由于水源中含有各種大小雜質(zhì),因此,不論在生活中為了喝到干凈的、健康的水,或者是實(shí)驗(yàn)室中需要使用純凈的水,我們會(huì)使用各種水純化組件。而其中RO反滲透技術(shù),在生活中和實(shí)驗(yàn)室中都有著廣泛的應(yīng)用,它的特別之處,在于它的過(guò)濾方式。
生活中的滲透現(xiàn)象
說(shuō)反滲透技術(shù)之前,我們一定聽(tīng)過(guò)或者見(jiàn)過(guò)滲透現(xiàn)象。
愛(ài)做飯的朋友,應(yīng)當(dāng)深諳滲透原理。用鹽水腌蘿卜,可以去除掉蘿卜中的水分,讓蘿卜變得更脆爽。
所謂的滲透原理,其實(shí)就是兩邊滲透壓的不同,一般情況下,濃度越高的液體,滲透壓就越大,那么水分就會(huì)從濃度高的地方,流向濃度低的地方,從而讓兩邊的滲透壓逐漸達(dá)到平衡。
這也就是為什么高濃度鹽水,能夠滲透掉蘿卜中的水分,并且鹽濃度越高,滲透出的水分也越多。
反方向的水
而反滲透技術(shù),也是通過(guò)主要半透膜兩邊的壓力差形成的。區(qū)別在于,在反滲透技術(shù)中,溶劑的運(yùn)動(dòng)方向是相反的。
也就是說(shuō),當(dāng)壓力高于自然滲透壓時(shí),是水分子就能通過(guò)膜孔,從而達(dá)到過(guò)濾水中雜質(zhì)的效果,像水中的無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、細(xì)菌和顆粒等等,被半透膜過(guò)濾掉了。因?yàn)榉礉B透去除污染物的效果很強(qiáng),很多家庭的凈水器都使用了反滲透凈水系統(tǒng)。
比如需要連接電源和下水口的廚下凈水器,就有很大可能是反滲透凈水系統(tǒng)。原因是需要有電動(dòng)泵,為系統(tǒng)提供反滲透壓力,并且系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)水廢水。
實(shí)驗(yàn)室中的反滲透系統(tǒng)
除了家用的反滲透系統(tǒng),在實(shí)驗(yàn)室純水制備工藝中,反滲透也有著非常廣泛的應(yīng)用。幾乎所有的實(shí)驗(yàn)室純水系統(tǒng)中,都需要利用反滲透技術(shù),對(duì)自來(lái)水進(jìn)行初步純化。這正是因?yàn)榉礉B透技術(shù)有異于其它純化技術(shù)顯著優(yōu)勢(shì)。
從下圖我們可以看到,RO反滲透技術(shù)對(duì)于源水中常見(jiàn)的離子、有機(jī)物、顆粒物、膠體、細(xì)菌和病毒等污染物,都有比較好的去除效果,并且去除率能到到95%以上。
因此反滲透技術(shù)非常適合作為初步純化的組件。在實(shí)驗(yàn)室中常見(jiàn)的“三級(jí)水”、“反滲透水”、“RO水”指的就都是經(jīng)過(guò)RO反滲透技術(shù)過(guò)濾過(guò)的純水啦。
純水的應(yīng)用
以常規(guī)供水應(yīng)用為例,一般屬于三級(jí)純水,只需要去除大部分的各種不同類別的污染物,降低硬度,避免設(shè)備結(jié)垢、管路堵塞即可。
一般實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的要求,則在三級(jí)純水之上,不僅要去除明顯的污染物,還需要再去除水中含有的相關(guān)離子,以減少離子對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。
針對(duì)關(guān)鍵的分析應(yīng)用,對(duì)水質(zhì)的要求更高,需要一級(jí)超純水。像比較常見(jiàn)的HPLC等痕量分析實(shí)驗(yàn),必須去除痕量離子、痕量有機(jī)物、顆粒物,以提高痕量分析精度和再現(xiàn)性。
而生命科學(xué)相關(guān)的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn),要求比一級(jí)超純水的要求還要高,需要進(jìn)一步去除所敏感的雜質(zhì),比如微生物、內(nèi)毒素、核酸酶等生物負(fù)載。
總結(jié)
RO反滲透技術(shù),能夠非常容易就制備出三級(jí)純水,也就是我們常說(shuō)的RO水。而諸如二級(jí)純水和一級(jí)超純水,甚至是超一級(jí)水,都是在純化設(shè)備下游增加另外的純化組件,一步一步去除雜質(zhì)后提取出來(lái)的。通過(guò)這樣一項(xiàng)技術(shù)獲得的純水,最終雜質(zhì)去除率能夠高達(dá)95%~98%左右。
賽多利斯反滲透水系統(tǒng)解決方案