實驗室超純水設備

實驗室超純水設備，簡單的說，就是實驗室中用於制出實驗所用超純水的設備。

由於不同的實驗對水質要求不同，所以實驗室超純水設備也應該具備產出多種不同規格的純水或超純水。

基本介紹

• 中文名：實驗室超純水設備
• 本質：用於制出實驗所用超純水的設備
• 優點：多種不同規格
• 超純水電阻率：18.25MΩNaN

水質參數

	Basic	Mid	High
超純水電阻率	18.25MΩNaN	18.25MΩNaN	18.25MΩNaN
純水電導率	1-5μs/cm	1-5μs/cm	1-5μs/cm
總有機碳(TOC)(經DP——RO)	<10ppb	<5ppb	<1-3ppb
細菌	<1CFU/ml	<1CFU/ml	<0.1CFU/ml
細菌內毒素	-	-	<0.001EU/ml
顆粒物質（0.2μm）	<1個/ml	<1個/ml	<1個/ml
無機物離子去除率	≥99.5%	≥99.5%	≥99.5%
重金屬離子	≤0.1ppb	≤0.1ppb	≤0.1ppb
矽去除率	>99%	>99%	>99%

製備工藝

1、預處理系統→反滲透系統→中間水箱→粗混合床→精混合床→純水箱→純水泵→紫外線殺菌器→拋光混床→精密過濾器→用水對象（≥18MΩ.CM）（傳統工藝）

2、預處理→反滲透→中間水箱→水泵→EDI裝置→純化水箱→純水泵→紫外線殺菌器→拋光混床→0.2或0.5μm精密過濾器→用水對象（≥18MΩ.CM）（最新工藝）

3、預處理→一級反滲透→加藥機（PH調節）→中間水箱→第二級反滲透（正電荷反滲膜）→純水箱→純水泵→EDI裝置→紫外線殺菌器→0.2或0.5μm精密過濾器→用水對象（≥17MΩ.CM）（最新工藝）

4、預處理→反滲透→中間水箱→水泵→EDI裝置→純水箱→純水泵→紫外線殺菌器→0.2或0.5μm精密過濾器→用水對象（≥15MΩ.CM）（最新工藝）

5、預處理系統→反滲透系統→中間水箱→純水泵→粗混合床→精混合床→紫外線殺菌器→精密過濾器→用水對象（≥15MΩ.CM）（傳統工藝）

實驗室超純水設備

純水系統

製備系統

純水製備系統以自來水作為進水，製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：確定每個用戶和每台儀器每天的用水量和所需純水的水質，以及用水規律。而後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。

實驗室制水設備

儲存系統

儲存系統在每日高峰用水之間可以起到緩衝的作用，使得純水製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。

分配系統

純水分配系統的主要目的在於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精確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。

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，並對管路中水質進行監控。因此可能需要採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，或者採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，最後用於實驗的純水的真實水質。

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套用不同而各異，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。

設備原理

通常由原水預處理系統、反滲透純化系統、超純化後處理系統三部分組成。預處理的目的主要是使原水達到反滲透膜分離組件的進水要求，保證反滲透純化系統的穩定運行。反滲透膜系統是一次性去除原水中98%以上離子、有機物及100%微生物(理論上)最經濟高效的純化方法。超純化後處理系統通過多種集成技術進一步去除反滲透純水中尚存的微量離子、有機物等雜質，以滿足不同用途的最終水質指標要求。

主要特點

▼採用進口反滲透膜，脫鹽率高，使用壽命長，運行成本低廉;

▼無需酸鹼處理，環保無“三廢”;

▼自動控制，自動維護，水質線上檢測，隨時監測水質變化;

▼切合當地水質的個性化設計，全方位滿足需求;

▼全自動控制系統，日常操作極為簡便,系統自動進行沖洗維護，製取產品水過程不需要任何手工操作;

▼雙流路設計，不但可以製造超純水，還生產純水，方便用戶實驗室的不同級別用水要求;

