[ 摘要] 實驗室超純水機與電熱蒸餾水器皆為分析試驗室制取純水、超純水的重要常用儀器，若是讀者對兩種產品的工作原理、產品特點、制水方式等方面的信息了解不夠，很容易在選購或使用時遇到困難，本文將詳細介紹實驗室超純水機與電熱蒸餾水器產品技術參數和優缺點，以加深讀者對兩種產品的認識。

        [關鍵字] 實驗室超純水機,蒸餾水器,技術參數,工作原理

引言

        原子吸收、液相色譜、離子質譜、分子生物學、生物化學等，許多理化及生物分析實驗皆會用到純水和超純水，國家為這類分析實驗用水水質要求也制定了相應的國家標準（最新版國標編號：GB/T 6682-2008）。為達到分析實驗用水國標要求，滿足實驗需要，應對源水進行純化處理。實驗室源水通常為自來水，將自來水凈化為純水或超純水通常有兩種方法：蒸餾法和離子交換法。電熱蒸餾水器以蒸餾法制取純水，實驗室超純水機一般以離子交換法為終端處理工藝制取純水或超純水。兩種設備產水均可用于分析實驗，本文將讓實驗室超純水機與電熱蒸餾水器在：產水水質、產水量、節能環保、易用性、設備成本、使用成本等方面進行PK，以加深讀者對兩種產品的認識。當然，在讓二者PK之前，有必要先介紹兩位選手的工作原理及特點。

工作原理

       實驗室電熱蒸餾水器
       蒸餾水器的工作原理很簡單（可謂一招制敵），即為利用水遇熱氣化遇冷液化的原理，將源水加熱以使水蒸汽快速蒸發，然后將水蒸汽冷卻凝結為蒸餾水，由于水中溶解的雜質與水沸點不同，從而達到分離雜質與水的目的。自來水一次蒸餾的水為一蒸水，水質較差，將一蒸水再次蒸餾得到的水為重蒸水（也稱二蒸水），將重蒸水再次蒸餾得到的水為三蒸水，重蒸水和三蒸水水質較優。圖1為電熱蒸餾水器工作原理圖。

       實驗室超純水機
       實驗室超純水機的工作原理比較復雜，像流水線作業，環環相扣（可謂套路取勝）。一般實驗室超純水機都是以離子交換為終端處理工藝，但制備超純水的離子交換樹脂對給水水質要求很高且受自身交換容量的限制，自來水不能直接供給，需用純水為源水；純水的制取一般采用反滲透工藝，反滲透工藝是一種高效的純水處理工藝，可有效濾除源水中的顆粒物質、有機物、無機鹽、甚至細菌和病毒，但由于反滲透膜孔徑很小（納米級膜），且無機垢容易在膜濃水側沉淀析出導致膜孔堵塞，如果自來水直接進入反滲透膜，反滲透膜會很快堵塞失效，需要將自來水預處理合格后供給反滲透膜使用；預處理主要目的是：過濾較大顆粒雜質、降低水的濁度、去除自來水中對反滲透膜有損害的游離氯、去除自來水中容易在反滲透膜內沉淀結垢的離子（Ca2+、Mg2+等）或添加阻垢劑防止沉淀物析出。由此看來，實驗室超純水機的工作鏈為：自來水→預處理→反滲透→離子交換。圖2為濟南太平瑪環保設備有限公司智能型實驗室超純水機的工作原理圖，具有一定的代表性。

圖2 實驗室超純水機典型工藝原理圖

產品外觀及技術參數

不銹鋼電熱蒸餾水器（以國內某品牌典型不銹鋼電熱蒸餾水器為例）

產品特點：

• 不銹鋼電熱蒸餾水器是按國家標準制作，以電熱管為加熱熱源，以普通自來水為原料水和冷卻水，制取蒸餾水的單元設備；
• 密封性能好，有效地防止蒸汽的外泄；
• 本產品采用優質不銹鋼板經沖壓、焊接、拋光等工藝制成，具有抗腐蝕、耐老化、操作方便、使用壽命長等特點；
• 本機斷水器件采用原裝進口器件，可靈敏地從第一時間判斷出設備斷水情況，迅速切斷加熱電源，性能穩定，保證用戶使用放心安全。

