主题：【第六届原创】一次纯水仪报警事件的处理与深究

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发表于：2011/10/25 14:38:23 楼主管理分享倒序浏览只看楼主回复私聊

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要到冬天了，静电的干扰来了、温度变化也来了，实验室的各种冬季问题逐渐凸显了，咱们实验室的纯水仪也突然感冒了；是什么原因呢？

事件经过：

2011年10月22日上午8点刚上班，GMP车间配液室的纯水仪报警长鸣，同时研发试验配液室的纯水仪也开始长鸣；这两台均是英国ELGA 的Classic系列超纯水器；

2011年10月22日上午8点10分接报修单据，十分钟后携带工具以及仪器说明书赴研发实验区配液室，此时水质显示为17.3MΩ，经过检查设置的报警水质为17.0 MΩ，并不是水质报警；并且没有其他显示；说明书中也没有找到相应的问题以及解决方案；此时GMP车间再次催报；

10月22日8点30分，生产GMP车间，同样的问题再次出现；而且纯化滤芯还三天前更换的；

事件分析：

两台纯水机的进水均为娃哈哈纯净水，并且都是当天从库房运到各自的使用地，也就是是说两台仪器的进水是同样的，仔细回想当时的两者的共同点还有水温均只有13摄氏度多一点；所有参数校对均正常；

作为技术研发人员都知道PH值的变化受温度影响很大，故此怀疑水温的变化会影响电导率的变化；对该方面进行了排查；

排查试验如下

1，找一个大盆到洗涮间接半盆热水，将娃哈哈纯净水放如其中水浴加热

2，加热不到十分钟，纯水机开始排水，替换机器的的冷水

3，观察纯水机中水温检测器的指示值的变化

当水温逐渐上升，当水温高于16摄氏度的时候报警停止，同时水质也回到了18.2 MΩ；

至此，温度对水质检测器的影响基本成立；

接着对研发实验室的机器进行同样的操作，得到基本上同样的结果；到此可以肯定本次报警事件以及水质显示低于18.2均来自于水温过低；

本次事件的原因基本上是弄清楚了，不过这个低温的状况除对检测器有影响外，会不会对阴阳离子交换产生影响，从而导致水质不符合要求；

接下来查阅部分资料进行初步的判断：

关于纯水的电导率

超纯水几乎不能导电。电导的大小等于电阻的倒数，即：S=1/R 。

即使在纯水中也存在着H+和OH-两种离子，经常说，纯水是电的不良导体，但是严格地说水仍是一种很弱的电解质，它存在如下的电离平衡：

H2O←→H++OH或2H2O←→H3+O+OH-

其平衡常数：KW=[H⁺].[OH^-]/H2O=10^-14

式中KW称为水的离子积[H⁺]²=[OH^-]²=10^-14

∴[H⁺]²=[OH^-]²=10^-7

l_H2O,0=λ_OH-,0=349.82+198.6=548.42S/cm.mol²

已知水的密度d₂₅_℃/H2O=0.9970781cm³ 故原有假设为1的水分离子浓度只能达到0.99707。

实际上是仅0.99707份额的水离解成0.99707.10^-7的[H⁺]和[OH^-]，那么离解后的[H⁺]和[OH^-]电导率的总和K_H2O用下式求出：

K_H2O=CM/1000λ_H2O=(0.99707*10^-7/1000)*548.42=0.05468μS.cm-1≈0.054μS.cm^-1

∴ρ_H2O=1/K_H2O=1/0.05468×10^-9=18.29(MΩ.cm)≈18.3(MΩ.cm)

由水的离子积为10^-14可推算出理论上的高纯水的极限电导为0.0547μS*cm^-1，电阻为18.3MΩ.cm(25℃)。

水的电导率的温度系数在不同电导率范围有不同的温度系数。水的离子积常数随着温度的降低不断的减小；到达结冰的时候将不再导电；基本上是说低于25摄氏度的时候水的电阻率应该大于18.2才是；不过仪器说明书中明确指出水质检测器在输入型号后，处理系统根据温度探头反馈的信息予以校正；得到的型号依然是准确的；

接下来我们得讨论查找关于离子交换的对温度的影响

从热力学盒动力学的角度分析：温度增高，离子活度增加，交换反应速率也增快。【温度过高的话会引起交换树脂的损坏】，

所以在温度较低以后，纯水机的产水速度应该得到控制，不过也不至于内部循环时也无法达到要求；故此该方面不能成立；

最终都无法解释该报警事件，最后在英文说明书中找到了答案：温度过低时，检测器校准失效，将报警，但关闭报警后可继续正常使用仪器，建议用户使用其他水质监测测定仪器测定水质；

晕死，竟然是这个原因，那些翻译说明书的人实在是太省事了；