▼預留了升級空間。可以根據用戶需要輕鬆實現功能升級。

實驗專用

生物實驗是中國一直以來都在進行的實驗研究。生物研究包括微生物研究，植物研究，生態研究，林業研究，農業研究，畜牧獸醫研究，動物學研究，水產研究和醫藥衛生研究等，每一項研究都與人們的生活息息相關，都影響著人們生活質量和生態環境發展。中國對生物研究這方面非常重視，現在的國中生就開始學習生物學，為的就是讓人們從小就了解生物之間的關係，知道大地萬物皆為生物，真正的了解生物研究對人類的好處和重要性。當然，生物研究部僅限於學生學習上。中國建設了很多生物實驗室，為生物實驗室配備最專業的設備。生物實驗用水非常考究，必須是經過深層處理的超純水。

在生物實驗中，化驗用水和實驗用水都必須是無任何雜質和導電介質的超純水。因為一些細胞一旦受到水質污染就無法給實驗者提供正確的數據，會對實驗結果造成一定的影響。可以說生物試驗中，只要是用到水的地方都必須是無污染，無雜質，無導電介質的超純水。

實驗室用超純水設備是經過層層挑選出來的，一般廠家生產的普通超純水機根本無法滿足實驗室用水標準。實驗室用超純水設備具有運行穩定，水生產過程無菌化，水質標準高，出水量靈活，配備數據跟蹤系統，設備智慧型化等優點，可供大小實驗研究使用。

系統分析

1、原水預處理系統

預處理系統通常由聚丙烯纖維(PP)過濾器和活性炭(AC)過濾器組成。對硬度較高的原水還需加裝軟化樹脂過濾器。PP濾芯可高效去除原水中5μm以上的機械顆粒雜質、鐵鏽及大的膠狀物等污染物，保護後續過濾器，其特點是納污量大, 價格低廉。AC活性炭濾芯可高效吸附原水中余氯和部分有機物、膠體，保護聚醯胺反滲透複合膜免遭余氯氧化。軟化樹脂可脫除原水中大部分鈣鎂離子，防止後續RO膜表面結垢堵塞，提高水的回收率。

2、超純化後處理系統

①混床離子交換純化柱

混床離子交換純化柱由陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂按比例混合而成。陽離子交換樹脂用其H+交換去除水中的陽離子，陰離子交換樹脂用其OH-交換去除水中的陰離子，在混床樹脂中被交換出來的H+和OH-結合生成H2O，因此混床離子交換純化柱可用來深度去除RO純水中尚存的微量離子。小型實驗室超純水器中的混床離子交換純化柱通常為一次性使用。永潔達混床離子交換純化柱採用原裝進口核級混床樹脂，其產水電阻率可達18.2MΩ.cm。

②EDI裝置

連續電去離子EDI(Electrodeionization的縮寫)，是利用混床離子交換樹脂吸附給水中的陰陽離子，同時這些被吸附的離子又在直流電壓的作用下分別透過陰陽離子交換膜而被連續去除的過程。這一新技術可以代替傳統的離子交換(DI)，產出10MΩ.cm以上的超純水。EDI深度除鹽的最大優點是可長期穩定運行，無需用酸鹼再生陰陽樹脂，十分適合造水量100L/h以上的超純水中央製備系統，水質穩定，並將大大降低運行成本，TOC也將更低更穩定。永潔達EDI裝置通常的產水電阻率約15~18MΩ.cm。

③除熱原超濾膜

超濾除熱原已廣泛用於現代製藥行業。超濾(Ultrafiltration，縮寫“UF”)膜的孔徑介於反滲透和微濾之間(約0.01～0.1μm)，通常用最小截留分子量來表示。永潔達除熱原超濾膜採用截留分子量為5000道爾頓的聚碸膜，可徹底去除水中熱原(其最小分子量通常大於7000)及各類微生物。

④紫外線殺菌燈與TOC紫外消解器

紫外線殺菌燈採用254nm波長的紫外線照射殺菌，可有效破壞微生物的DNA分子，使之形成TT兩聚體而無法繁殖，是空氣、水安全有效的常用滅菌方法。TOC紫外消解器採用可同時產生185nm/254nm雙波長的紫外線燈管，其中185nm紫外線在空氣中可產生臭氧而殺菌除味，在水中會產生氫氧自由基，可將純水中微量有機物迅速氧化為CO2，達到去除TOC的目的。

