實驗室純水系統是一種專門設計用于實驗室環境的設備,用于生產純度高的水。該系統的主要目的是去除水中的各種雜質,包括導電介質、不離解的氣體、膠體以及有機物(包括細菌),從而提供高純度的水,以滿足實驗室各種實驗和研究的需求。
實驗室純水系統的工作原理是通過多個步驟對水進行處理,包括預處理、反滲透、混床離子交換和精密過濾等。在預處理階段,系統通過物理和化學方法去除水中的大顆粒雜質和顏色。然后,水進入反滲透處理單元,通過半透膜去除絕大多數的離子、溶質和微生物。在混床離子交換單元中,陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂分別去除水中的陽離子和陰離子,使水中的離子濃度進一步降低。最后,經過精密過濾,得到高純度的純水。
1、多級集成凈化技術
技術實現:采用多種水處理技術串聯組合,逐級去除不同類型的雜質。
典型工藝流程:
預處理:使用PP棉濾芯去除懸浮物、泥沙;活性炭濾芯吸附余氯、有機物和異味,保護后續反滲透膜。
反滲透(RO):核心脫鹽技術,利用半透膜在高壓下去除水中>95%的離子、有機物、微生物和顆粒物,產水水質接近II級或III級水標準。
離子交換(EDI或混床):
EDI(連續電去離子):結合離子交換樹脂和電滲析技術,無需酸堿再生,可持續生產高純水(I級水),環保且穩定。
混床(Mixed Bed):使用H?型陽樹脂和OH?型陰樹脂混合床,深度去除殘余離子,產水電阻率可達18.2 MΩ·cm(25°C),是傳統生產I級水的方法。
超純化/終端精處理:采用紫外燈(UV)破壞有機物和殺菌,超濾(UF)去除熱原(內毒素)和核酸酶,終端微濾(0.22μm或0.1μm)濾除顆粒和細菌,確保出水達到無菌、無熱原、無核酸酶的超純水標準。
技術優勢:多級屏障確保水質穩定達標,適應不同水源(市政自來水)的波動。
2、智能化控制與監測
技術特點:
實時水質監測:內置高精度電導率儀/電阻率儀、TOC(總有機碳)分析儀,實時顯示產水的電阻率、電導率、TOC值。
觸摸屏/液晶顯示:直觀顯示系統運行狀態、水質參數、耗材壽命、故障報警等信息。
自動控制:實現自動制水、自動循環、自動沖洗、自動報警和自動關機(水箱滿或定時)。
數據記錄與追溯:部分高d型號具備數據存儲、打印或通過USB/網絡導出功能,滿足GLP(良好實驗室規范)要求。
人機交互:可設置取水模式(定量取水、定流速取水)、系統參數和報警閾值。
3、模塊化與靈活配置
技術體現:
主機+儲水箱模式:主機生產純水(RO水或I級水),儲存在無菌水箱中,通過循環管路和終端精處理單元供應超純水。適用于用水量大、多點取水的實驗室。
一體化臺式機:將所有組件集成在一個緊湊的臺式設備中,直接從自來水生產I級超純水,即產即用,避免儲水二次污染,適合小型實驗室或單一取水點。
可擴展性:可根據需求選擇不同的產水量、水質等級和功能模塊(如增加TOC監測、雙波長UV等)。
4、高效與節能設計
技術特點:
低廢水比:采用高效反滲透膜和智能廢水比控制技術,顯著降低廢水排放量(如1:1甚至更低),節約水資源。
節能運行:配備變頻增壓泵,根據需求調節壓力,降低能耗。
低維護成本:EDI技術取代傳統混床,無需酸堿再生,運行成本低,操作簡便。
5、安全與衛生保障
技術措施:
全管路循環消毒:系統管路、水箱和終端可定期進行巴氏消毒(熱水)或化學消毒(臭氧、過氧化氫),有效控制微生物滋生。
無死腔設計:管路設計避免死角,減少微生物和污染物積聚。
空氣過濾:水箱呼吸器配備疏水性空氣過濾器,防止空氣中的顆粒和微生物進入水箱。
安全聯鎖:具備缺水、漏水、超壓、超溫等多重安全保護。
6、穩定可靠的運行
技術保障:
高品質核心部件:采用進口品牌反滲透膜、離子交換樹脂、水泵和傳感器,確保長期穩定運行。
耗材壽命管理:系統自動監測和提示濾芯、反滲透膜、離子交換柱等耗材的剩余壽命,提醒及時更換。
低故障率:設計成熟,運行穩定,維護簡單。