实验室超纯水机大致分为预处理、反渗透、超纯化、终端超滤四个单元。自来水首先通过预处理单元，去除水中较大的颗粒、悬浮物以及部分有机物。然后进入反渗透单元，对水中的离子物质和大分子物质(如病毒、微生物等)进行截留性去除。之后再经过纯化和超纯化单元，对经过膜去除后残余的微少离子进行纯化和超纯化，使水中的离子含量降低到痕量水平。最后通过UV、超滤等技术确保超纯水中的微生物、有机物和热原满足各类实验应用需求。

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