由于水源中含有各种大小杂质,因此,无论是家中饮用的清水,还是实验室里要求的纯水,都源于同一个需求:去除水源中纷繁复杂的杂质。在这一过程中,各种水纯化技术各显其能,而RO反渗透技术凭借其独特的过滤原理,在家庭与科研场景中得到了广泛应用。
生活中的渗透现象
要理解“反渗透”,不妨先从生活中熟悉的“渗透”现象说起。例如,用盐水腌制萝卜,萝卜中的水分便会渗入盐水中,使萝卜变得爽脆——这正是渗透原理的直观体现。
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所谓渗透,本质上是由渗透压差驱动的水分子运动。通常情况下,溶液浓度越高,其渗透压就越大。为了平衡两侧的压力,水分子会自然地从低浓度一侧向高浓度一侧迁移,直至两边渗透压达到动态平衡。
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这也解释了为什么用盐水腌制萝卜时,萝卜中的水分会不断渗出——盐水浓度越高,渗透压越大,从萝卜中“吸引”出的水分也就越多。
反方向的水
反渗透技术的实现,同样依赖于半透膜两侧的压力差。但其核心区别在于:在反渗透过程中,水分子的运动方向与自然渗透恰恰相反。
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如图所示,RO反渗透技术对原水中常见的离子、有机物、颗粒物、胶体、细菌和病毒等多种污染物均表现出优异的截留能力,其去除率通常可达到95%以上。
反渗透技术的核心在于施加高于自然渗透压的外力。在此压力驱动下,水分子得以反向穿过半透膜的微孔,从而实现高效的过滤——水中的无机物、有机物、细菌及颗粒物等杂质均被半透膜有效截留。凭借其强大的污染物去除能力,反渗透净水系统已成为众多家庭的选择。
典型的厨下式净水器通常需要连接电源与下水管道,这往往就是一套反渗透净水系统。其运行依赖电动泵提供足够的反渗透压力,并在制取纯水的同时产生一定比例的废水。
实验室中的反渗透系统
除了广泛用于家庭场景,反渗透系统在实验室纯水制备工艺中也扮演着至关重要的角色。几乎所有的实验室纯水系统都依赖RO反渗透技术对自来水进行初步纯化,这得益于该技术区别于其他纯化方法的显著优势。
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因此,反渗透技术是初步纯化阶段极为理想的组件。在实验室环境中,常说的“三级水”、“反渗透水”或“RO水”,指的都是经由RO反渗透技术过滤所获得的基础纯水。
纯水的应用
因此,反渗透技术是初步纯化阶段极为理想的组件。在实验室环境中,常说的“三级水”、“反渗透水”或“RO水”,指的都是经由RO反渗透技术过滤所获得的基础纯水。
赛多利斯实验室纯水系统采用RO反渗透技术,具有各种离子保留率,可生产三级纯水,适用于常规实验室多种应用,包括缓冲液配制、培养基制备、器皿冲洗、酶联免疫吸附试验、电泳及光度分析等。此外,该系统还可为超纯水系统提供进水。
不同应用场景对水质纯度有着阶梯式的要求:
常规实验用水(如清洗、水浴)通常使用三级纯水,其主要用途是防止设备结垢与管路堵塞,所以需要去除水中的大部分污染物、降低水的硬度。
一般实验应用对水质的要求高于三级水,需要用二级纯水,除了去除显著污染物,还需深度脱除水中的相关离子,以最大限度减少离子对实验过程的干扰。
分析实验(如HPLC等痕量分析)则要求使用一级超纯水,必须彻底去除痕量离子、痕量有机物及颗粒物,以确保分析的高精度与结果再现性。
生命科学类的实验对水质纯净度的要求最为严苛,需要在一级超纯水的基础上,进一步去除实验所敏感的特定杂质,如微生物、内毒素、核酸酶等生物负载。
赛多利斯Arium Advance RO台式纯水系统 可提供优质的三级/反渗透水、易于使用、节省时间、创新的iJust 软件优化用水和资源利用。适用于常规实验室应用(缓冲液配制、培养基制备、器皿冲洗、酶联免疫吸附试验、电泳、光度分析)
总结
RO反渗透技术能够高效制备出基础的三级纯水,即通常所说的RO水。而更高纯度的二级纯水、一级超纯水乃至超一级水,则是在此基础上,于纯化设备下游逐步增加其他精制组件,通过多级工艺逐级去除残余杂质来实现的。依托这项技术,最终获得的实验室纯水其杂质去除率可达95%至98%。
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