超純水中有機物含量由測定有機物碳含量而定，電子工業超純水設備中規定含量為50～200微克／升,并要求直徑大于1微米的顆粒性物質每1毫升內含量為1～2個，微生物每1毫升為0～10個。現代采用預處理、電滲析、紫外線殺菌、反滲透、離子交換、超濾和各種膜過濾技術等，使超純水的電阻率在25℃時達到18(兆歐·厘米)。
依各種原水水質和用戶要求的不同，超純水的制備工藝大體可分為預超純水處理、脫鹽和精處理三步。
預處理 包括砂濾、多介質過濾、軟化、加氯、調節pH、活性碳過濾、脫氣等。過濾可除去 1～20微米大小的顆粒，軟化和調節pH可防止反滲透膜結垢，加氯是殺菌。活性碳過濾器是除去有機物和自由氯，脫氣是清除溶于水中的CO2等。
脫鹽 包括電滲析、反滲透、離子交換。電滲析的原理是在外加直流電場作用下利用陽離子和陰離子交換膜對離子選擇性透過，脫鹽率可達95％以上。反滲透是滲透現象的逆過程,在濃溶液上加壓力,使溶劑從濃溶液一側通過半透膜向稀溶液一側反向滲透，脫鹽可達98％，并能除去99％的細菌顆粒和溶解在水中的有機物。離子交換的原理是當水通過陽離子交換樹脂時，水中的陽離子被陽離子交換樹脂吸附，樹脂上可交換的陽離子如H離子被置換到水中，并和水中的陰離子結合成相應的無機酸，如超純水。
這種含有無機酸的水，當下一步通過陰離子交換樹脂層時，水中的陰離子被陰離子交換樹脂吸附。樹脂上可交換的陰離子如OH離子被置換到水中,并與水中的H離子結合成水，即超純水
精處理 包括紫外線殺菌、終端膜過濾和超濾。紫外線殺菌是因生物體的核酸吸收紫外線光的能量而改變核酸自身結構,破壞核酸功能而使細菌死亡。殺菌比較強的光譜波長為2600埃。各種膜過濾能除掉直徑大于 0.2微米的顆粒，但對于清除有機物則不如反滲透和超濾有效。
超濾是把各種選擇性的分子分離。在超濾過程中，水在壓力下流過一個卷式或中空纖維膜棒。膜孔徑在10～200埃范圍內,薄膜厚度為0.1～0.5微米,附在一個中孔的纖維棒內壁上，超濾能除去細菌和0.05微米的粒子。
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