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為什麼純水儲槽需要空氣過濾器的保護
2013-09-04

引言:當純水系統在正常運作時,皆具備一個所謂的純水儲槽,以儲存第一階段純化過的水,因為儲存的純水有極易再被污染的特性,所以隔離空氣的污染就變的非常重要。

 

內文: 為了能長時間維持純水儲槽內純水的純度,製造廠商逐漸發展出多功能空氣過濾器,能夠有效減緩純水被污染的速度。

 

空氣中會有那些污染:根據中環民國環保署對室內空氣污染所設定的標準,即可窺知一般實驗室內的空氣相對純水來說,有多麼污染。

 

各項室內空氣污染物之室內空氣品質標準規定如下(部份摘錄)

項目

標準值

單位

二氧化碳(CO2

八小時值

1,000

ppm(體積濃度百萬分之一)

甲醛(HCHO

一小時值

0.08

ppm(體積濃度百萬分之一)

總揮發性有機化合物(TVOC,包含:十二種揮發性有機物之總和)

一小時值

0.56

ppm(體積濃度百萬分之一)

細菌(Bacteria)

最高值

1,500

CFU/m3(菌落數/立方公尺)

真菌(Fungi)

最高值

1,000

CFU/m3(菌落數/立方公尺)

粒徑小於等於十微米(μm)之懸浮微粒(PM10

二十四小時值

75

μg/m3(微克/立方公尺)

粒徑小於等於二•五微米(μm)之懸浮微粒(PM2.5

二十四小時值

35

μg/m3(微克/立方公尺)

 

為什麼CO2會污染水質:

因為空氣中的CO2溶解在純水中時,會與水結合成碳酸H2CO3,碳酸是弱酸但會解離成碳酸根離子H+ + HCO3-,除了會增加水中的離子濃度以外,更能降低純水的酸鹼值在隔夜後至5.3左右。

 

什麼是懸浮顆粒,為什麼會污染水質:

懸浮的顆粒物,在環境科學中,特指懸浮在空氣中的固體顆粒或液滴,是空氣污染的主要來源之一,分戶外、戶內來源。

 

戶外來源: 

粗微粒來自道路揚塵、飛灰、花粉、營建施工、人的活動等。

細微粒來自燃燒源及車輛廢氣。

微量毒性污染物、重金屬等,常附著在燃燒生成的微粒表面,微粒愈小飄得愈高愈遠也愈深入室內。

 

常見懸浮顆粒的化學成分:

矽(Silicon)、鋁(Aluminum)、鈣(calcium)、錳(manganese)、鐵(iron)(來源:泥土、地殼和建築活動)

釩(Vanadium)、鎳(Nickel) (來源:以油作為燃料的燃燒過程)

鎘(Cadmium) 、碳氫化合物(Hydrocarbons) (來源:焚化爐)

碳、鉛(Lead)、溴(Bromine)、 碳氫化合物 (來源:汽車廢氣)

鈉(Sodium)、氯(Chloride)、鎂、鉀(Potassium)(來源:海洋)

硝酸鹽(Nitrate)、硫酸鹽(Sulphate)、銨(Ammonium) (來源:次生污染形成物)

 

室內來源:

生物性微粒: 塵螨、微生物、黴菌(真菌) 、細菌、含流感, SARS等病毒的飛沬。

 

當這些來源及種類廣泛的污染物進入純水時,除了會讓純水再度被污染之外,懸浮顆粒也是純水儲槽形成菌膜(biofilm)的主要食物來源(有機及無機),會使連接在後端的超純水系統的水質投入變數。

 

什麼是細菌、真菌(生物性污染),為什麼會污染水質:

生物性污染: 人及動物之毛髮、皮屑、花粉、微生物、真菌、細菌(退伍軍人菌)、塵螨、及塵灰等。

生物性的污染會是純水儲槽產生菌膜的直接原因,使得生命科學實驗室的用水有極大的隱憂,如菌膜會產生RNaseDNaseproteinase、內毒素及其它分解性酵素的污染等。

 

什麼是揮發性有機化合物(VOC),為什麼會污染水質:

室外空氣污染來源 -- VOC主要的來源為燃料的燃燒及交通運輸所產生的廢氣;

室內空氣污染來源 -- 是指在密閉空間中分佈著對人體健康有影響的有害物質,一般常見室內空氣污染來源可能包括抽菸、高壓滅菌釜操作、清洗頻率不足的空調系統及冷暖氣、傢俱與裝潢所使用的材質、塑膠物質、噴霧型的殺蟲劑與清潔劑、芳香劑、油漆、地毯、影印機等。

 

實驗室常見污染來源 -- 丙酮、乙醇、乙醚和二氯甲烷等常見的有機溶劑,都是揮發性物質。

 

室內裝飾過程中的污染來源 -- 油漆,塗料和膠粘劑等是VOC主要來源。

 

空氣對純水的污染機制:

主動污染: 當純水儲槽的純水被取用時,水位就會下降,這時空氣就會被導入來取代原先水的空間,也就產生了污染,

被動污染: 因為上述原因,儲槽在設計上需要空氣的流通,所以不可能是完全氣密的,因此即使水位沒有變動,空氣中的污染物業時會被動的擴散過去的。

 

如何隔絕這些污染:

針對環境中的CO2:

我們使用Soda lime(鹼石灰)來有效吸附空氣中的CO2Soda lime 是指一種化學配方,主成分是氫氧化鈣(94%)、氫氧化鈉(5%)、氫氧化鉀(1%),能夠產生下列化學反應:

 

                  CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O + 放熱

 

在有水氣的存在下,吸附反應非常快速的,Soda lime的主要用途是呼吸器,潛艇,密閉空間及化學去除劑(CO2 scrubber)等,性能非常穩定

 

針對環境中的VOC :

我們使用高效能的核子級活性碳(純聚苯乙烯的化學合成)來吸附空氣中的VOC,能有效隔絕環境中千奇百怪的揮發性有機物,使得後端的超純水水質沒有不確定的污染物。

 

針對環境中的懸浮顆粒及生物性污染來源 :

我們使用高孔隙度(porosity)、高疏水性(hydrophobicity)0.65微米(μm)的濾膜來有效攔截空氣中的懸浮顆粒及生物性的污染來源,能避免或延緩儲槽內有機物的污染及菌膜的形成。

 

其它注意事項:

如果希望多功能的空氣過濾器(air vent)能有效發揮功能,需要能夠氣密的儲槽蓋(內有氣密O型環),氣密的液位控制接頭,具有逆止閥的溢流管(防止倒流污染)等配套措施,方可臻於完美!

 

結論:一套功能穩定的純水系統需要顧慮到各個層面的污染可能性,並且任何層面的污染都會影響最後的水質結果。

 

謝謝您撥冗閱讀,並期待您的回饋 !!

 

 

ps. 如果您對多功能空氣過濾器的內容物感到興趣,請來電或e-mail,我們會免費寄送樣本給您,謝謝您!!

 

 


 

 

 

 

              台灣艾爾加生命科學股份有限公司  孫承儒

              e-mail: charles.sun@elga.com.tw

              手機: 0975-578-872             

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