超纯水的制备国内外有很多仪器，我们通过下面超纯水制备的流程，来了解各组件在纯水制备中的作用。下面的流程可以从自来水制取一级水，如果制取三级水可以免去部分流程。

1．预过滤

第一级PP棉过滤器：用聚丙烯树脂为原料制成纤维，经纤维自身的缠绕黏结而成，属梯度深层过滤，具有高孔隙率、高截留率、大纳污量、大流量、低压降的特点。孔径5um，除去尘土、铁锈、砂砾等大于5um的物质。

第二级活性炭过滤器：预过滤，有颗粒活性炭、烧结活性炭滤芯(CTO)，又称炭棒滤芯、压缩活性炭滤芯等。烧结活性炭滤芯兼有吸附和过滤(平均孔径3～20um)两种功能，但其过滤功能低于pp熔喷滤芯，吸附功能低于颗粒活性炭滤芯。后置抑菌活性炭，避免压力储水桶内纯水二次污染。

活性炭可去除水中的臭味、色度、余氯、胶体、有机物(合成洗涤剂、农药、除草剂、合成染料、三卤甲烷、卤乙酸、内分泌干扰物如邻苯二甲酸酯PAES等)、重金属(如汞、银、镉、铬、铅等)、放射性物质等。为防止活性炭吸附的有机物使细菌等微生物繁殖，后面的流程需要UV灯杀菌。

活性炭过滤器起到保护离子交换柱床和反渗透组件的作用。

第三级PP棉过滤器：孔径1um，除去由于活性炭脱落产生的细小颗粒物质等。

2.RO(反渗透装置)

反渗透是一种膜分离技术。反渗透膜能够在外加压力作用下，使水溶液中的水分子和某些组分选择性透过，从而达到淡化、净化或浓缩分离的目的。

反渗透分离物质的粒径在0.001～0.01um，一般为相对分子质量小于500的低分子。反渗透作为预脱盐的主要工序，它的脱盐率在95％以上，可减轻离子交换树脂的负荷，反渗透能有效地去除细菌等微生物及铁、锰、硅等无机物，因而可减轻这些杂质引起的离子交换树脂的污染。

反渗透净水机可以自动稳定地运行，滤芯组件的反渗透膜使用寿命可达3年。但是它的原水回收率只有50％～75％。

3.EDI(连续电去离子)

EDI是在电渗析器的淡化室中填充离子交换树脂，借助外直流电场的作用使离子选择性迁移、深度除盐、树脂电化学再生三个过程相伴发生，相当于连续获得再生的混床离子交换柱，脱盐率大于99.9％，可以获得2级分析实验室用水。

电渗析是一种固膜分离技术。电渗析纯化水是除去原水中的电解质，故又称电渗析脱盐。它利用离子交换膜的选择性透过性，即阳离子交换膜(简称阳膜)仅允许阳离子透过，阴离子交换膜(简称阴膜)仅允许阴离子透过，在外加直流电场作用下，使一部分水中的离子透过离子交换膜迁移到另一部分水中，造成一部分水淡化，另一部分水浓缩。收集淡水即为所需的纯化水。其工作原理见图3-1。

图3-1电渗析器工作原理

阴-阴膜；阳-阳膜；1-淡水室；2-浓水室

4.紫外照射

UV照射用于杀菌，254nm附近紫外线的杀菌能力强，185nm的紫外线能将许多有机化合物的化学键断裂，组合使用185nm与254nm的紫外线，能有效杀菌及氧化分解有机物。由于有机物质的分解与阴离子的生成，会影响电导率，因此在紫外线照射的后段程序中，应使用离子交换树脂等程序来去除水中离子。

5．离子交换

离子交换树脂是一种不溶于水的高分子离子交换剂，当水通过离子交换树脂时，水中的杂质阳离子和阴离子交换到离子交换树脂上，相同电荷的离子等量地释放到水中，达到纯化水的目的。

氢型阳离子交换树脂和氢氧型阴离子交换树脂能分别除去水中的阳离子杂质和阴离子杂质，交换下来的H＋和OH-结合成为水。当树脂失效后，可以用酸和碱溶液再生，树脂能较长时期反复使用。

离子交换法制备纯水的优点是造价低，出水的电解质含量很低，电导率低，其局限是不能除去非电解质的胶态物质和有机物。

随着反渗透、EDI等工艺的应用，离子交换制取纯水的操作复杂、不易实现自动化、需要酸碱再生等缺点显现，因此离子交换装置更有应用价值的是其混合床用在反渗透等水处理工艺之后制取超纯水、高纯水。在小型化验室，用反渗透净水机的出水，连接混合床离子交换柱，可以制取三级水。

超纯水配套树脂是已再生预混好的、可直接使用的混床专用离子交换树脂(超纯混床树脂、抛光树脂、核子级树脂)，均为一次性使用的产品。

6．超滤和微孔过滤

超滤(UF)膜的孔径小于100nm，一般不以孔径尺寸，而是以被分离物质所具有的分子量(截留分子量，molecular weight cut-off,MWCO)来表示其分离特性。UF膜根据分子的大小来捕捉污染物质，大于截留分子量的分子可以被捕捉，而小于截留分子量的小分子则与滤液一同透过。选择合适的截留分子量的UF膜，可以使水中离子类的小分子通过而达到去除内毒素、RNA分解酶等大分子及悬浮胶状物质的目的。

微孔滤膜具有较整齐、均匀的多孔结构，小于膜孔的粒子通过滤膜，大于膜孔的粒子阻拦在膜上。作为超纯水的终端过滤器，0.22um滤膜可去除颗粒物与细菌。还有多种不同应用要求的终端过滤器可供选择。