在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與管理中，人們總是首先把注意力放在實(shí)驗(yàn)室儀器相關(guān)的應(yīng)用設(shè)計上，但往往忽視了另一重要環(huán)節(jié)--純水系統(tǒng)的設(shè)計。你可知道？現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)室和中央超純水系統(tǒng)才是標(biāo)配，該系統(tǒng)如設(shè)計不當(dāng)，就會使每個實(shí)驗(yàn)室的出水點(diǎn)純水水質(zhì)大大降低。

在當(dāng)今的實(shí)驗(yàn)室中，水環(huán)境作為絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室的基本環(huán)境，在實(shí)驗(yàn)中占的地位非常重要，在實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究領(lǐng)域，所關(guān)心的純化起始點(diǎn)是自來水，如果實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)有蒸餾水、去離子水或反滲透水，那就只注重超純化的過程。水質(zhì)往往決定了很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性、可重復(fù)性，對多數(shù)做實(shí)驗(yàn)的專家來說，他們通常要求純水中的雜質(zhì)元素和化合物的濃度在ppb級甚至更低。所以純水系統(tǒng)的前段設(shè)計環(huán)節(jié)尤為重要，需要考慮到整體布局、選材、安裝維護(hù)等等因素會造成的任何不良影響并給出整體解決方案。

實(shí)驗(yàn)室純水供應(yīng)正從傳統(tǒng)的“單臺單機(jī)”模式向“多臺單機(jī)”模式轉(zhuǎn)變

一般來講，實(shí)驗(yàn)室整體純水系統(tǒng)，其應(yīng)用范圍在每天200升～8000升之間。多數(shù)實(shí)驗(yàn)室或?qū)嶒?yàn)樓純水總消耗量在500～2000升之間，只有少數(shù)實(shí)驗(yàn)室或?qū)嶒?yàn)樓每日用水量會大于2000升。在這些較少數(shù)實(shí)驗(yàn)室或?qū)嶒?yàn)樓中，由于有較多耗水量大的全自動檢測設(shè)備、或者沖洗設(shè)備，及可能的特殊應(yīng)用(如電子及材料行業(yè))，導(dǎo)致其使用大于2000升甚至更多的純水。針對這些情況，需要仔細(xì)地定義用水量和進(jìn)行特殊的設(shè)計。一般來講，過多的冗余會造成系統(tǒng)開機(jī)量不足，純化模塊不能充分發(fā)揮作用，也因?yàn)榱鲃有圆蛔?，造成系統(tǒng)潛在污染的風(fēng)險。

因中央純水處理室與各實(shí)驗(yàn)儀器間有一定距離，要想讓純水順利到達(dá)各用水點(diǎn)，通常用增壓泵保證一定的出水壓力，壓力的大小與各實(shí)驗(yàn)儀器用水量大小及其與中央純水處理室的距離有關(guān)，用水量越大，距離越遠(yuǎn)，所需壓力越大，反之越小。在使用過程中，水壓要調(diào)節(jié)適當(dāng)，水壓過低，不能保證儀器順利用水，引起儀器缺水報警；水壓過高，會導(dǎo)致純水內(nèi)含有氣體，在加到用水儀器反應(yīng)杯時因壓力降低，會釋放大量氣泡，影響檢驗(yàn)質(zhì)量，對一些使用濃縮試劑的項(xiàng)目影響尤為明顯。

實(shí)驗(yàn)室純水的分級

1、三級純水三級純水的物理純度一般為小于50μS/cm，單蒸水、雙蒸水、普通去離子水和反滲透水都屬于此級別。它一般由自來水純化制備而成。三級純水的主要用途是清洗瓶皿，高壓消毒裝置用水，人工環(huán)境室用水及超純水儀進(jìn)水等。

2、二級純水二級純水是一個模糊的范圍，常用5~5M-cm表示。但二級純水絕不嚴(yán)格限于此范圍內(nèi)，可以講1~17M-cm范圍均認(rèn)為是二級純水。二級純水一般是將三級純水再經(jīng)過離子交換或電滲析而制成。它主要用于一般試劑的配制，普通化學(xué)實(shí)驗(yàn)用水及給超純水儀供水。

3、一級超純水一級超純水是指物理純度大于18M-cm的水，習(xí)慣稱電阻率為18.2M-cm是一級超純水的指標(biāo)。一級超純水一定是由三級或二級純水經(jīng)核子級離子交換樹脂再純化而來。它主要用于高精密度的分析實(shí)驗(yàn)和對準(zhǔn)純度要求很高的生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)室純水的供應(yīng)模式有哪些？