技術參數：

實驗室超純水機（以太平瑪智能型實驗室超純水機為例）

產品特點：

圖4 實驗室超純水機

        集成預處理、反滲透、后處理于一個機箱，安裝維護方便，結構配管科學；獨立的電控盒設計，完全隔離水路與電控器件，使設備運行更加安全、穩定；美國進口單片機CPU全自動控制，故障自檢聲光報警系統，LED液晶屏在線顯示產水水質，符合人機工程學設計的人機操作界面，全防水安全薄膜取水按鍵，最優質進口濾料耗材等細節設計，都只為達到太平瑪智能系列專業型實驗室超純水機的設計宗旨：功能齊備、使用安全、操作便捷、品質穩定、水質最優。

技術參數：

操作說明

不銹鋼電熱蒸餾水器

1、使用：
（1）先將放水龍頭關閉，然后將冷卻水源從進水控制龍頭引入冷凝管進水口，通冷凝管從出口流入漏斗，注入蒸發鍋中，直至水位上升到稍高于玻璃水位鏡底部，暫將水源龍頭關閉。
（2）通電加熱。
（3）當鍋內水即將沸騰時，接通冷卻水源，開始少量向鍋內注水，隨著水的沸騰，逐漸調大冷卻水的流量，至鍋內水微沸為止。此時，開始出蒸餾水。
（4）每次試用時，前30min的蒸餾水棄去。

2、注意事項：
（1）使用完應將剩水排凈，并清洗干凈，保持干燥清潔，下次使用時更換新水以保證水質。
（2）回水管注水口應對準漏斗注水孔，如有誤差，應將回水管拆下調正，裝正再用。
（3）定期清除蒸發鍋內壁、電熱管表面、冷凝器內壁、冷凝管表面及冷凝器出水管中的水垢，避免影響冷凝效果，降低熱效率和堵塞管路，減少使用壽命。
（4）每次使用完時注意先斷電后斷水源。
（5）蒸餾水器正在工作時，外表面溫度較高，切勿接觸，防止燙傷。
（6）橡膠密封圈使用久后會老化，應及時更換，否則蒸餾水器漏水，影響蒸餾水質，也影響環境衛生。
（7）蒸餾水器必須由專人負責操作，調換新操作人員時必須詳細交代清楚。

實驗室超純水機

開機：
（1）開啟不銹鋼進水球閥，接通水源，通水10~20秒后接通電源，開啟機器后面板“電源開關”，設備人機界面“電源”、“進水閥”、“沖洗閥” 、“高壓泵”指示燈點亮，本機即啟動運行并進入沖洗狀態，沖洗90秒后，設備自動進入制水狀態。
（2）本機每次開機時會自動沖洗RO膜（UF膜）90秒，同時“沖洗閥”指示燈點亮。90秒后停止沖洗，“沖洗閥”指示燈自動熄滅。
（3）開機運行一段時間后，壓力純水桶滿水，“滿水”指示燈點亮，本機自動停機，“進水閥”和“高壓泵”指示燈熄滅；取水后純水桶水位下降，本機自動開機制水。

關機：
太平瑪實驗室超純水機具有全自動功能，當機器制水至壓力純水桶滿水時，太平瑪實驗室超純水機“滿水”指示燈點亮，設備自動停機。 用戶每天下班關機時，先關閉設備后面板電源開關，再關閉不銹鋼進水球閥。 注：超純水機不宜長時間停機不用，超純水機安裝后若是閑置不用，應定期(夏季3天，冬季5天)放取UP超純水（2~3升/次)以沖走細菌等微生物。

取水：
（1）純水取用： 輕按“RO”按鍵，RO取水嘴即可取用RO純水，再按即可關閉。
（2）超純水取用：（若是TED3系列純水機，則無法取用UP超純水。） 輕按“UP”按鍵，UP取水嘴即可取用UP超純水，同時本機控制面板上部的水質在線監測儀顯示此時管路內的UP產水水質，再按即可關閉。

