實驗室純水系統(tǒng)設(shè)計
在實驗室建設(shè)與管理中,人們總是首先把注意力放在實驗室儀器相關(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?,F(xiàn)代化的實驗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),就會使每個實驗室的出水點純水水質(zhì)大大降低。博泰小編帶大家了解實驗室純水系統(tǒng)設(shè)計的相關(guān)知識。
在當(dāng)今的實驗室中,水環(huán)境作為絕大多數(shù)實驗室的最基本環(huán)境,在實驗中占的地位非常重要,在實驗室科學(xué)研究領(lǐng)域,所關(guān)心的純化起始點是自來水,如果實驗室中已經(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)往往決定了很多實驗結(jié)果的真實性、可重復(fù)性,對多數(shù)做實驗的專家來說,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、安裝維護等等因素會造成的任何不良影響并給出整體解決方案。
一、實驗室純水的分級
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)實驗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驗和對水純度要求很高的生命科學(xué)實驗。
二、實驗室純水的供應(yīng)模式
實驗室純水供應(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。
1、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,實驗室用水通過供水管道輸送到各個實驗室用水點,無論是單個實驗室還是一棟實驗樓,實現(xiàn)從實驗室用水點的純水龍頭直接獲取實驗室純水或超純水。
優(yōu)點:運行成本低,管理集中,不存在機器閑置可能。產(chǎn)量大,用水采用管網(wǎng)化。
缺點:系統(tǒng)必須保證長期安全運行,否則存在斷水風(fēng)險。
2、什么是分散純水供應(yīng)模式
分散純水供應(yīng)模式是指在實驗室各用水點位置設(shè)置純水機或成品水。
優(yōu)點:儀器有單獨的使用權(quán),使用率高。
缺點:運行成本高,管理分散,消耗成本相對較高。桌面定點臺式安裝,定點取水,機型產(chǎn)量小,流量小,工作效率低。若每個實驗組單獨購買,業(yè)主在該類產(chǎn)品上的投資總額非常高,可能會因每個實驗組工作情況不同而導(dǎo)致空置率提高,不利于投資效率最大化。隨著實驗室裝備的發(fā)展,實驗室供水的管網(wǎng)化與集中化已成為大型實驗樓純水供應(yīng)的發(fā)展方向。不只是“中央純水系統(tǒng)”和“單機純水系統(tǒng)”
三、新建或改造實驗室如何設(shè)計整體純水系統(tǒng)
新建實驗室或有改造需求的老實驗室,在對整體純水系統(tǒng)進行布局時,往往會面臨系統(tǒng)設(shè)計、產(chǎn)品選型、管理維護等很多實際問題的全面挑戰(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、到最后的終端純化模塊的選配,涉及到對實驗應(yīng)用的了解、實驗室管理的思考、系統(tǒng)投入成本的控制、運行維護的要求、安裝操作和工程實施等多方面因素,用戶往往在牽涉大量精力后,效果卻并不很好。
四、純水系統(tǒng)管材的選擇很重要
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系配管和不銹鋼配管兩大類。有機配管材質(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)。
五、整個純水系統(tǒng)的重要組成部分
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。但由于水的純度很高,極易受到污染,而用水點較分散又無規(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。
2、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。
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