Các kỹ thuật xử lý nước trong phòng thí nghiệm

Hiện nay, người ta đang sử dụng một số một số công nghệ để loại bỏ các chất tạp nhiễm khỏi nước , mỗi công nghệ đều có những ưu điểm và hạn chế cụ thể. Nước cấp phòng thí nghiệm siêu tinh khiết, cần thiết cho các ứng dụng quan trọng, có thể yêu cầu nhiều bước và kết hợp nhiều công nghệ. Bài viết dưới đây sẽ tổng hợp cho độc giả những ưu nhược điểm của mỗi phương pháp.

Chưng cất

Đây có lẽ hình thức lọc nước lâu đời nhất, chưng cất liên quan đến việc đun sôi nước sau đó ngưng tụ hơi nước trở lại thành chất lỏng để có thể thu thập và lưu trữ. Hiện nay phương pháp này đang có xu hướng bị thay thế bởi các hệ thống lọc nước vì tính tiện dụng và độ tin cậy cao hơn rất nhiều.

Ưu điểm

- Loại bỏ được đồng thời nhiều loại chất gây ô nhiễm

Nhược điểm

- Các chất hữu cơ có điểm sôi nhỏ hơn 100°C sẽ cần phải được chuyển sang sản phẩm chưng cất, trong khi các chất hữu cơ có điểm sôi cao hơn cũng có thể hòa tan vào hơi nước và được chuyển thành sản phẩm cuối cùng

- Quá trình này có thể tạo ra clo hữu cơ do clo trong nước máy phản ứng với các chất hữu cơ khác Các chất vô cơ, chẳng hạn như silica, thiếc và đồng có thể bị rửa trôi từ các thùng đun sôi và chuyển sang sản phẩm chưng cất

- Yêu cầu một lượng lớn năng lượng và nước để hoạt động và sau đó tốn kém

- Quá trình chưng cất thường chậm và cần tích trữ nước có thể bị nhiễm lại từ không khí xung quanh hoặc rửa trôi từ các thùng chứa

Trao đổi ion

Trong quá trình trao đổi ion, nước chưa tinh khiết được thấm qua các loại nhựa trao đổi ion cụ thể. Các hạt ical xốp, hình cầu này trao đổi các ion trong nước cho các ion khác được cố định vào các hạt. Trong quá trình làm mềm nước, các hạt trao đổi hai ion natri cho mỗi ion canxi hoặc magiê được loại bỏ khỏi nước được làm mềm. Trong trường hợp khử ion, các hạt trao đổi ion hydro thành cation hoặc ion hydroxyl lấy anion.

Ưu điểm

- Loại bỏ hiệu quả các ion khỏi nước và có thể được sử dụng như một bước tiền xử lý cho các phương pháp khác để sản xuất nước siêu tinh khiết trong phòng thí nghiệm.

- Nhựa có thể được tái sinh bằng cách khử ion hóa hoặc axit và bazơ.

- Chi phí vốn tương đối thấp

Nhược điểm

- Không loại bỏ hầu hết các chất hữu cơ hoặc vi sinh vật.

- Các vi sinh vật có thể bám vào các hạt nhựa tạo ra môi trường nuôi cấy cho sự phát triển của vi khuẩn và ô nhiễm pyrogen sau đó.

- Dung lượng dựa trên số lượng các vị trí liên kết có sẵn trong nhựa, một khi tất cả các ion bị chiếm đóng sẽ không còn được giữ lại.

Than hoạt tính

Than hoạt tính, là một dạng quá trình của cacbon với các lỗ xốp thể tích rất thấp làm tăng diện tích bề mặt có sẵn để hấp phụ. Do độ xốp cao của nó, một gam than hoạt tính có diện tích bề mặt vượt quá 3000 m2. Khi nước đi qua bộ lọc than hoạt tính, các phân tử hữu cơ hòa tan sẽ đi vào các lỗ rỗng và liên kết với các bức tường thông qua lực van der Waals.

Ưu điểm

- Loại bỏ hiệu quả các chất hữu cơ hòa tan và clo

- Do khả năng liên kết rất cao nên bộ lọc than hoạt tính có tuổi thọ tương đối cao.

Nhược điểm

- Không loại bỏ các ion và hạt từ nước

- Mặc dù dung lượng cao, nó bị giới hạn ở số lượng các vị trí ràng buộc có sẵn và sẽ yêu cầu thay thế vào một thời điểm nào đó.

Vi lọc

Vi lọc là một loại lọc vật lý trong đó nước có chất bẩn được đưa qua một ma trận giữ lại các hạt hấp phụ hoặc bám vào của tôi. Quá trình vi lọc cũng có thể được thực hiện bằng cách cho nước đi qua màng lọc giữ lại các hạt có kích thước lớn hơn kích thước lỗ của bộ lọc.

