三.制備超純水的方法
傳統的純水方法不能制備出超純水，化學意義上純水（液態的H2O）的理論電導率為18.3MΩ.cm。人們生產的純水是達不到理論值的，但18 MΩ.cm似乎
是可以達到的，對于這種水，有的稱為高純水，有的稱為超純水，目前還沒有系統的定義。也沒有劃分等級界限，從商業觀點看叫超純水似乎比高純水更好聽一些。筆者以為還是看電導率指標更準確一些。
現在制備超純水的方法是將各種純化水的新技術科學地結合起來，不僅能生產超純水，而且變得非常容易。目前市售的超純水器就是一個成功的例子。自來水進去超純水出來，非常方便。而且使用壽命也越來越長。
超純水器制備超純水的原理和步驟大體如下：
1.原水：可用自來水或普通蒸餾水或普通去離子水作原水。
2.機械過濾：通過砂芯濾板和纖維柱濾除機械雜質，如鐵銹和其他懸浮物等。
3.活性炭過濾：活性炭是廣譜吸附劑，可吸附氣體成分，如水中的余氯等；吸附細菌和某些過濾金屬等。氯氣能損害反滲透膜，因此應力求除盡。
4.反滲透膜過濾：可濾除95％以上的電解質和大分子化合物，包括膠體微粒和病毒等。出于絕大多數離子的去除，使離子交換柱的使用壽命大大延長。
5.紫外線消解：借助于短波（180nm-254 nm）紫外線照射分解水中的不易被活性炭吸附的小有機化合物，如甲醇、乙醇等，使其轉變成CO2和水，以降低TOC的指標。
6.離子交換單元：已知混合離子交換床是除去水中離子的決定性手段。借助于多級混合床獲得超純水也并不困難。但水的TOC指標主要來自樹脂床。因此高質量的離子交換樹脂就成為成功的關鍵。所謂高質量的樹脂，就是化學穩定性特別好，不分解，不含低聚物、單體和添加劑等的樹脂。所謂“核工業級樹脂”大概就屬于這一類樹脂。對樹脂的要求是質量越高越好。可惜國內很少有人在這方面下功夫，滿足于生產大路線。
7.0.2μm濾膜過濾，以除去水中的顆粒物道每毫升1個（小于0.2μm的口經過上述各步驟處理后生產出來的水就是超純水了。應能滿足各種儀器分析，高純分析，痕量分析等的要求，接近或達到電子級水的要求。
四.特殊的純水：
1.火力發電廠需要無硅的純水，而硅在水中常常以水合二氧化硅（SiO2·H2O）的形式存在，屬于非離子態，很難去掉。但是，水合二氧化硅也有微小的電離度，借助于加長離子交換床的長度，或在混合離子交換床中反復循環，仍然可以獲得無硅的超純水。用玻璃或石英蒸餾器是無法獲得無硅水的，因為容器含硅。
2.沒有熱源（即內毒素）的純水，注射針劑用水要求沒有熱源。以免引起過敏反應。目前除去熱源的最好的方法還是蒸餾法。也有除熱源的吸附柱子。
3.無氨的純水，制取方法有二，其一蒸餾法，在水中預先加入不揮發酸，可以固定銨鹽在原水中。其二是將純水再過一次陽離子交換床過慮。需要說明的是，陰離子交換樹脂有分解產生微量氨的可能，用混床去氨是不適合的。
4.無鐵的水，已知鐵是無處不在的，FeCl3的反對沸點僅為315℃，因此，很難用蒸餾法除去鐵離子。如在原水中加入一滴磷酸則可達到此目的。當然，有了超純水器也就不用這樣除鐵了。
五.從純水的電導率估算水中離子的濃度水平：
4
超純水的離子濃度極低，許多分析方法的靈敏度達不到。一般用戶更是缺乏特殊的檢測手段。有人[6]做過這方面的計算，可供參考：
表4.幾種電阻率不同的純水的離子計算濃度
濃度 μg/L
離子 | 18.2 MΩ | 18.0 MΩ | 17.5 MΩ | 15 MΩ |
Na+ | 0.8 | 1.3 | 1.8 | 1.6 |
Cl- | ＜0.1 | 0.15 | 0.5 | 2.1 |
Fe2+ | 2.0 | 2.4 | 2.0 | 5.4 |
Na++ Cl-+SO42- | ＜0.1 | 0.3 | 1.1 | 5.4 |
Na++ Cl- | ＜0.1 | 0.2 | 0.9 | 5.0 |
例如：電阻率為15 MΩ的水，其鈉、氯和硫酸根離子的總濃度為5.4μg/L，這樣的雜質水平，應能滿足各種痕量分析和高純分析的要求。不必心存疑慮。在這種情況下也不要去測PH值，因為即使全部離子都是H+，也無法改變1個PH單位。不要庸人自擾。除非是電導儀或PH計出了毛病，才會有異常數據出現。正如在實驗室用水的國家標準（GB6682-92）中指出的，對一、二級水不主張測量PH一樣，超純水就更難準確測量了。
市場上已有一些超純水器商品，現以上海賽鴿公司的產品為例，簡介如下：
上海賽鴿公司的SPW系列超純水器，分為基礎型和多用型兩種。技術指標比較先進，采用膜過濾與離子交換技術相結合，對水質進行在線自動檢測和控制，可長期穩定的獲得高質量的水。主要技術指標如下：
出水電阻率： 18.2兆歐/厘米
★總有機碳： TOC≤10ppb
★低熱源含量： ≤0.02Eu/ml
微雜質顆粒物： ﹙＜0.22μm﹚≤1/ml
微生物含量： ≤1cfu/ml
以普通自來水或蒸餾水為原水，可方便的一步生產出超純水，按產量分為每小時生產10升、20升、30升、40升和50升，即10T、20T、30T、40T和50T等幾種型號供選擇，消耗品價格比較便宜，也容易購買。
參考文獻
[1].聞瑞梅，王在忠編著，高純水的制備及檢驗技術，科學出版社，1999年，北京
[2].中華人民共和國國家標準，GB6682-92，《分析實驗室用水規格和實驗方法》
[3].中華人民共和國國家標準，GB/T11446.1-1997,《電子級水規格和實驗方法》
5
[4].W.Juda and W.A.Mcrae,J.Am.Chem.Soc.,72,1044,1950
[5].S.Sourira,Reverse Osmosis and Synthetic Membrane,Engineering National Research Council of canada,1997
[6].S.Whitehead,J.Chromatogr.770:115,1997
[7].M.A.Accomazz,Swiss Contamination Control,3,136,1990
The Purification of Water and the Production of Ultrapure Water
Ma Huichang Zan baozhen Liou Xinghan
(Beijing Epoch Electronic Instruments Co.,Beijing,100085)
Abstract This is a review on the purification of water and the production of ultrapure water.Various techniques of water includedion exchange,reversed osmosis and electronic dialysis method and some recent development are introduced.
Key words Purification of water Ultrapure water Ionexchange
Reversed osmosis Electronic dialysis