组装自制超纯水设备，节约实验经费，在此方面的研究是十分必要和迫切的在实验过程中必须注意实验成本跟使用寿命这两点。综上所述，关于超纯水的研究是有广阔前景及深远意义的研究。

（三）发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构简单、使用方便、生产成本低的小型实验室用超纯水设备。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种小型实验室用超纯水设备，包括自来水进水管，其特征在于：所述自来水进水管连通阳离子交换柱，阳离子交换柱通过软管将阴离子交换柱、活性炭柱和抛光树脂柱串联起来，抛光树脂柱的出水口上连接有纯水出水管；自来水进水管、纯水出水管和各软管上均安装有蠕动泵。

本实用新型的组装比较简单、方便，将阳离子交换柱、阴离子交换柱、活性炭柱及抛光树脂柱用蠕动泵串联起来，用抛光树脂柱作为超纯水处理系统的末端，来保证系统除水水质能够满足用水标准，这与原装置用活性炭柱作为处理系统的末端，无法确保离子去除是否彻底与出水水质是否合格相比，具备本质的区别。

本实用新型的更优技术方案为：

所述阳离子交换柱、阴离子交换柱和抛光树脂柱内分别填装732钠型阳离子树脂、717氯型阴离子树脂和抛光树脂，形成树脂层，树脂层上设置有包裹有纱布的铁丝网，通过铁丝网对树脂起到固定作用，以防树脂悬浮。

所述阳离子交换柱、阴离子交换柱、活性炭柱和抛光树脂柱上均设置有橡胶塞，橡胶塞上设置有通气孔，用于保持树脂柱内气压平衡，一面树脂柱内产生气泡。

所述蠕动泵的流量一致，保持出水速度和进水速度一样，从而使压力保持一致。

所述活性炭柱的出水口上安装有反渗透装置，用于过滤出水口除水中多余的氯离子。

本实用新型设备的流程为：自来水→蠕动泵→阳离子交换柱→蠕动泵→阴离子交换柱→蠕动泵→活性炭柱→蠕动泵→抛光树脂柱；对采用该设备制备出的超纯水进行水质分析，得出超纯水电导率为1.97µs/cm，pH值为6.73，活菌数为0，Cl^-含量为16.50mg/L。与原装置所得超纯水水质电导率为0.95×10²µs/cm，pH值为6.93，活菌数为6个/mL，Cl^-含量为16.63mg/L相比，电导率与活菌数比原装置所生产的超纯水水质有明显提高，除氯离子含量较高外，其他指标均显示在自制超纯水符合国家标准，电导率比蒸馏水低完全满足配置试剂及培养基的要求。

本实用新型结构简单，使用方便，设计合理，应用灵活，能够实现自来水的超纯净化，满足试剂配置和培养基的要求，运行成本低，适于小型实验室安装使用。

（四）附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为原净化装置的结构示意图。

图中，1自来水进水管，2阳离子交换柱，3阴离子交换柱，4活性炭柱，5抛光树脂柱，6软管，7纯水出水管，8蠕动泵，9锥形瓶。

（五）具体实施方式

附图为本实用新型的一种具体实施例。该实施例包括自来水进水管1，所述自来水进水管1连通阳离子交换柱2，阳离子交换柱2通过软管6将阴离子交换柱3、活性炭柱4和抛光树脂柱5串联起来，抛光树脂柱5的出水口上连接有纯水出水管7；自来水进水管1、纯水出水管7和各软管6上均安装有蠕动泵8。

所述阳离子交换柱2、阴离子交换柱3和抛光树脂柱5内分别填装732钠型阳离子树脂、717氯型阴离子树脂和抛光树脂，形成树脂层，树脂层上设置有包裹有纱布的铁丝网；所述阳离子交换柱2、阴离子交换柱3、活性炭柱4和抛光树脂柱5上均设置有橡胶塞，橡胶塞上设置有通气孔；所述蠕动泵8的流量一致；所述活性炭柱6的出水口上安装有反渗透装置。

如附图2所示，原净化装置经阳离子交换树脂、阴离子交换只是和活性炭后，得到的超纯水电导率偏高，氯离子浓度偏高，本实用新型在活性炭柱4后边加一抛光树脂柱5，来对水中离子进行近一步交换，从而保证水中离子浓度尽量降低，来维持出水能够到实验室用水标准。

本实用新型的设计原理是：当自来水通过阳离子交换柱2时，通过与阳离子交换树脂交换阳离子；当通过阴离子树脂柱3时与水交换阴离子；然后通过一个活性炭柱4，过滤掉水中的色素、有机物、异味等杂质，最后通过抛光树脂柱5，对水进行进一步纯化，保证其电导率符合超纯水的标准。这样自来水通过层层过滤纯化，水质变得非常纯净，基本符合实验室用超纯水的要求。

Claims (5)

1.一种小型实验室用超纯水设备，包括自来水进水管（1），其特征在于：所述自来水进水管（1）连通阳离子交换柱（2），阳离子交换柱（2）通过软管（6）将阴离子交换柱（3）、活性炭柱（4）和抛光树脂柱（5）串联起来，抛光树脂柱（5）的出水口上连接有纯水出水管（7）；自来水进水管（1）、纯水出水管（7）和各软管（6）上均安装有蠕动泵（8）。

2.根据权利要求1所述的小型实验室用超纯水设备，其特征在于：所述阳离子交换柱（2）、阴离子交换柱（3）和抛光树脂柱（5）内分别填装732钠型阳离子树脂、717氯型阴离子树脂和抛光树脂，形成树脂层，树脂层上设置有包裹有纱布的铁丝网。

3.根据权利要求1所述的小型实验室用超纯水设备，其特征在于：所述阳离子交换柱（2）、阴离子交换柱（3）、活性炭柱（4）和抛光树脂柱（5）上均设置有橡胶塞，橡胶塞上设置有通气孔。

4.根据权利要求1所述的小型实验室用超纯水设备，其特征在于：所述蠕动泵（8）的流量一致。

5.根据权利要求1所述的小型实验室用超纯水设备，其特征在于：所述活性炭柱的出水口上安装有反渗透装置。