Ưu điểm

- Loại bỏ hiệu quả các hạt trên kích thước lỗ chân lông cụ thể

- Thời gian sử dụng lâu dài với việc bảo trì hạn chế thay thế

Nhược điểm

- Sẽ không loại bỏ các chất hữu cơ hòa tan hoặc vô tổ chức, hoặc chất gây độc

- Sẽ tắc nghẽn nếu bị bao phủ bởi các chất gây ô nhiễm

Siêu lọc

Một loại lọc màng gây ra sự phân tách qua màng bán thấm. Chất rắn lơ lửng và chất tan có trọng lượng phân tử cao được giữ lại trong dịch thẩm thấu, trong khi nước và chất tan có trọng lượng phân tử thấp đi qua màng trong dịch thấm.

Ưu điểm

- Loại bỏ hầu hết các hạt và chất sinh học trên kích thước định mức của chúng.

- Thời gian sử dụng lâu dài và có thể kéo dài bằng cách xả nước thường xuyên với tốc độ cao.

Nhược điểm

- Không loại bỏ các chất hữu cơ hoặc vô cơ hòa tan

- Các chất bẩn quá mức có thể làm tắc màng lọc

Thẩm thấu ngược

Thẩm thấu ngược (RO) là phương pháp kinh tế nhất để loại bỏ tới 99% tất cả các chất gây ô nhiễm trong nước bằng cách sử dụng màng bán thấm để loại bỏ các hạt có kích thước lớn hơn 200 da. trọng lượng phân tử. Trong thẩm thấu ngược, một áp suất được áp dụng được sử dụng để vượt qua áp suất thẩm thấu được thúc đẩy bởi sự khác biệt tiềm năng hóa học trong dung môi. Kết quả là chất tan được giữ lại ở phía có áp suất của màng và dung môi có lỗ rỗng được phép đi qua phía bên kia.

Ưu điểm

- Loại bỏ hiệu quả tất cả các loại chất gây ô nhiễm ở một mức độ nào đó

- Dễ dàng theo dõi Hữu ích như một bước đầu tiên trong quá trình thanh lọc

Nhược điểm

- Tốc độ dòng chảy hạn chế thường yêu cầu lưu trữ trung gian để đáp ứng nhu cầu của người dùng

- Màng có thể bị hư hỏng do các chất bẩn dẫn đến đóng cặn, bám bẩn hoặc xuyên thủng.

Tia cực tím

Chiếu xạ diệt khuẩn bằng tia cực tím là một phương pháp khử trùng sử dụng ánh sáng cực tím có bước sóng ngắn để tiêu diệt vi sinh vật bằng cách phá vỡ DNA của chúng, khiến chúng không thể thực hiện các chức năng quan trọng của tế bào. Ánh sáng UV được tạo ra bởi đèn UV áp suất thấp thủy ngân có ống bọc thạch anh và tạo ra ánh sáng ở bước sóng 185 và 254 nm.

Ưu điểm

- Hiệu quả trong việc tiêu diệt nhiều loại vi sinh vật

- Có thể oxy hóa các hợp chất hữu cơ để đạt mức TOC trong nước <5 ppb

Nhược điểm

- Tia UV không ảnh hưởng đến các ion, hạt hoặc chất keo.

- Quang oxy hóa là một bước làm tinh cuối và sẽ chỉ làm giảm mức TOC xuống một lượng nhỏ.

- Có thể làm tăng điện trở suất của nước do CO2 sinh ra trong quá trình oxy hóa.

 - Qua đó thấy được có rất nhiều kỹ thuật xử lý nước trong phòng thí nghiệm được áp dụng để có được nước tinh khiết tiêu chuẩn phục vụ quá trình nghiên cứu. Ngày nay khi công nghệ ngày một phát triển, các kỹ thuật này được tích hợp và kết hợp với nhiều trang thiết bị tiên tiến, để tạo nên một hệ thống lọc nước siêu tinh khiết đảm bảo cung cấp được loại nước tinh khiết phù hợp nhất cho công tác nghiên cứu. Hệ thống lọc nước siêu tinh khiết của Merck - Millipore là một trong số hệ thống được đánh giá có mức độ chất lượng tốt nhất. 

Merck – Millipore là nhà sản xuất hàng đầu thế giới về các hệ thống lọc nước. Các sản phẩm lọc nước của Merck với những công nghệ vượt trội sẽ đem lại sản phẩm nước có chất lượng cao, ổn định và tin cậy cho các ứng dụng của bạn. Hãy liên hệ với chúng tôi để được phục vụ sớm nhất.