实验室纯水系统是一种专门设计用于实验室环境的设备,用于生产纯度高的水。该系统的主要目的是去除水中的各种杂质,包括导电介质、不离解的气体、胶体以及有机物(包括细菌),从而提供高纯度的水,以满足实验室各种实验和研究的需求。
实验室纯水系统的工作原理是通过多个步骤对水进行处理,包括预处理、反渗透、混床离子交换和精密过滤等。在预处理阶段,系统通过物理和化学方法去除水中的大颗粒杂质和颜色。然后,水进入反渗透处理单元,通过半透膜去除绝大多数的离子、溶质和微生物。在混床离子交换单元中,阳离子交换树脂和阴离子交换树脂分别去除水中的阳离子和阴离子,使水中的离子浓度进一步降低。最后,经过精密过滤,得到高纯度的纯水。
1、多级集成净化技术
技术实现:采用多种水处理技术串联组合,逐级去除不同类型的杂质。
典型工艺流程:
预处理:使用PP棉滤芯去除悬浮物、泥沙;活性炭滤芯吸附余氯、有机物和异味,保护后续反渗透膜。
反渗透(RO):核心脱盐技术,利用半透膜在高压下去除水中>95%的离子、有机物、微生物和颗粒物,产水水质接近II级或III级水标准。
离子交换(EDI或混床):
EDI(连续电去离子):结合离子交换树脂和电渗析技术,无需酸碱再生,可持续生产高纯水(I级水),环保且稳定。
混床(Mixed Bed):使用H⁺型阳树脂和OH⁻型阴树脂混合床,深度去除残余离子,产水电阻率可达18.2 MΩ·cm(25°C),是传统生产I级水的方法。
超纯化/终端精处理:采用紫外灯(UV)破坏有机物和杀菌,超滤(UF)去除热原(内毒素)和核酸酶,终端微滤(0.22μm或0.1μm)滤除颗粒和细菌,确保出水达到无菌、无热原、无核酸酶的超纯水标准。
技术优势:多级屏障确保水质稳定达标,适应不同水源(市政自来水)的波动。
2、智能化控制与监测
技术特点:
实时水质监测:内置高精度电导率仪/电阻率仪、TOC(总有机碳)分析仪,实时显示产水的电阻率、电导率、TOC值。
触摸屏/液晶显示:直观显示系统运行状态、水质参数、耗材寿命、故障报警等信息。
自动控制:实现自动制水、自动循环、自动冲洗、自动报警和自动关机(水箱满或定时)。
数据记录与追溯:部分高d型号具备数据存储、打印或通过USB/网络导出功能,满足GLP(良好实验室规范)要求。
人机交互:可设置取水模式(定量取水、定流速取水)、系统参数和报警阈值。
3、模块化与灵活配置
技术体现:
主机+储水箱模式:主机生产纯水(RO水或I级水),储存在无菌水箱中,通过循环管路和终端精处理单元供应超纯水。适用于用水量大、多点取水的实验室。
一体化台式机:将所有组件集成在一个紧凑的台式设备中,直接从自来水生产I级超纯水,即产即用,避免储水二次污染,适合小型实验室或单一取水点。
可扩展性:可根据需求选择不同的产水量、水质等级和功能模块(如增加TOC监测、双波长UV等)。
4、高效与节能设计
技术特点:
低废水比:采用高效反渗透膜和智能废水比控制技术,显著降低废水排放量(如1:1甚至更低),节约水资源。
节能运行:配备变频增压泵,根据需求调节压力,降低能耗。
低维护成本:EDI技术取代传统混床,无需酸碱再生,运行成本低,操作简便。
5、安全与卫生保障
技术措施:
全管路循环消毒:系统管路、水箱和终端可定期进行巴氏消毒(热水)或化学消毒(臭氧、过氧化氢),有效控制微生物滋生。
无死腔设计:管路设计避免死角,减少微生物和污染物积聚。
空气过滤:水箱呼吸器配备疏水性空气过滤器,防止空气中的颗粒和微生物进入水箱。
安全联锁:具备缺水、漏水、超压、超温等多重安全保护。
6、稳定可靠的运行
技术保障:
高品质核心部件:采用进口品牌反渗透膜、离子交换树脂、水泵和传感器,确保长期稳定运行。
耗材寿命管理:系统自动监测和提示滤芯、反渗透膜、离子交换柱等耗材的剩余寿命,提醒及时更换。
低故障率:设计成熟,运行稳定,维护简单。