整體實驗室純水係統設計的關鍵事項

　　無論針對一個或者多個實驗室的整體純水係統，還是整幢實驗大樓的純水係統，實驗室設計人員和研究人員都應在純水係統設計之處考慮一係列因素。純水係統的設計、安裝、試車、正常運行無不需要使用純水的研究人員、建築師、谘詢師、承包商、設備處、儀器生產商之間的精誠合作。

　　首先應考慮的是構成純水係統的四個子係統中的關鍵點。為滿足今天實驗室所使用的高端分析儀器用水需求，一個典型的純水係統應該包括以下四個部分：

　　1)純水製備係統

　　2)純水儲存係統

　　3)純水分配係統

　　4)超純水係統

　　純水製備係統

　　純水製備係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，是實驗室整體純水係統的起點。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。

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

　　純水控製係統對於整個係統的操作、維護以及運行非常重要。因此純水製備係統的顯示麵板所顯示的信息應該簡單明了，同時控製麵板的操作也應該簡易快捷。同時為了保證純水製備係統的正常運行和產水水質，不僅要監控產水水質，同時也應該對進水水質進行監控(自來水水質)。最後還應考慮整個純水製備係統所占用的空間以及係統運行成本。

　　純水儲存係統

　　整體實驗室純水係統設計的第二個任務是精確評估純水儲存係統的儲存量，純水儲存係統應該能夠平衡純水製備係統和實驗室每天用水總量、高峰用水量之間的關係。每個實驗室都有其用水規律，因此純水儲存係統不僅僅應該滿足客戶每天的用水量，還應滿足實驗室高峰用水的需求。

　　儲存係統在每日高峰用水之間可以起到緩衝的作用，使得純水製備係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汙染。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。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導致空氣中的汙染物進入水箱，從而降低水箱中純水的水質。

　　純水分配係統

　　純水分配係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係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。

　　為保證管路中純水的水質，應該選擇合適的管道材料和管道連接方法。同時還應采用循環管路設計和並使用適當的閥門，從而使得管路中純水能夠以適當的流速循環，抑製微生物的滋生並避免發熱。

　　純水分配係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。

　　純水分配係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。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進行實時監控。如果需要對管路中微生物或類毒素進行監控，純水係統設計之初就應該考慮到衛生采樣閥的安裝。

　　超純水係統

　　實驗室純水係統設計者在考慮超純水係統之初，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水量，從而選擇合適的超純水設備。同時也應該考慮到超純水水質監控所需的電阻率測試儀和總有機碳監控設備。對於超純水係統還應該考慮的一個重點是超純水係統安裝所需的的空間。應該盡量減少超純水係統所占實驗台的空間。超純水係統操作維護的簡易程度、運行成本也都是需要考慮的問題。

　　綜合評估

　　實驗室純水係統設計還應考慮的因素是：純水係統的供貨商是否有能力進行整體純水係統的設計、工程指導、技術支持、售後服務以及係統的驗證校驗支持。

　　越來越多的實驗室需要遵守FDA和MCA等機構所頒布的GMPs和GLP法規。這些法規的目的在於提高實驗室數據的準確性和可靠性。法規同時也規定：應該確保包含純水係統在內的實驗室儀器被正確安裝、維護、校驗，並且是在預期的狀態下運行。因此遵守GMP和GLP法規的實驗室必須對純水係統的進行驗證。這就需要純水係統供貨商有經過專業培訓的人員，經過校驗的儀表能夠對實驗室純水係統進行安裝驗證，操作驗證並編寫操作驗證的文件。

　　因此在選擇純水係統供貨商時，就應該對其技術支持和售後服務能力進行評估。一個設計優良的純水係統，也可能由於不當的安裝調試或維護而無法正常運行。

　　實驗室設計不僅僅要考慮以上四個主要的部分。同時也應該了解各個部分之間的關係。例如，純化技術的選擇就會對純水係統本身的產水水質以及超純水係統的運行成本產生直接的影響。