PK結果

通過上述對實驗室超純水機和電熱蒸餾水器的介紹，我們對二者已經有了一個直觀的認識，下面我們將在如下方面讓二者進行PK，看一看它們各自的優劣所在。

1、工作原理
　　電熱蒸餾水器工作原理簡單，從源水到產品水之間中間環節較少，產水水質雖然不高但水質穩定性較好；實驗室超純水機工作原理先進，產水水質很高，但從源水到產品水之間中間環節較多，任一環節水質出現問題都會影響后級產水水質，水質會隨著耗材的使用壽命逐漸降低。工作原理方面，雙方打成平手。
　　電熱蒸餾水器：★★★
　　實驗室超純水機：★★★

2、外觀結構
　　電熱蒸餾水器一般為不銹鋼材質，產品結構為外露式結構簡單，工業品外觀感較強；實驗室超純水機一般為碳鋼噴塑結合工程塑料材質，產品結構較復雜，外部有人機界面、取水口、水電接口等，功能模塊內藏于產品機殼內部，儀器設備外觀感強。總的說來，實驗室超純水機更適合實驗室工作環境。
　　電熱蒸餾水器：★★★
　　實驗室超純水機：★★★★

3、設備使用
　　從上述電熱蒸餾水器和實驗室超純水機的使用說明中可以看出，電熱蒸餾水器必須由專人負責操作，設備開機、停機操作步驟較多，操作繁瑣，誤操作率較高；實驗室超純水機無需專人負責操作，設備全自動運行，按鍵取水，操作簡單便捷，一般不會有誤操作。另外，電熱蒸餾水器產水有一定的溫度，需提前制取。實驗室超純水機產水水溫與給水水溫相同，可隨制隨取。這一回合實驗室超純水機完勝電熱蒸餾水器。
　　電熱蒸餾水器：★★
　　實驗室超純水機：★★★★★

4、設備維護
　　電熱蒸餾水器需要定期清除水垢及更換密封墊等易耗件，且清洗水垢工作量較大、強度較高，對清洗技術性要求較高；實驗室超純水機也需要定期更換過濾耗材，且耗材品種較多（預處理濾芯、反滲透膜、純化柱等），但相對操作難度較低。這一回合二者打成平手。
　　電熱蒸餾水器：★★★
　　實驗室超純水機：★★★

5、安全性能
　　電熱蒸餾水器使用220VAC（或380VAC）交流電為電源，功率為幾千瓦至十幾千瓦不等，存在缺水干燒和結垢堵塞管道的安全隱患，工作時，外表面溫度較高，易發生燙傷；實驗室超純水機雖然也使用220VAC交流電為電源，但電源進入設備后隨即變壓為24VDC安全電壓，功率為幾十瓦至兩三百瓦，沒有加熱，只是水壓需要提升較多，有一定的泄漏幾率，安全性能較電熱蒸餾水器高。
　　電熱蒸餾水器：★★
　　實驗室超純水機：★★★★

6、節能環保
　　節能環保方面，同等產水量的電熱蒸餾水器功耗很高（幾千瓦至十幾千瓦不等），冷卻水耗用量一般為1:14左右（即：產1升蒸餾水需耗用14升冷卻水），節能環保性很差；實驗室超純水機功耗僅幾十瓦，產水與廢水排放比例為1:2~3左右（即：產1升純水需排放約2~3升廢水），相對節能環保性很好。
　　電熱蒸餾水器：★
　　實驗室超純水機：★★★★

7、購買成本
　　電熱蒸餾水器產品結構、配置簡單，相應設備制造成本較低，設備采購成本也較低。一般實驗室用電熱蒸餾水器產水量有5升/小時、10升/小時、20升/小時三種規格，其采購價格分別為1000.00、1200.00、1500.00左右（備注：僅指國產不銹鋼電熱單蒸蒸餾水器，若需要水質更優的雙蒸、或石英亞沸蒸餾水器，價格更高。）；實驗室超純水機（以國產水質與蒸餾水基本相同純水機型為例，水質更高的超純水機型價格更高。）相應產水量機型的采購價格大約在6000.00～9000.00不等。這一回合電熱蒸餾水器勝出。
　　電熱蒸餾水器：★★★★★
　　實驗室超純水機：★★

8、使用成本
　　設備購買是用來使用的，就像汽車，買車和養車的費用是兩個完全不同的概念，我們在買車時需要兩方面都考慮，蒸餾水器和實驗室超純水機同樣如此。那么，以10升/小時產水量為例，蒸餾水器和實驗室超純水機哪個使用成本更低呢？

