实验室超纯水设备的设计注意事项.docx
实验室超纯水设备的设计考前须知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高端分析仪器用水需求，一个典型的纯水系统应 该包括以下四个局部：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、蒸储。许多国际标准组织 （ASTM,NCCLS,CAP,USP）所公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 此国产实验室超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）。最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本钱。纯水储存系统整体实验室纯水系统设计的第二个任务是精确评估纯水储存系 统的储存量，国产实验室超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 中国产实验室超纯水的水质。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 设计人员应该精确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防止发热。纯水分配系统还应该包含附加的设备，在维持国产实验室超纯水 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。因为管路中的国产 实验室超纯水质才是我们从各个用水点得到的，最后用于实验的纯水 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。应该尽量减少国产实验室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、运行本钱也都是需要考虑的问题。综合评估实验室纯水系统设计还应考虑的因素是：纯水系统的供货商是否有能力进行整体纯水系统的设计、工程指导、技术支持、售后服务以 及系统的验证校验支持。越来越多的实验室需要遵守FDA和MCA等机构所公布的GMPs 和GLP法规。这些法规的目的在于提高国产实验室超纯水数据的准确 性和可靠性。法规同时也规定：应该确保包含纯水系统在内的实验室 仪器被正确安装、维护、校验，并且是在预期的状态下运行。因此遵 守GMP和GLP法规的实验室必须对纯水系统的进行验证。这就需要 纯水系统供货商有经过专业培训的人员，经过校验的仪表能够对实验 室纯水系统进行安装验证，操作验证并编写操作验证的文件。因此在选择纯水系统供货商时，就应该对其技术支持和售后服务 能力进行评估。一个设计优良的纯水系统，也可能由于不当的安装调 试或维护而无法正常运行。实验室设计不仅仅要考虑以上四个主要的局部。同时也应该了解 各个局部之间的关系。例如，纯化技术的选择就会对纯水系统本身的 产水水质以及超纯水系统的运行本钱产生直接的影响。
