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纯水

纯水是具有一定结构的液体,虽然它没有刚性,但它比气态水分子的排列有规则得多。在液态水中,水的分子并不是以单个分子形式存在,而是有若干个分子以氢键缔合形成水分子簇( H2O),因此水分子的取向和运动都将受到周围其他水分子的明显影响。对于水的结构还没有肯定的结构模型,目前被大多数接受的主要有3 种: 混合型、填隙式和连续结构(或均匀结构)模型。 [1]

纯水指的是不含杂质的H2O。从学术角度讲,纯水又名高纯水,是指化学纯度极高的水,其主要应用在生物、 化学化工、冶金、宇航、电力等领域,但其对水质纯度要求相当高,所以一般应用最普遍的还是电子工业。例如电力系统所用的纯水,要求各杂质含量低达到“微克/升”级。在纯水的制作中,水质标准所规定的各项指标应该根据电子(微电子)元器件(或材料)的生产工艺而定(如普遍认为造成电路性能破坏的颗粒物质的尺寸为其线宽的1/5-1/10),但由于微电子技术的复杂性和影响产品质量的因素繁多,至今尚无一份由工艺试验得到的适用于某种电路生产的完整的水质标准。随着电子级水标准的不断修订,而且高纯水分析领域的许多突破和发展,新的仪器和新分析方法的不断应用都为制纯水工艺的发展创造了条件。

纯水也是指经过纯水机(RO机)过滤的水。

纯水是指水中盐类(主要是溶于水的强电解质)除去或降低到一定程度的净水设备。1.0-10.0μS/cm,电阻率(25℃)0.1-1.0*10^6cm含盐量为1-5mg/L。

在我国桶装饮用水市场上,主要有纯净水、矿泉水、泉水和天然水、矿物质水等,由于矿泉水、泉水等受资源限制,而纯净水是利用自来水经过一定的生产流程进行生产,因此市场上老百姓饮用最多的还是纯净水,纯净水的质量和老百姓的生活有着密切的关系。为此,国家质量技术监督局于1998年4月发布了GB173233-1998《瓶装饮用纯净水》和GB17324-1998《瓶装饮用纯净水卫生标准》。在这两个标准中,共设有感观指标4项、理化指标4项、卫生指标11项。

感观指标包括色度、浊度、臭味、肉眼可见物。这几个指标是纯净水质量控制中最基本的指标,其制定的标准值参照了饮用水(即自来水)的标准,而大多厂家生产纯净水的水源是自来水,又经过粗滤、精滤和去离子净化的流程,因此,一般纯净水都能达到国家标准所要求的数值。

理化指标中较重要的是电导率和高锰酸钾消耗量。电导率是纯净水的特征性指标,反映的是纯净水的纯净程度以及生产工艺的控制好坏。由于生活饮用水不经过去离子纯化的过程,因此是不考察此项指标的。而对于纯净水来说“纯净”是其最基本的要求,金属元素和微生物过高,都会导致电导率偏高。所以,电导率越小的水越纯净。

高锰酸钾消耗量是指1L水中还原性物质在一定条件下被高锰酸钾氧化时所消耗的氧毫克数,它考察的主要是水中有机物尤其是氯化物的含量。GB17323-1998《瓶装饮用纯净水》中规定,饮用纯净水中高锰酸钾消耗量(以O2计)不得超过1.0mg/L。如果高锰酸钾消耗量偏高,有可能水中有微生物超标,也可能是一些厂家为防止微生物超标而增加消毒剂ClO2的量,从而产生一些新的有机卤代物,在这种情况下,一般游离氯也会超标。

卫生指标包括金属元素、有机物和微生物等几类。

金属元素指标在标准中规定了铅、砷、铜的含量,铅、砷要求不得超过0.1mg/L,其主要来源于受人类活动所影响的环境,包括土壤、河流的污染等等。铅、砷为有毒有害元素,铅可由呼吸道或消化道进入人体并蓄积在人体内,当血液中含铅量为0.6~0.8mg/L时就会损害内脏,而砷的化合物会引起中毒,因此,它们的含量应该越小越好,而铜在标准中规定不得超过1.0mg/L,虽然铜不是有害元素,但也不是多多益善的物质,对于纯净水来说,更是衡量其纯净程度的标志之一。

