一 水的分类

在不同的场合，水有不同的种类区别，其水质亦有明显的差别。

1、地下水与地表水

地下水——有机物和微生物污染较少，而钙镁等离子则溶解较多，硬度较高易结水垢；有时铁/锰/氟离子超标，不能满足生产生活用水需求。

地表水——较地下水有机物和微生物污染较多，如果该地属石灰岩地区，其地表水往往也有较大的硬度，如四川的德阳、绵阳、广元、阿坝等地区。

2、硬水与软水

硬水——水中钙镁等金属离子的总浓度称为硬度，硬水对锅炉等生产用水影响很大，应对其进行软化/脱盐处理。硬度大于200mg/L的通常就称之为硬水。

软水——即硬度较小的水。一般是指将水中的钙镁等离子的含量降低或去除到一定程度的水。

3、原水与净水

原水——通常是指水处理设备的进水，如常用的城市自来水(国际称为生活饮用水)/城郊地下水/野外地表水等，常以TDS值（水中溶解性总固体含量）检测其水质,中国城市自来水TDS值通常为100～400ppm。

净水——原水经过水处理设施处理后即称之为净水。

4、纯净水与蒸馏水

纯净水——原水经过反渗透和杀菌装置等成套水处理设施后，除去了原水中绝大部分无机盐离子、微生物和有机物杂质,可以直接生饮的纯水。

蒸馏水——以蒸馏方式制备的纯水，通常不用于饮用。

5、纯水和超纯水

纯  水——以反渗透、蒸馏、离子交换等方法制备的去离子水，其TDS值通常<5PPm,电导率通常<10μs/cm（电阻值>0.1MΩ.cm）。

超纯水——以离子交换、蒸馏、电除盐等方法将纯水进一步提纯去离子即得，其TDS值不可测，电导率通常<0.1μs/cm（电阻值>10MΩ.cm），其离子几乎完全去除。理论上最纯水电阻值为18.25 MΩ.cm。

6、纯化水和注射用水

纯化水——医药行业用纯水称之为纯化水，电导率通常要求<2μs/cm。

注射用水——纯化水经多效蒸馏/超滤法再次提纯去除热原后用以配制注射剂。

二 水中杂质

H₂O=H⁺+(OH)^-

在自然界中，单纯由H₂O分子构成的纯水是不存在的，水中通常含有以下各种杂质：

1、颗粒物质：水中不溶性的大于10μm的无机和有机杂质（其中大于40μm的肉眼可见），如自来水中常有的泥沙、金属氧化物或氢氧化物等。 

2、离子物质：指溶于水后解离为阴、阳离子的物质,水中阴、阳离子的总和称作水的含盐量。水中铁锰(Fe2+、Mn2+)含量超标(＞0.3mg/L)，应通过锰砂过滤器或曝气装置去除铁锰离子，否则将会对RO膜形成不可清除的沉积污堵。

3、胶    体：按大小，胶体是介于离子和颗粒物之间的物质，其尺寸在0.1μm～0.01μm，通常带有负电荷，易与有机物质结合。

4、有 机 物：物质可分为有机物和无机物两大类，碳氢类化合物属有机物，非碳氢类化合物为无机物。有机物通常可以燃烧，为构成生命的主要物质。天然有机物主要为水生生物产生的腐殖酸。近年来，工业废液、肥料、杀虫剂等人工合成有机物对水环境有很大污染。溶解于水中的有机物质，主要是多功能团芳香族类的大分子弱性有机酸，易吸附在RO膜滤层而导致RO膜性能的衰退。

5、气    体：O₂、CO₂、NH₃、N₂等部分气体可溶于水，在水中反应后生成某些酸根离子，影响成品水的水质。超纯水若敞放于空气中，水质即迅速下降。

6、微 生 物：细菌、病毒、孢子等，其尺寸为微米级。

7、热    原：纯水属极低营养环境之水体，但仍有少量细菌——革兰阴性类细菌——可以生存，其及诱导菌类进入人体血液，会导致发热，高烧甚至死亡，故称为热原（又称为内毒素）。注射用水和生物细胞类实验用水要求必须去除热源。

注：内毒素(Endotoxin)，又名脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS），主要是革兰氏阴性细菌（Gram-Negative Bacterial，GNB）合成的一种毒素，是细菌细胞壁的外部结构由O^2-特异性侧链、核心多糖、类脂A组成。其中核心多糖分为连接O-特异链的外核部分和连接类脂A的内核部分，内核部分含有庚糖的酮基^2-- 脱氧辛酸^3-（KDO）两种特殊的糖类分子，而KDO和类脂A具有毒性［1］。这些成分性质稳定，耐热、毒性较外毒素弱，对组织器官无选择性［2］。人们已逐渐认识到感染状态所致的全身炎性反应综合征（SIRS）以及进一步恶化发展成为多器官功能障碍综合征（MODS）使严重感染患者走向死亡的主要途径，而该恶性进展的关键启动因子即为内毒素［4］。内毒素可直接和一系列宿主炎性细胞如单核细胞、中性粘细胞、内质细胞相互作用，刺激其释放肿瘤坏死因子（TNF）和白介素1（IL-1）等细胞因子。当机体接受大量的内毒素刺激时，将触发强力的炎症反应，最终导致败血性休克［3］。

8、消 毒 剂：原水经自来水公司处理后，水中会留有次氯酸钠等消毒剂，余氯为强氧化物质对RO膜有相当的破坏作用，故要以活性炭单元滤除余氯。可以使RO膜产水量加大脱盐率降低。

三.纯水制备

电导率

电导率是表示水中溶解离子导电能力的指标。没有离子的理想纯水，不会产生电流。电导率用电导率仪测量，其单位为微西门子/厘米(μs/cm)。电导率也是测量水中离子浓度的简便方法，但不能精确反映离子种类。离子构成不同，电导值也不同；但电导的数值随离子浓度增加而增加。

TDS（溶解固体总量）仪是利用变换因子将电导率值转换为TDS值。在水质分析中，可用不同离子对应的不同转换系数或溶解固体总量（TDS）对应的单一转换系数，估算电导率的数值。可用二氧化碳的ppm浓度的平方根乘以0.6求得其电导率；硅离子对电导率变化不产生影响。RO高纯水最精确的电导率数值是在线测量的。否则，高纯水暴露于空气之中，将改变其二氧化碳含量。导致电导率降低。

1ppm=2us

脱盐率和透盐率

脱盐率――通过反渗透膜从系统进水中去除可溶性杂质浓度的百分比。

脱盐率＝（1－产水含盐量/进水含盐量）×100％

透盐率――进水中可溶性杂质透过膜的百分比.。

透盐率＝100％－脱盐率

回收率＝（产水量/进水流量）×100％

（1）反渗透法：

        RO（Reverse Osmosis）反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术.  当纯水和盐水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，上述现象就是水的反渗透（RO）处理的基本原理。

占地面积小，脱盐率高，原水利用率高。

  RO（Reverse Osmosis）反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术，源于美国二十世纪六十年代宇航科技的研究，后逐渐转化为民用，目前已广泛运用于科研、医药、食品、饮料、海水淡化等领域。 

　 　RO反渗透膜（材质为芳香族聚酰胺复合材料）孔径小至纳米级（1纳米=10^-9米），在一定的压力下，H₂O分子可以通过RO膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。 

　 　RO膜过滤后的纯水电导率 ≤5 μs/cm, 符合国家实验室三级用水标准。再经过原子级离子交换柱循环过滤，出水电阻率可以达到18.2M .cm，超过国家实验室一级用水标准（GB682—92）。