純水作為實驗室用量最多的溶劑被廣泛應(yīng)用于科研、檢測、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域。天然水中含有許多污染物質(zhì)，普通的過濾、蒸餾等方法得到的水并不是真正意義上的純水，對實驗結(jié)果會產(chǎn)生很大的影響，不能滿足實驗要求。現(xiàn)階段，只有借助純水器制取的純水才能滿足實驗要求，因此，純水器是非常重要和常見的通用儀器設(shè)備之一。
天然水中常見的污染物主要有固體溶解釋放的離子、溶解的有機(jī)物、顆粒物、微生物、熱源物質(zhì)、生物大分子和可溶性氣體等。分析檢測實驗室用水遵循的標(biāo)準(zhǔn)主要有國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO 3696-1995)、國家分析實驗室純水標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 6682-2008)和美國材料試驗協(xié)會(ASTM D1191-2006)等。此外USP(美國藥典)、EP(歐洲藥典)、CLSI(臨床實驗室標(biāo)準(zhǔn)委員會)、CAP(美國藥理學(xué)會)等都對實驗室用水提出了要求。表1為我國制定的分析實驗室用水標(biāo)準(zhǔn)。
注1：由于在一級水、二級水的純度下，難于測定其真實的pH值，因此，對于一級水、二級水的pH值范圍不做規(guī)定。
注2：由于在一級水的純度下，難于測定可氧化物質(zhì)和蒸發(fā)殘渣，對其限量不做規(guī)定?？捎闷渌麠l件和制備方法來保證一級水的質(zhì)量。
目前，沒有一種技術(shù)能將水中所有的污染物完全除去，但是可以通過多種方法聯(lián)合使用，使水中的污染物質(zhì)盡可能的減少。一級純水的制備過程需要經(jīng)過吸附、膜過濾、去離子、消毒和超濾五個步驟。二級純水和三級純水只需要經(jīng)過前四步即可制得，與一級純水的制備過程相比，二級純水和三級純水的去離子過程相對簡單一些。本網(wǎng)對純水器市場調(diào)查的結(jié)果顯示，一級純水器的使用率最高，約占59%以上，因此，本文以一級純水的制備過程為例，對近期純水器的技術(shù)進(jìn)展進(jìn)行簡要介紹。
吸附過程主要是經(jīng)過帶催化劑的活性炭預(yù)處理柱，該過程可有效吸附顆粒物，微生物，部分有機(jī)物及氯氣等雜質(zhì)。
膜過濾過程目前采用兩類膜過濾器，一種是孔徑約為5微米的膜過濾器，主要用于預(yù)處理，過濾水中泥沙和顆粒物等，用于保護(hù)機(jī)器。另一種是孔徑約為0.2微米的精密過濾器，主要過濾水中的細(xì)菌。
去離子過程主要有反滲透法(RO)、電化學(xué)去離子法(EDI)和離子交換法。如果在去離子過程中只用反滲透法(RO)，得到的是三級純水。目前，市面上大多數(shù)的純水器采用此方法制備三級純水。而EDI技術(shù)的出現(xiàn)，成為水處理技術(shù)的一場革命。
EDI技術(shù)是將電滲析技術(shù)和離子交換技術(shù)相融合，通過陰、陽離子交換膜對陰、陽離子的選擇性透過作用與離子交換樹脂對離子的交換作用，在直流電場的作用下實現(xiàn)離子的定向遷移，從而完成水的深度除鹽。該技術(shù)具有操作簡便、環(huán)保等優(yōu)點，是純水制備技術(shù)的綠色革命。在去離子過程中，應(yīng)用反滲透技術(shù)和EDI技術(shù)聯(lián)合制備的純水是二級純水。
根據(jù)近幾年發(fā)布的純水器新產(chǎn)品，純水器技術(shù)進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面：一、純化過濾技術(shù)，純水器的核心技術(shù);二、實時監(jiān)測技術(shù)，如內(nèi)置TOC 檢測儀、高精度在線電阻率儀和濾芯識別技術(shù);三、開發(fā)智能軟件，例如緊急備份功能和假期自動維護(hù)功能;四、外觀設(shè)計，觸摸功能顯示屏，小型化;五、防止二次污染無水箱技術(shù);六、取水方式多樣，手動取水、自動定量取水和腳踏取水等。