有机物指标在国标中主要体现为三氯甲烷(氯仿)和四氯化碳含量的规定。由于桶装纯净水的质量问题主要集中在微生物检测超标上,为了解决这一问题,不少厂家不是从生产工艺、质量管理入手,而是仅仅通过加大消毒剂的量来试图解决纯净水的微生物污染问题,常用的消毒剂多为含氯消毒剂如二氧化氯等。桶装纯净水由于加氯消毒可产生一些新的有机卤代物,主要成分是三氯甲烷(氯仿)和四氯化碳及少量的一氯甲烷、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷以及溴仿等,统称为卤代烷。经检测,经过加氯消毒的饮用水、自来水中卤代烷含量一般高于水源水。其中以三氯甲烷和四氯化碳含量较高,对人体存在一定危害,如果长期饮用氯仿和四氯化碳超标的纯净水,严重时会导致肝中毒甚至癌变。为了保护消费者的身体健康,在国标GB17324-1998中明确规定:饮用纯净水中三氯甲烷和四氯化碳的含量分别不得超过0.02mg/L、0.001mg/L。

微生物指标在国标中规定了菌落总数、大肠菌群、致病菌和霉菌、酵母菌4项。从近几年对纯净水检测的情况看,微生物指标是比较容易超标的指标之一。这是由于微生物污染体现在纯净水在生产加工、运输和销售过程等各个环节上。在生产加工中,工人不注意个人卫生,回收瓶的清洗、消毒不严格,甚至一些厂家为降低成本,回收瓶盖再次使用,由于回收瓶盖的变形,造成瓶口不密封都有可能引起微生物污染。微生物的超标反映出水的污染程度。其中大肠杆菌达到一定指标,会引起人体腹泻。致病菌包括沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌和乙型链球菌。沙门氏菌、志贺氏菌污染的水会引起急性肠道传染病,出现腹泻发热等症状;金黄色葡萄球菌产生的肠毒素会引起人体中毒,出现急性胃肠道症状,甚至危及生命;乙型链球菌则是造成人体化脓性炎症的主要病原菌;霉菌和酵母菌普遍分布于自然界,在食物中生长的霉菌在繁殖过程中吸取了食品的营养成分使食品的营养价值降低,并且散发异味,影响食品的感官,尤其是霉菌生长的过程中产生的毒素会引起人体慢性中毒,严重者会导致癌症。

国标卫生指标中还有一项重要指标为亚硝酸盐含量。亚硝酸盐主要来源于水源附近土壤中的硝酸盐,盐碱地、大量施用硝酸盐肥料以及缺钼的土壤中硝酸盐含量更高。在国标中规定亚硝酸盐不得超过0.002mg/L。

高纯水的国家标准为:GB1146.1-89至GB1146.11-89[168],目前我国高纯水的标准将电子级水分为五个级别:Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级,该标准是参照ASTM电子级标准而制定的。

高纯水的水质标准中所规定的各项指标的主要依据有:1.微电子工艺对水质的要求;2.制水工艺的水平;3.检测技术的现状。

在高纯水的生产过程中,水中的阴、阳离子可用电渗析法、反渗透法及离子交换树脂技术等去除;水中的颗粒一般可用超过滤、膜过滤等技术去除;水中的细菌,目前国内多采用加药或紫外灯照射或臭氧杀菌的方法去除;水中的TOC则一般用活性炭、反渗透处理。在高纯水应用的领域中,水的纯度直接关系到器件的性能、可靠性、阈值电压,导致低击穿,产生缺陷,还影响材料的少子寿命,因此高纯水要求具有相当高的纯度和精度。

天然水中溶解的气体主要有O2、CO2、SO2和少量的CH4、氡气、氯气等,在高纯水的生产过程中,还必需去除这类的气体。为了有效的去除杂质,在生产高纯水的过程中,加入了一些化学杀菌剂,如甲醛、双氧水、次氯酸钠等。这些都是为什么高纯水不能作为饮用水的原因之一。

