首先應考慮的是構成純水系統的四個子系統中的關鍵點。為滿足今天實驗室所使用的分析儀器用水需求,一個典型的純水系統應
該包括以下四個部分:
1)純水制備系統
2)純水儲存系統
3)純水分配系統
4)超純水系統
純水制備系統
純水制備系統以自來水作為進水,制備足量符合實驗室所需特定水質的純水,是實驗室整體純水系統的起點。實驗室每天純水的用量
有可能從幾升到幾千升不等。在設計之處首先應該考慮的是:確定每個用戶和每臺儀器每天的用水量和所需純水的水質,以及用水規律。
而后純水設計部門便可以據此計算出整個實驗室每天總的用水量以及高峰用水量。
實驗室所需的純水水質也可能各不相同。有可能是常用的二級水(分析級),也有可能三級水(實驗級)或者是滿足特殊應用需求的一級
水(超純水)。純水的制備也可以采用多種純化技術,例如反滲透、離子交換、連續電去離子技術、蒸餾。許多標準組織
(ASTM,NCCLS,CAP,USP)所頒布的純水水質標準和指南將幫助我們確定適當的水質。
純水控制系統對于整個系統的操作、維護以及運行非常重要。因此純水制備系統的顯示面板所顯示的信息應該簡單明了,同時控制面
板的操作也應該簡易快捷。同時為了保證純水制備系統的正常運行和產水水質,不僅要監控產水水質,同時也應該對進水水質進行監控(自
來水水質)。zui后還應考慮整個純水制備系統所占用的空間以及系統運行成本。
純水儲存系統
整體實驗室純水系統設計的第二個任務是評估純水儲存系統的儲存量,純水儲存系統應該能夠平衡純水制備系統和實驗室每天用
水總量、高峰用水量之間的關系。每個實驗室都有其用水規律,因此純水儲存系統不僅僅應該滿足客戶每天的用水量,還應滿足實驗室高
峰用水的需求。
儲存系統在每日高峰用水之間可以起到緩沖的作用,使得純水制備系統有足夠的時間生產出實驗室每日所需的純水。同時純水儲存水
箱必須能夠保證純水的水質穩定免受污染。水箱的材料和諸多設計細節都會影響到水箱所存儲純水的水質。這些設計細節包括:封閉式設
計、錐形底、呼吸器、呼吸器中濾芯的選擇和衛生溢流口。例如,不合適的呼吸器或濾芯會導致空氣中的污染物進入水箱,從而降低水箱
中純水的水質。
純水分配系統
純水分配系統的主要目的在于通過分配泵和純水分配管路將純水輸送到每個用水點。為保證管路中純水的流速和壓力,實驗室純水設
計人員應該計算管路系統和管路中設備所帶來的壓力損失,從而選擇合適的分配泵。
為保證管路中純水的水質,應該選擇合適的管道材料和管道連接方法。同時還應采用循環管路設計和并使用適當的閥門,從而使得管
路中純水能夠以適當的流速循環,抑制微生物的滋生并避免發熱。
純水分配系統還應該包含附加的設備,在維持純水水質的同時,對純水進行進一步純化,并對管路中水質進行監控。因此可能需要采
用管路紫外裝置以降低管路純水的微生物和總有機碳水平,或者采用管路除菌濾芯以降低管路純水中的微生物含量。
純水分配系統階段的水質監控是非常重要的。因為管路中的水質才是我們從各個用水點得到的,zui后用于實驗的純水的真實水質。因
此有必要采用電導率測試儀和總有機碳測試儀對管路中的水質進行實時監控。如果需要對管路中微生物或類毒素進行監控,純水系統設計
之初就應該考慮到衛生采樣閥的安裝。
超純水系統
實驗室純水系統設計者在考慮超純水系統之初,應明確的超純水的用途。一般來講,純水就已經能夠滿足大多數實驗的用水需求。而
超純水的水質也因應用不同而各異,因此應該根據超純水的用途和用量確定超純水的純化方法和產水量,從而選擇合適的超純水設備。同
時也應該考慮到超純水水質監控所需的電阻率測試儀和總有機碳監控設備。對于超純水系統還應該考慮的一個重點是超純水系統安裝所需
的的空間。應該盡量減少超純水系統所占實驗臺的空間。超純水系統操作維護的簡易程度、運行成本也都是需要考慮的問題。
在超純水機的使用中,有以下方面的事情需要注意:
1.活性炭濾芯
活性炭濾芯主要通過吸附作用,去除水中的異味、有機物等。自來水中有余氯,對反滲透膜有很大的氧化作用,所以必須經由活性
炭去除。活性炭濾芯從表面上看沒有直觀的變化,根據經驗來看,一般在一年左右就達到飽和吸附,需要更換。
2.用水
以自來水為水源的超純水機一般都有兩個出水口,分別是三級水和一級水,經反滲透出來的水是三級水,存放在水箱里,而一級水
是即用即取,不存放。三級水沒有通過純化柱,一級水通過了純化柱,一級水的成本高于三級水。所以客戶在日常應用的時候,應根據水
質需求分質取水,能用三級水時盡量不用一級水,避免使用成本的上升。
3.純化柱
純化柱根據客戶的水質需求有時也叫超純化柱,自作用是對反滲透純水進行深度脫鹽,zui終達到一級水或超純水水平。其原理是離
子交換。純化柱的壽命由電阻率在線來表現。低于某個特定的電阻即表示純化柱過期,比較直觀。其壽命除了抗客戶的用水量以外,尤其
重要的是各個廠家在生產設計時的離子交換樹脂的填充量和離子交換樹脂的本身質量。
4.反滲透膜
5.精密濾芯
精密濾芯又稱過濾濾芯,分線繞濾芯和pp熔噴濾芯,主要過濾原水中的泥沙等大的顆粒物,其過濾精度有5微米、1微米等。新的濾
芯是白色,如果時間長了表面會淤積泥沙等,呈現褐色,這就表示該濾芯不能用了,用自來水沖洗掉表面淤泥后,可以勉強繼續使用1-2周
,但不能長期使用。濾芯放在濾瓶里面,有的濾瓶是透明的,可以直觀地觀察濾芯的顏色變化,有些濾瓶是不透明的,需要將其擰開后才
能觀察濾芯的變化。從經驗數據統計來看,精密濾芯的壽命一般在3-6月,如原水的泥沙多,則其壽命短些,泥沙等顆粒物少,則壽命稍長
一點。
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