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实验室超纯水设备组成、原理与选购技巧
分析仪器采购网(www.myiqi.cn)  2013-12-11  
【导读】在生物实验中,化验用水和实验用水都必须是无任何杂质和导电介质的超纯水。这就需要利用实验室超纯水设备,才能够获得可满足实验要求的超纯水。
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  典型实验室超纯水系统组成

  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。

  纯水储存系统

  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。

  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。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。

  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。

  实验室超纯水设备的原理

  通常由原水预处理系统、反渗透纯化系统、超纯化后处理系统三部分组成。预处理的目的主要是使原水达到反渗透膜分离组件的进水要求,保证反渗透纯化系统的稳定运行。反渗透膜系统是一次性去除原水中98%以上离子、有机物及100%微生物(理论上)最经济高效的纯化方法。超纯化后处理系统通过多种集成技术进一步去除反渗透纯水中尚存的微量离子、有机物等杂质,以满足不同用途的最终水质指标要求。

  实验室超纯水设备的选购

  1、了解自己的用水品质,即我们常说的水质的电阻值或电导率是多少。目前实验室用水有专用的国家标准GB6682-2008,其对实验室用水中的一、二级用水对电导(电阻)、可氧化物、吸光度、可溶性硅及蒸发残渣作了要求,其参照标准为ISO3696:1987,是目前国际通用的标准。

  2、客户可以根据使用的仪器种类来选择国产实验室超纯水设备。液相用水的电阻大于18兆欧;并且要去除有机物;原子吸收、原子荧光及环境监测仪器用水大于18兆欧就行;PCR等生命科学仪器用水除了电阻大于18兆欧以外,还需除菌,除有机物,除热源。

  3、原水水质也是必须考虑的因素之一。比如泥沙多,硬度高,地下水等情况,国产超纯水设备的工艺是根据原水水质的好坏来确定的,泥沙多,要添加预处理装置,硬度高,要添加软化装置,含盐量高,要采用二级反渗透工艺等。如果选用以纯水为水源的超纯水机,则只需要提供水质需求和用水量就可以了。

  4、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。

  超纯水器微孔滤膜的发展趋势

  1、不对称微孔滤膜的研制。以前发展的微孔滤膜多为均匀结构膜,在使用中膜深层(内部)的吸留堵塞现象严重,很难清洗。由于国产实验室超纯水不对称膜具有分离层孔小,支撑层孔大的特点,因此粒子或胶体仅在膜的表面被截留,透过分离层的粒子不会在膜里面被吸留守。

  2、由气体扩散凝胶相转换向浸入凝胶介质相转换发展,气相扩散凝胶速度慢,所以生产怡情养性低,且由于湿膜暴露于潮湿空气中时间较长,易产生缺陷,环境条件要求高,形成的膜是均匀结构膜,用国产实验室超纯水制备不对称膜怡情养性高,局部环境容易控制,关键是膜材料本文及制膜条件的选择。

  3、随着生物工程、医药和食品等工业的需要,无机不对称微孔膜受到人们重视,它的特点是耐高温,可用高压蒸汽消毒;耐压,可在较高压力下合用耐酸、碱和耐化学试剂。因此可在苛刻条件下清洗,近几年来发展较快,取得了可喜的成果。

  4、在国产实验室超纯水应用研究中,错流微滤是近年来研究较活跃的领域,它可以减轻膜的堵塞,延长使用寿命,提高处理量。目前有关组件设计、设备组装研制也较活跃。

  5、毛细管式膜具有膜表面积装填大、液体流动状态好(内压)和可以反冲洗等优点,在超滤膜过滤器中已民得到广泛的应用;但微孔膜研制,尚牌开始研究阶段,关键是纺织出具有较好强度和可控孔径的不对称毛细管微滤膜,这包括膜材料的选择、制膜条件的研究等。
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