那么什么为纯净水呢?所谓纯净水是指其水质清纯,不含任何杂质,由H2O一种单质构成。有效的避免了各类病菌入侵人体,其优点是能有效安全地给人体补充水份,具有很强的溶解度,因此与人体细胞亲合力很强,有促进新陈代谢的作用。

它是采用离子交换法、反渗透法、精微过滤及其他适当的物理加工方法进行深度处理后产生的水。一般情况下纯净水在生产过程中,源水只有50%-75%被利用,也就是说,1公斤自来水或地下水大约只能生产出0.4公斤左右的纯净水,而剩下的0.6公斤左右的水不能当作饮用水,只能另作它用。

反渗透机理模型

1.优先吸附细孔模型:弱点干态电镜下,没发现孔。湿态膜标本不是电镜的样品。

2.溶解扩散模型:不认为有孔。3.干闭湿开模型,上个世纪,1993年,邓宇等提出了“干闭湿开”反渗透模型,统一了两个最经典的反渗透机制模型,细孔模型,溶解扩散模型。干闭湿开模型简述:膜干时收缩,孔闭合,电镜下膜“致密无孔”,称“干闭”;湿态时,膜溶胀,孔被溶剂撑开,生成动态活膜孔,叫“湿开”。合起来称“干闭湿开反渗透模型”。

在我国,相关机构专门为此制定了一系列规定条文,并于1998年分别发布了GB17323-1998《瓶装饮用纯净水》标准和GB17324-1998《瓶装饮用纯净水卫生标准》,充分体现了国家对人民身体健康的重视和关心。

纯净水从净化的角度来说它比自来水,矿泉水都干净,但如果把他作为一种长期饮用水的话,对人体是没有好处的.过滤纯净水的逆渗透膜虽然去除了水中的细菌杂质,但也把水中的对人体有益的微量元素过滤掉了,.长期饮用会导人体的微量元素缺乏,引起少年儿童发育不良,引起老年人的各种微量元素缺乏症.

1 纯净水受微生物污染的因素 纯净水受微生物污染的因素是多方面的,但主要有三种因素。

1.1 企业不重视食品卫生工作,尽管制订了有关的操作规程和制度,但监督的力度不够,在生产过程中,各项规程和制度没有得到落实和实施,我们在调查中发现有的厂具有现代化的厂房、先进的国外生产机器和完善的空气净化以及消毒设备,但生产的纯净水有时检验结果菌落总数每毫升为零,有时检出几个甚至几十个,通过深入调查发现检出细菌的批号是停产两天后又开始生产时不按规定严格消毒造成的。存在这样的现象经常造成产品的质量不稳定。李红等〔1〕报道,水处理终端过滤器和灌装工人手是瓶装矿泉水生产过程中微生物的关键污染环节。在纯净水生产的流程中,各个环节都有可能污染微生物,关键取决于生产人员的卫生意识和各种操作规程的严格执行程度。

1.2 生产工艺不合理、设施不完善,也是造成微生物超标的主要因素之一。采用水源不同,生产不同类型的纯净水的工艺流程不同,一般原则是在达到纯化的前提下,流程越简单越好,流程越短越容易控制产品的卫生质量。纯净水的工艺流程基本为水源→过滤→纯化处理→臭氧混合消毒→灌装→检验→入库。这种工艺的优点是灌装纯净水中仍余留臭氧,如果从瓶或盖和灌装间的空气中带入少量的微生物也可达到杀灭的目的,保持产品无菌。我们曾了解到有些厂家设备不完善或在纯净水经过臭氧混合消毒后不直接灌装,而是通过贮水罐停留一定时间后再灌装,结果通过检验发现细菌的存在。许荣年等〔2〕报道,水灌装入瓶前停留0.5~2 h,臭氧大约过了2~8个衰期,水中臭氧浓度大为下降,即使处理水本身无菌,但在灌装入瓶时无法杀死因包装物或灌装间空气重新带入的残留细菌。从以上理论认为,这种工艺流程,瓶和盖及灌装间一定要保证无菌,否则产品中一定有微生物存在,但在实际工作中是很难做到的。