實(shí)驗(yàn)室純水供應(yīng)模式分為中央純水供應(yīng)模式和分散純水供應(yīng)模式兩種。

什么是中央純水供應(yīng)模式？

中央純水供應(yīng)模式是指設(shè)置純水生產(chǎn)裝置，實(shí)驗(yàn)室用水通過供水管道輸送到各個實(shí)驗(yàn)室用水點(diǎn)，無論是單個實(shí)驗(yàn)室還是一棟實(shí)驗(yàn)樓，實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室用水點(diǎn)的純水龍頭直接獲取實(shí)驗(yàn)室純水或超純水。

優(yōu)點(diǎn)：

（1）運(yùn)行成本低，管理集中。

（2）集體使用，不存在機(jī)器閑置可能。

（3）產(chǎn)量大，用水采用管網(wǎng)化，同一實(shí)驗(yàn)室多點(diǎn)取水。

缺點(diǎn)：系統(tǒng)必須保證長期安全運(yùn)行，否則存在斷水風(fēng)險。

什么是分散純水供應(yīng)模式？

分散純水供應(yīng)模式是指在實(shí)驗(yàn)室各用水點(diǎn)位置設(shè)置純水機(jī)或成品水。

優(yōu)點(diǎn)：儀器有單獨(dú)的使用權(quán)，使用率高。

缺點(diǎn)：

（1）運(yùn)行成本高，管理分散，消耗成本相對較高。

（2）桌面定點(diǎn)臺式安裝，定點(diǎn)取水，機(jī)型產(chǎn)量小，流量小，工作效率低。

（3）若每個實(shí)驗(yàn)組單獨(dú)購買，業(yè)主在該類產(chǎn)品上的投資總額非常高，可能會因每個實(shí)驗(yàn)組工作情況不同而導(dǎo)致空置率提高，不利于投資效率較大化。隨著實(shí)驗(yàn)室裝備的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)室供水的管網(wǎng)化與集中化已成為大型實(shí)驗(yàn)樓純水供應(yīng)的發(fā)展方向。

不只是“中央純水系統(tǒng)”和“單機(jī)純水系統(tǒng)”

簡單的中央純水系統(tǒng)或者用水點(diǎn)的單機(jī)純水系統(tǒng)只是整體純水系統(tǒng)設(shè)計和選擇中的兩種特殊情況。針對不同的情況，整體純水系統(tǒng)可以有很多不同的設(shè)計和選擇。設(shè)計前期清晰定義項(xiàng)目的需求能夠幫助設(shè)計和選擇的結(jié)果是合適實(shí)際使用需要的。

新建或改造實(shí)驗(yàn)室如何設(shè)計整體純水系統(tǒng)？

新建實(shí)驗(yàn)室或有改造需求的老實(shí)驗(yàn)室，在對整體純水系統(tǒng)進(jìn)行布局時，往往會面臨系統(tǒng)設(shè)計、產(chǎn)品選型、管理維護(hù)等很多實(shí)際問題的挑戰(zhàn)。

整個整體純水系統(tǒng)中從產(chǎn)水模塊、儲水模塊、分配模塊、管道純化和監(jiān)控設(shè)備、到終端純化模塊的選配，涉及到對實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的了解、實(shí)驗(yàn)室管理的思考、系統(tǒng)投入成本的控制、運(yùn)行維護(hù)的要求、安裝操作和工程實(shí)施等多方面因素，用戶往往在牽涉大量精力后，效果卻并不很好。

純水系統(tǒng)管材的選擇很重要-看歐美

為了減少上述不利因素的影響，應(yīng)選用可萃性低、內(nèi)壁光滑的管道并盡可能減少接頭及管件的凹凸不平。當(dāng)然也要根據(jù)純水水質(zhì)的級別進(jìn)行選材，并注意材料的價格等，要統(tǒng)籌兼顧。根據(jù)材質(zhì)的不同，高純水配管主要可分為有機(jī)系配管和不銹鋼配管兩大類。有機(jī)系配管的品種常見的包括聚氯乙烯(PVC)，聚丙烯(PP)，丙烯腈-丁乙烯-苯乙烯(ABS)，聚偏二氟乙烯(PVDF)等4種。有機(jī)配管材質(zhì)對高純水水質(zhì)的影響，目前尚無完整的比較資料及可靠的測試數(shù)據(jù)報道。各國有各自的選用習(xí)慣。例如，美國多采用PVC管，英國多采用ABS管，而歐洲一些國家則常用PP管。PVDF管大多用于水質(zhì)要求特別高的純水精處理系統(tǒng)。