        首先看一看使用成本的組成部分，主要包括：設備折舊、水電成本、耗材成本。

        為了比較精確的計算，以設備最長使用壽命為比較時間段，一般使用頻率下，電熱蒸餾水器工作壽命為2～3年，實驗室超純水機工作壽命為4～6年，這里比較6年平均的使用成本二者各為多少。

        設備折舊：要滿足6年使用需求，需采購兩臺電熱蒸餾水器，采購成本為2400.00元左右，電熱蒸餾水器設備折舊為400.00元/年；而實驗室超純水機僅需采購一臺，采購成本為6500.00元左右，設備折舊為1250.00元/年。

        水電成本（假設設備每天工作4小時，每周工作5天，電費為1.00元/度，水費為2.50元/噸）：電熱蒸餾水器：每小時電耗為7.5KW，每小時水耗150升，則6年電耗6×52×5×4×7.5＝46800KW，6年水耗6×52×5×4×（150/1000）＝936噸。每年電費為46800×1.00/6=7800.00元，水費為936×2.50/6=401.25元；實驗室超純水機：每小時電耗為60W，每小時水耗40升，則6年電耗6×52×5×4×0.06＝374.4KW，6年水耗6×52×5×4×（40/1000）＝294.6噸。每年電費為374.4×1.00/6=62.4元，水費為294.6×2.50/6=122.75元。綜合起來，電熱蒸餾水器一年水電成本為7800.00＋401.25＝8201.25元/年；實驗室超純水機一年的水電成本為62.4＋122.75=185.15元/年。

        耗材成本：電熱蒸餾水器沒有耗材，6年可能需要更換2～3次發熱元件，清洗水垢需要消耗一定量的藥劑和水，其耗材成本不會超過100.00元/年，就按100.00元/年計算；實驗室超純水機6年大約需要更換12次預處理濾芯（約150.00元/套），3次反滲透膜元件（約400.00元/套），由于只產純水，后處理耗材，合計耗材費用為（150.00×12＋400.00×3）/6＝500.00元/年。

        每年使用成本，綜上所述為：電熱蒸餾水器400.00+8201.25+100.00=8701.25元；實驗室超純水機1250.00+185.15+500.00=1935.15元。這一回合，實驗室超純水機憑借超低水電成本完勝電熱蒸餾水器。
　　電熱蒸餾水器：★
　　實驗室超純水機：★★★★★

9、產水量
　　普通電熱蒸餾水器產水量一般不超過20升/小時，若要更大產水量的蒸餾水器，其設備體積功耗將成倍增加，不太適合實驗室的使用環境；實驗室超純水機則很容易做到產水量每小時上百升，設備體積增加不大，功耗雖然也是成倍增加，但由于超純水機功耗很低，增加后的功耗也僅僅兩三百瓦，普通照明線路都可滿足其用電負荷。產水量的適應性方面，實驗室超純水機占優。
　　電熱蒸餾水器：★★
　　實驗室超純水機：★★★★

10、產水水質
　　電熱蒸餾水器的最高水質為三蒸水，電阻率大約在2~3 MΩ.cm；實驗室超純水機最高水質電阻率可達18.2 MΩ.cm。從最高水質和水質應用范圍廣度來看，超純水機遠遠優于蒸餾水器。但我們前面“購買成本”和“使用成本”比較時，使用的是純水型實驗室超純水機與蒸餾水器進行比較，為了標準統一，產水水質也使用純水型實驗室超純水機與蒸餾水器比較，那么，二者水質基本相同。考慮到純水型實驗室超純水機很容易升級到超純水型，水質有升級空間，產水水質的PK，實驗室超純水機勝出一顆星。
　　電熱蒸餾水器：★★★★
　　實驗室超純水機：★★★★★

總結

        通過上面十個方面的PK，實驗室超純水機最后得分為78分，電熱蒸餾水器最后得分為52分，電熱蒸餾水器僅在購買成本方面優于實驗室超純水機，而其超高的能耗和使用成本是其敗北的主要原因。實驗室超純水機作為當今主流的分析實驗室純水、超純水制取設備，以其簡潔美觀的外觀、安全方便的使用操作、超低功耗及使用成本、優質的產水水質，必將取代電熱蒸餾水器，成為分析實驗室的常規設備。