1.3 技术水平低、对各种设备的性能似懂非懂,也是导致微生物污染的又一因素。我们在现场调查中发现,某些厂家的技术人员对有效杀灭微生物的臭氧发生器和控制微生物的设施了解很肤浅,尽管安装上目前认为纯净水消毒效果最好的臭氧发生器和空气净化设备,但不能应用其有效的性能或在生产中发挥其最有效的作用,产品中经常检出微生物,采用臭氧处理纯净水的基本原理是臭氧与水混合,并使其最终在水中浓度达到0.5 mg/L以满足杀菌要求,根据此参数,企业应根据生产时实际的用量来推算臭氧发生器的应产臭氧量。另外,还必须考虑实际生产时设备的实际可操作产量,如长时间使用后设备性能下降,应适当调节,并通过有效的测定;臭氧与水混合是否完全,最终是否能达到杀菌要求的剂量以及能维持的时间等,是能否达到杀灭强度的最基本因素。

空气净化设备也是一样,一些厂家不能正确地使用和维修以保证净化设备的正常运转和最佳的净化效果。总认为安装上了空气净化设备,净化的空气就是无菌的,产品肯定会合格,也没有定期检测空气净化的程度,以上现象反映出技术人员的技术水平直接影响产品的卫生质量。2 控制微生物污染的措施 纯净水是一种特殊的产品,一旦受到少数微生物污染,就可能超标,甚至出现絮状沉淀等后果。因此,控制微生物污染是生产企业一项非常重要的工作。以上分析表明,控制纯净水微生物污染的措施应该是综合性的,不能过分强调某一方面,而忽视了其他方面,因为生产过程中任何一个环节受到污染,都会影响产品的质量。

2.1 加强自身卫生管理,强化食品卫生质量意识,指定一名领导负责卫生工作,设立专职卫生检验机构,加强对水源、包装物、灌装间空气和产品检测,制订从水源管理、杀菌、灌装、包装到个人卫生各环节的卫生管理制度,并指定专人监督实施,加强食品卫生知识的培训学习,重点掌握消毒方法和明确微生物容易污染关键环节。

2.2 根据水源的特点,合理、科学地设计生产流程,配备必要的水处理和生产设备,选择符合水消毒的灭菌系统。我国矿泉水和纯净水多使用紫外线、超滤和臭氧作为除菌和消毒杀菌设施。但多年的经验证明前两种可靠性差,是造成产品不合格的主要因素,而采用臭氧杀菌被认为是目前最好的方法。

2.3 定期加强对生产全程的管道,容器和过滤器等有关设施的清理和消毒,做好瓶、盖和灌装间的消毒工作。据了解多数厂家的管道和包装物的消毒采用二氧化氯(ClO2),该药物具有很强的氧化和消毒作用,但要加强对消毒药物的质量监控,保证其消毒效果。

本机预处理包括多介质过滤、活性碳过滤,彩不锈钢外壳,能够去除大颗粒杂质、悬浮物,提高RO膜进水指数,并有效的去除了原水的异味、余氯,提高水质的口感。主机采用进口高效低压复合膜,单支膜脱盐率99.6%,采用进口的高低压保护,使设备的故障率降低为零,出水指标完全达到国家纯净水标准。

快600-3000倍;臭氧是自然气体,取自于空气,消失于空气,常温下在空气中停留10-15分钟,即还原为氧气,在水中的半衰期只有20-25分钟,不留下残存物,无二次污染和副作用。因此,臭氧作为净化剂或氧化剂应用在工业和净水臭氧生器是强氧化剂,氧化能力比氯强 152%;它还是广普强杀菌剂,杀菌速度比氯制造业及仓库食品、物品防霉、保鲜效果特佳。据实践对比,臭氧在空气消毒方面杀菌速度快,尤于紫外线照射和化学药物熏蒸消毒。


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