例如ELGA推出的PURELAB Chorus系列純水產(chǎn)品、和泰推出的Edi-Q去離子純水機(jī)等就是采用了EDI技術(shù)制備純水。
PURELAB Chorus 2 是PURELAB Chorus系列純水產(chǎn)品之一，出水水質(zhì)為二級純水。PURELAB Chorus 2采用了Pulse(EDI)技術(shù)進(jìn)行去離子，同時采用濾芯識別CID技術(shù)記錄和跟蹤每個純化柱的信息。
和泰推出的Edi-Q去離子純水機(jī)采用的是lonpure EDI技術(shù)，融合預(yù)處理純化柱及反滲透模塊，無需添加軟化劑、化學(xué)再生或更換DI柱即可穩(wěn)定獲得二級純水，降低了運行成本，減少廢水的排放。
經(jīng)過反滲透和EDI等去離子技術(shù)以后，出水水質(zhì)達(dá)到二級純水的標(biāo)準(zhǔn)，如果制備一級純水，也就是超純水，則需用離子交換技術(shù)將上述流出的二級純水進(jìn)行再次純化。離子交換技術(shù)是通過陰、陽離子交換樹脂對水中的各種陰、陽離子進(jìn)行置換的一種水處理工藝，也是目前非常有效的去除水中痕量離子的方法。例如賽多利斯推出的arium comfort系列純水產(chǎn)品。
arium comfort I 是arium comfort系列純水產(chǎn)品之一。arium comfort I 的純化柱中采用的是高效混合床離子交換樹脂，該種樹脂具有很高的離子交換能力，不必經(jīng)常更換耗材，可以降低使用成本。同時，采用創(chuàng)新的拋棄型袋式水箱系統(tǒng)，無需消毒，減少維護(hù)成本。
純水器或超純水器需要定期更換純化柱、超濾裝置等耗材，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和創(chuàng)新，延長耗材的使用壽命成為今后發(fā)展的一種趨勢。
默克密理博今年1月份推出的AFS E Large 水純化系統(tǒng)，采用的是先進(jìn)的Elix連續(xù)電流去離子技術(shù)，該技術(shù)不需更換樹脂純化柱，可以有效降低耗材成本。同時，采用E.R.ATM技術(shù)，能夠延長耗材壽命。為了移動方便，底部設(shè)有自動移動的靜音輪，可以任意移動，節(jié)省空間。
消毒過程采取紫外氧化的方法，目前普遍采用內(nèi)置單波長(254nm)紫外燈或雙波長(185nm/254nm)紫外燈。單波長紫外燈主要通過兩種機(jī)制來殺菌，一種機(jī)制是利用紫外線破壞細(xì)菌的蛋白質(zhì)，另一種是在紫外線作用下先產(chǎn)生臭氧，再利用臭氧殺死細(xì)菌。而雙波長紫外燈除了具有殺菌作用以外，更主要的作用是氧化水中的有機(jī)物，使水中的總有機(jī)碳(TOC)含量在2ppb以下。
超濾是一種加壓膜分離技術(shù)，即在一定的壓力下，使小分子溶質(zhì)和溶劑穿過一定孔徑的特制的薄膜，而使大分子溶質(zhì)不能透過，留在膜的一邊，從而使大分子物質(zhì)得到了部分的純化。目前，超純水器的超濾過程主要采用中空纖維純化柱去除水中的熱源、核酸酶、生物大分子等污染物。
隨著技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，純水器在外觀、取水方式、防止二次污染等技術(shù)上也有所創(chuàng)新。
控制面板普遍采用觸摸屏設(shè)計，操作方便。取水方式有手動取水、自動定量取水等方式，如果不方便手動取水，可采取將腳踏開關(guān)與取水器相連進(jìn)行腳踏取水。例如默克密理博推出的Milli-Q Integral 純水/ 超純水一體化系統(tǒng)就可以采用多種方式取水。
另外，大部分純水器或超純水器都在進(jìn)水和出水端配有電導(dǎo)率監(jiān)測裝置，實時監(jiān)控電導(dǎo)率。同時內(nèi)置TOC 儀在線監(jiān)測，實時監(jiān)測產(chǎn)水TOC 含量。例如樂楓推出的Direct-Pure Genie 超純水系統(tǒng)。
總體而言，純化技術(shù)上的創(chuàng)新才是真正意義上的創(chuàng)新，因為純化技術(shù)才是純水器的核心技術(shù)，只有掌握了先進(jìn)的純化技術(shù)，才能在未來純水器的市場上占有一席之地。
