超純水機的本質是將水中雜質過濾掉，得到極度純凈的水，因此在自然中，單純由H2O分子構成的純水是不存在的，水中通常含有以下各種雜質：
1、顆粒物質：水中不溶性的大于10μm的無機和有機雜質（其中大于40μm的肉眼可見）， 如自來水中常有的泥沙、金屬氧化物或氫氧化物等。
2、離子物質：指溶于水后解離為陰、陽離子的物質，水中陰、陽離子的總和稱作水的含鹽量。水中鐵錳（Fe2+、Mn2+）含量超標（＞0.3mg/L），應通過錳砂過濾器或曝氣裝置去除鐵錳離子，否則將會對RO膜形成不可清除的沉積污堵。
3、膠體：由微生物、微顆粒等聚集粘合在一起的雜質，尺寸介于離子和顆粒物質之間，通常帶有負電荷，易與有機物質結合。
4、有機物：物質可分為有機物和無機物兩大類，碳氫類化合物屬有機物，非碳氫類化合物為無機物。有機物通常可以燃燒，為構成生命的主要物質。天然有機物主要為水生生物產生的腐殖酸。溶解于水中的有機物質，主要是多功能團芳香族類的大分子弱性有機酸，易吸附在RO膜濾層而導致RO膜性能的衰退。
5、氣體：O2、CO2、NH3、N2等部分氣體可溶于水，在水中反應后生成某些酸根離子，影響成品水的水質。超純水若敞放于空氣中，氣質即迅速下降。
6、微生物：細菌、病毒、孢子等，其尺寸為微米級。
7、熱原：純水屬極低營養環境之水體，但仍有少量細菌——革蘭陰性類細菌——可以生存，其細胞膜若進入人體血液，會導致發熱，高燒甚至死亡，故稱為熱原（又稱內毒素）。注射用水和生物細胞類實驗用水要求必須去除熱原。
8、消毒劑：原水經自來水公司處理后，水中會留有次氯酸鈉等消毒劑，自來水含有的余氯（國標規定必須大于0.3ppm）為強氧化性物質，對RO膜有相當的破壞作用，超純水機中的活性炭濾芯和濾料可有效去除水中余氯。
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