整體實(shí)驗室純水系統設計的關(guān)鍵事項

　　無(wú)論針對一個(gè)或者多個(gè)實(shí)驗室的整體純水系統，還是整幢實(shí)驗大樓的純水系統，實(shí)驗室設計人員和研究人員都應在純水系統設計之處考慮一系列因素。純水系統的設計、安裝、試車(chē)、正常運行無(wú)不需要使用純水的研究人員、建筑師、咨詢(xún)師、承包商、設備處、儀器生產(chǎn)商之間的精誠合作。

　　首先應考慮的是構成純水系統的四個(gè)子系統中的關(guān)鍵點(diǎn)。為滿(mǎn)足今天實(shí)驗室所使用的高端分析儀器用水需求，一個(gè)典型的純水系統應該包括以下四個(gè)部分：

　　1)純水制備系統

　　2)純水儲存系統

　　3)純水分配系統

　　4)超純水系統

　　純水制備系統

　　純水制備系統以自來(lái)水作為進(jìn)水，制備足量符合實(shí)驗室所需特定水質(zhì)的純水，是實(shí)驗室整體純水系統的起點(diǎn)。實(shí)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(gè)用戶(hù)和每臺儀器每天的用水量和所需純水的水質(zhì)，以及用水規律。而后純水設計部門(mén)便可以據此計算出整個(gè)實(shí)驗室每天總的用水量以及高峰用水量。

　　實(shí)驗室所需的純水水質(zhì)也可能各不相同。有可能是常用的二級水(分析級)，也有可能三級水(實(shí)驗級)或者是滿(mǎn)足特殊應用需求的一級水(超純水)。純水的制備也可以采用多種純化技術(shù)，例如反滲透、離子交換、連續電去離子技術(shù)、蒸餾。許多國際標準組織(ASTM,NCCLS,CAP,USP)所頒布的純水水質(zhì)標準和指南將幫助我們確定適當的水質(zhì)。

　　純水控制系統對于整個(gè)系統的操作、維護以及運行非常重要。因此純水制備系統的顯示面板所顯示的信息應該簡(jiǎn)單明了，同時(shí)控制面板的操作也應該簡(jiǎn)易快捷。同時(shí)為了保證純水制備系統的正常運行和產(chǎn)水水質(zhì)，不僅要監控產(chǎn)水水質(zhì)，同時(shí)也應該對進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行監控(自來(lái)水水質(zhì))。最后還應考慮整個(gè)純水制備系統所占用的空間以及系統運行成本。

　　純水儲存系統

　　整體實(shí)驗室純水系統設計的第二個(gè)任務(wù)是精確評估純水儲存系統的儲存量，純水儲存系統應該能夠平衡純水制備系統和實(shí)驗室每天用水總量、高峰用水量之間的關(guān)系。每個(gè)實(shí)驗室都有其用水規律，因此純水儲存系統不僅僅應該滿(mǎn)足客戶(hù)每天的用水量，還應滿(mǎn)足實(shí)驗室高峰用水的需求。

　　儲存系統在每日高峰用水之間可以起到緩沖的作用，使得純水制備系統有足夠的時(shí)間生產(chǎn)出實(shí)驗室每日所需的純水。同時(shí)純水儲存水箱必須能夠保證純水的水質(zhì)穩定免受污染。水箱的材料和諸多設計細節都會(huì )影響到水箱所存儲純水的水質(zhì)。這些設計細節包括：封閉式設計、錐形底、呼吸器、呼吸器中濾芯的選擇和衛生溢流口。例如，不合適的呼吸器或濾芯會(huì )導致空氣中的污染物進(jìn)入水箱，從而降低水箱中純水的水質(zhì)。

　　純水分配系統

　　純水分配系統的主要目的在于通過(guò)分配泵和純水分配管路將純水輸送到每個(gè)用水點(diǎn)。為保證管路中純水的流速和壓力，實(shí)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(lái)的壓力損失，從而選擇合適的分配泵。

　　為保證管路中純水的水質(zhì)，應該選擇合適的管道材料和管道連接方法。同時(shí)還應采用循環(huán)管路設計和并使用適當的閥門(mén)，從而使得管路中純水能夠以適當的流速循環(huán)，抑制微生物的滋生并避免發(fā)熱。

　　純水分配系統還應該包含附加的設備，在維持純水水質(zhì)的同時(shí)，對純水進(jìn)行進(jìn)一步純化，并對管路中水質(zhì)進(jìn)行監控。因此可能需要采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，或者采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(zhì)監控是非常重要的。因為管路中的水質(zhì)才是我們從各個(gè)用水點(diǎn)得到的，最后用于實(shí)驗的純水的真實(shí)水質(zhì)。因此有必要采用電導率測試儀和總有機碳測試儀對管路中的水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控。如果需要對管路中微生物或類(lèi)毒素進(jìn)行監控，純水系統設計之初就應該考慮到衛生采樣閥的安裝。

　　超純水系統

　　實(shí)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(lái)講，純水就已經(jīng)能夠滿(mǎn)足大多數實(shí)驗的用水需求。而超純水的水質(zhì)也因應用不同而各異，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(chǎn)水量，從而選擇合適的超純水設備。同時(shí)也應該考慮到超純水水質(zhì)監控所需的電阻率測試儀和總有機碳監控設備。對于超純水系統還應該考慮的一個(gè)重點(diǎn)是超純水系統安裝所需的的空間。應該盡量減少超純水系統所占實(shí)驗臺的空間。超純水系統操作維護的簡(jiǎn)易程度、運行成本也都是需要考慮的問(wèn)題。

　　綜合評估

　　實(shí)驗室純水系統設計還應考慮的因素是：純水系統的供貨商是否有能力進(jìn)行整體純水系統的設計、工程指導、技術(shù)支持、售后服務(wù)以及系統的驗證校驗支持。

　　越來(lái)越多的實(shí)驗室需要遵守FDA和MCA等機構所頒布的GMPs和GLP法規。這些法規的目的在于提高實(shí)驗室數據的準確性和可靠性。法規同時(shí)也規定：應該確保包含純水系統在內的實(shí)驗室儀器被正確安裝、維護、校驗，并且是在預期的狀態(tài)下運行。因此遵守GMP和GLP法規的實(shí)驗室必須對純水系統的進(jìn)行驗證。這就需要純水系統供貨商有經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓的人員，經(jīng)過(guò)校驗的儀表能夠對實(shí)驗室純水系統進(jìn)行安裝驗證，操作驗證并編寫(xiě)操作驗證的文件。

　　因此在選擇純水系統供貨商時(shí)，就應該對其技術(shù)支持和售后服務(wù)能力進(jìn)行評估。一個(gè)設計優(yōu)良的純水系統，也可能由于不當的安裝調試或維護而無(wú)法正常運行。

　　實(shí)驗室設計不僅僅要考慮以上四個(gè)主要的部分。同時(shí)也應該了解各個(gè)部分之間的關(guān)系。例如，純化技術(shù)的選擇就會(huì )對純水系統本身的產(chǎn)水水質(zhì)以及超純水系統的運行成本產(chǎn)生直接的影響。