整個純水系統(tǒng)的重要組成部分是什么？

純水輸送和分配管道系統(tǒng)是整個純水系統(tǒng)的重要組成部分，該系統(tǒng)將中央純水站制出的高質(zhì)量純水以盡量小的水質(zhì)降幅輸送給每一個使用地點(diǎn)。但由于水的純度很高，易受到污染，而用水點(diǎn)較分散又無規(guī)律且變化幅度大等，給純水的盡可能的保質(zhì)輸送帶來相當(dāng)大的難度。目前配管設(shè)計中出現(xiàn)的兩大難題是：

（1）如何保持較高的管道設(shè)計流速，即在管道系統(tǒng)壓力損失允許的情況下管內(nèi)流速盡量大，以防管內(nèi)細(xì)菌繁殖和微粒沉積。

（2）如何防止純水管道系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生滯水、短路和逆向流動現(xiàn)象。

經(jīng)過不斷地探索和實(shí)踐，現(xiàn)從設(shè)計角度提出幾種可供選擇的途徑：

①設(shè)計采用純水循環(huán)系統(tǒng)，并必須24h連續(xù)運(yùn)行，以杜絕管內(nèi)產(chǎn)生死水。

②為使運(yùn)行中無論純水使用多少都能保證純水處于流動狀態(tài)，循環(huán)附加流量應(yīng)為設(shè)計流量的50%～100%。

③應(yīng)保證純水管道流速。純水循環(huán)干管較小流速宜大于1.5m/s，支管流速宜大于1.0m/s。

④對接使用點(diǎn)支管應(yīng)盡量縮短，以減少死水管段。有文獻(xiàn)報道支管長度不宜超過30倍管徑長度。

⑤循環(huán)管道宜采用雙管布置方式，即有獨(dú)立的給水管和回水管的純水循環(huán)管道系統(tǒng)。

以某研究所純水輸送系統(tǒng)(PVC管)為例

該研究所輸送系統(tǒng)水質(zhì)要求電阻率≥15MΩ。cm(25℃)，管材為SCH80PVC管，循環(huán)干管直徑32mm，總長度為250m。通過試運(yùn)轉(zhuǎn)，水質(zhì)滿足了工藝要求。

安裝前的清洗：由于該所采用的PVC管是引進(jìn)的，管道在出廠前均已清洗后封裝，故一般在安裝前可不考慮清洗，對個別被污染的管件、閥件可采取下列步驟進(jìn)行清洗：用1%～2%堿(NaOH)溶液刷洗，以去除油脂類污垢，并用自來水沖洗至中性；在1%～2%鹽酸(HCl)溶液中浸泡2h～4h，除去銹、金屬離子及氧化物，再用水沖至中性；干燥用凈化壓縮空氣吹干，然后用干凈塑料布封裝。

運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)試前的清洗：在運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)試前須先對已安裝的純水輸送系統(tǒng)作水壓試驗(yàn)，合格后方可進(jìn)行；用3%～5%雙氧水進(jìn)行管路循環(huán)清洗40min，以達(dá)到消毒殺菌目的；使用純水站供應(yīng)的純水或反滲透水沖洗管道內(nèi)殘留藥液，直至使用點(diǎn)出水水質(zhì)達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)要求。

小結(jié)

目前，實(shí)驗(yàn)室純水系統(tǒng)設(shè)備已被廣泛應(yīng)用于各個需要純水的行業(yè)中，實(shí)驗(yàn)室純水系統(tǒng)的出現(xiàn)，為更好的過濾水質(zhì)起至關(guān)重要的作用。您需要新建實(shí)驗(yàn)室嗎？您需要改造實(shí)驗(yàn)室嗎？在對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行設(shè)計布局的時候，千萬要重點(diǎn)考慮到純水系統(tǒng)，因?yàn)?，這已經(jīng)成為一種趨勢。隨著實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理要求的進(jìn)一步深化，實(shí)驗(yàn)室純水供應(yīng)正從傳統(tǒng)的“單臺單機(jī)”模式向“多臺單機(jī)”模式轉(zhuǎn)變。不跟上潮流怎么行，怎么好意思說自己是現(xiàn)代化的實(shí)驗(yàn)室呢？

免責(zé)聲明：以上內(nèi)容源于網(wǎng)絡(luò)，版權(quán)歸原作者所有，如涉及作品版權(quán)問題，請您告知我們將及時處理！