⑤終端過濾器

孔徑0.22um的終端過濾器可徹底濾除細菌、真菌及孢子、樹脂碎片及一切微米級污染物。終端過濾器形式有中空纖維式、PP桶過濾器、囊式過濾器、針頭式濾器等，膜材質有聚丙烯、尼龍、聚偏氟乙烯等。

3、反滲透純化系統

反滲透(Reverse Osmosis，簡稱RO)是以壓力差為推動力的一種高新膜分離技術，具有一次分離度高、無相變、簡單高效的特點。反滲透膜“孔徑”已小至納米(1nm=10-9m)，在掃描電鏡下無法看到表面任何“過濾”小孔。在高於原水滲透壓的操作壓力下，水分子可反滲透通過RO半透膜，產出純水，而原水中的大量無機離子、有機物、膠體、微生物、熱原等被RO膜截留。

通常當原水電導率<200μS/cm時，一級RO純水電導率≤5μs/cm，符合實驗室三級用水標準。對於原水電導率高的地區，為節省後續混床離子交換樹脂更換成本，提高純水水質，客戶可考慮選擇二級反滲透純化系統，二級RO純水電導率約1~5μS/cm，與原水水質有關。

標準配置

1.一體式PPF精密濾芯：過濾泥沙、顆粒物;

2.一體式活性炭濾芯：吸附有機物、余氯 ;

3.反滲透膜裝置：第一步脫鹽和去除自來水中的細菌和有機物;

4.壓力純水桶：存放反滲透純水，同時提供取水動力;

5.離子交換柱：第二步脫鹽，電阻達10兆歐以上;

6.核級超純化柱：第三步深度脫鹽，電阻達18.2兆歐以上;

7.終端1微米微孔過濾：過濾細小顆粒物質;

8.超純水專用0.45+0.2微米孔徑終端過濾器(選配)：去除細菌及雜質;

9.電子元器件等：提供各種控制功能。

適用範圍

電子行業生產如單晶矽、半導體、積體電路塊、IC晶片封裝、顯像管、玻殼、液晶顯示器、印刷電路版、光學、光電、熱電廠、冶金、化工、輕工、汽車製造、製藥、醫療衛生等製造工業用純水製造。

醫藥行業的大輸液、醫藥製劑、檢驗分析、血液透析、製藥、製劑工藝用水製造。

塗裝行業如電鍍、電池生產、電泳漆生產線;汽車、電器、建材產品表面清洗、塗裝;玻璃、塑膠表面鍍膜等。化工行業用水製造如化學製藥、紡織印染、精細化工、化妝品、墨盒、日化產品等。

實驗超純水如工廠、大學及公司的生產實驗室、化學實驗室、物理實驗室、中試車間、醫院生化室等。

選型指南

選擇符合水量與水質要求是超純水設備選型先決條件

市面上的各類純水設備產水量在5升/小時~20升/小時之間，一般產水量在20升/小時以上的設備就屬於非標準機型。選型中必須根據實際的用水量考慮設備型號，如果選擇的設備產水量比實際需求量小，就會對設備的耗材損耗過快，附加成本過高；相對的，如果選擇的設備產水量比實際需求量大，就會產生浪費。此外，用水水質也是設備選型的重要條件。目前中國實驗用水水質分為三類，但是大多數實驗用水都只需要一級與三級兩種水質。所以，在選實驗室超純水設備時要優先考慮水質是否符合實際需求。

從成本投入分析國產實驗室超純水設備具有較大經濟優勢：

就現有實驗室純水設備而言，可以將產地統分為進口與國產;一些客戶認為進口設備套用技術先進、相對性能好、並且產水質量高，但也不可否認，進口純水設備成本也很高。其實，國產超純水設備雖然不如國外產品知名度高，但在國內也有大批具有良好口碑的品牌。其產品性能不低於進口產品，並且價格普遍不高。建議用戶不一定要將眼光放在進口超純水設備上，只要性能有保障，國產實驗室超純水設備也是不錯的選擇。