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实验室纯水系统整体设计以及使用注意事项

发布时间:2012-05-09 点击量:2530

  首先应考虑的是构成纯水系统的四个子系统中的关键点。为满足今天实验室所使用的分析仪器用水需求,一个典型的纯水系统应

该包括以下四个部分:
  
  1)纯水制备系统
  
  2)纯水储存系统
  
  3)纯水分配系统
  
  4)超纯水系统
  
  纯水制备系统
  
  纯水制备系统以自来水作为进水,制备足量符合实验室所需特定水质的纯水,是实验室整体纯水系统的起点。实验室每天纯水的用量

有可能从几升到几千升不等。在设计之处首先应该考虑的是:确定每个用户和每台仪器每天的用水量和所需纯水的水质,以及用水规律。

而后纯水设计部门便可以据此计算出整个实验室每天总的用水量以及高峰用水量。
  
  实验室所需的纯水水质也可能各不相同。有可能是常用的二级水(分析级),也有可能三级水(实验级)或者是满足特殊应用需求的一级

水(超纯水)。纯水的制备也可以采用多种纯化技术,例如反渗透、离子交换、连续电去离子技术、蒸馏。许多标准组织

(ASTM,NCCLS,CAP,USP)所颁布的纯水水质标准和指南将帮助我们确定适当的水质。
  
  纯水控制系统对于整个系统的操作、维护以及运行非常重要。因此纯水制备系统的显示面板所显示的信息应该简单明了,同时控制面

板的操作也应该简易快捷。同时为了保证纯水制备系统的正常运行和产水水质,不仅要监控产水水质,同时也应该对进水水质进行监控(自

来水水质)。zui后还应考虑整个纯水制备系统所占用的空间以及系统运行成本。
  
  纯水储存系统
  
  整体实验室纯水系统设计的第二个任务是评估纯水储存系统的储存量,纯水储存系统应该能够平衡纯水制备系统和实验室每天用

水总量、高峰用水量之间的关系。每个实验室都有其用水规律,因此纯水储存系统不仅仅应该满足客户每天的用水量,还应满足实验室高

峰用水的需求。
  
  储存系统在每日高峰用水之间可以起到缓冲的作用,使得纯水制备系统有足够的时间生产出实验室每日所需的纯水。同时纯水储存水

箱必须能够保证纯水的水质稳定免受污染。水箱的材料和诸多设计细节都会影响到水箱所存储纯水的水质。这些设计细节包括:封闭式设

计、锥形底、呼吸器、呼吸器中滤芯的选择和卫生溢流口。例如,不合适的呼吸器或滤芯会导致空气中的污染物进入水箱,从而降低水箱

中纯水的水质。
  
  纯水分配系统
  
  纯水分配系统的主要目的在于通过分配泵和纯水分配管路将纯水输送到每个用水点。为保证管路中纯水的流速和压力,实验室纯水设

计人员应该计算管路系统和管路中设备所带来的压力损失,从而选择合适的分配泵。
  
  为保证管路中纯水的水质,应该选择合适的管道材料和管道连接方法。同时还应采用循环管路设计和并使用适当的阀门,从而使得管

路中纯水能够以适当的流速循环,抑制微生物的滋生并避免发热。
  
  纯水分配系统还应该包含附加的设备,在维持纯水水质的同时,对纯水进行进一步纯化,并对管路中水质进行监控。因此可能需要采

用管路紫外装置以降低管路纯水的微生物和总有机碳水平,或者采用管路除菌滤芯以降低管路纯水中的微生物含量。
  
  纯水分配系统阶段的水质监控是非常重要的。因为管路中的水质才是我们从各个用水点得到的,zui后用于实验的纯水的真实水质。因

此有必要采用电导率测试仪和总有机碳测试仪对管路中的水质进行实时监控。如果需要对管路中微生物或类毒素进行监控,纯水系统设计

之初就应该考虑到卫生采样阀的安装。
  
  超纯水系统
  
  实验室纯水系统设计者在考虑超纯水系统之初,应明确的超纯水的用途。一般来讲,纯水就已经能够满足大多数实验的用水需求。而

超纯水的水质也因应用不同而各异,因此应该根据超纯水的用途和用量确定超纯水的纯化方法和产水量,从而选择合适的超纯水设备。同

时也应该考虑到超纯水水质监控所需的电阻率测试仪和总有机碳监控设备。对于超纯水系统还应该考虑的一个重点是超纯水系统安装所需

的的空间。应该尽量减少超纯水系统所占实验台的空间。超纯水系统操作维护的简易程度、运行成本也都是需要考虑的问题。

在超纯水机的使用中,有以下方面的事情需要注意:

      1.活性炭滤芯

      活性炭滤芯主要通过吸附作用,去除水中的异味、有机物等。自来水中有余氯,对反渗透膜有很大的氧化作用,所以必须经由活性

炭去除。活性炭滤芯从表面上看没有直观的变化,根据经验来看,一般在一年左右就达到饱和吸附,需要更换。

      2.用水

      以自来水为水源的超纯水机一般都有两个出水口,分别是三级水和一级水,经反渗透出来的水是三级水,存放在水箱里,而一级水

是即用即取,不存放。三级水没有通过纯化柱,一级水通过了纯化柱,一级水的成本高于三级水。所以客户在日常应用的时候,应根据水

质需求分质取水,能用三级水时尽量不用一级水,避免使用成本的上升。

      3.纯化柱

      纯化柱根据客户的水质需求有时也叫超纯化柱,自作用是对反渗透纯水进行深度脱盐,zui终达到一级水或超纯水水平。其原理是离

子交换。纯化柱的寿命由电阻率在线来表现。低于某个特定的电阻即表示纯化柱过期,比较直观。其寿命除了抗客户的用水量以外,尤其

重要的是各个厂家在生产设计时的离子交换树脂的填充量和离子交换树脂的本身质量。

      4.反渗透膜

      5.精密滤芯

      精密滤芯又称过滤滤芯,分线绕滤芯和pp熔喷滤芯,主要过滤原水中的泥沙等大的颗粒物,其过滤精度有5微米、1微米等。新的滤

芯是白色,如果时间长了表面会淤积泥沙等,呈现褐色,这就表示该滤芯不能用了,用自来水冲洗掉表面淤泥后,可以勉强继续使用1-2周

,但不能长期使用。滤芯放在滤瓶里面,有的滤瓶是透明的,可以直观地观察滤芯的颜色变化,有些滤瓶是不透明的,需要将其拧开后才

能观察滤芯的变化。从经验数据统计来看,精密滤芯的寿命一般在3-6月,如原水的泥沙多,则其寿命短些,泥沙等颗粒物少,则寿命稍长

一点。
 

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