無(wú)論針對(duì)一個(gè)或者多個(gè)實(shí)驗(yàn)室的整體純水系統(tǒng)，還是整幢實(shí)驗(yàn)大樓的純水系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)人員和研究人員都應(yīng)在純水系統(tǒng)設(shè)計(jì)之處考慮一系列因素。純水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、試車、正常運(yùn)行無(wú)不需要使用純水的研究人員、建筑師、咨詢師、承包商、設(shè)備處、儀器生產(chǎn)商之間的精誠(chéng)合作。

　　首先應(yīng)考慮的是構(gòu)成純水系統(tǒng)的四個(gè)子系統(tǒng)中的關(guān)鍵點(diǎn)。為滿足今天實(shí)驗(yàn)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(tǒng)應(yīng)該包括以下四個(gè)部分：

　　1)純水制備系統(tǒng)

　　2)純水儲(chǔ)存系統(tǒng)

　　3)純水分配系統(tǒng)

　　4)超純水系統(tǒng)

　　純水制備系統(tǒng)

　　純水制備系統(tǒng)以自來(lái)水作為進(jìn)水，制備足量符合實(shí)驗(yàn)室所需特定水質(zhì)的純水，是實(shí)驗(yàn)室整體純水系統(tǒng)的起點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)室每天純水的用量有可能從幾升到幾千升不等。在設(shè)計(jì)之處首先應(yīng)該考慮的是：確定每個(gè)用戶和每臺(tái)儀器每天的用水量和所需純水的水質(zhì)，以及用水規(guī)律。而后純水設(shè)計(jì)部門便可以據(jù)此計(jì)算出整個(gè)實(shí)驗(yàn)室每天總的用水量以及高峰用水量。

　　實(shí)驗(yàn)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(jí)水(分析級(jí))，也有可能三級(jí)水(實(shí)驗(yàn)級(jí))或者是滿足特殊應(yīng)用需求的一級(jí)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(xù)電去離子技術(shù)、蒸餾。許多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織(ASTM,NCCLS,CAP,USP)所頒布的純水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和指南將幫助我們確定適當(dāng)?shù)乃|(zhì)。

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

　　純水儲(chǔ)存系統(tǒng)

　　整體實(shí)驗(yàn)室純水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第二個(gè)任務(wù)是精確評(píng)估純水儲(chǔ)存系統(tǒng)的儲(chǔ)存量，純水儲(chǔ)存系統(tǒng)應(yīng)該能夠平衡純水制備系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)室每天用水總量、高峰用水量之間的關(guān)系。每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都有其用水規(guī)律，因此純水儲(chǔ)存系統(tǒng)不僅僅應(yīng)該滿足客戶每天的用水量，還應(yīng)滿足實(shí)驗(yàn)室高峰用水的需求。

　　儲(chǔ)存系統(tǒng)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(tǒng)有足夠的時(shí)間生產(chǎn)出實(shí)驗(yàn)室每日所需的純水。同時(shí)純水儲(chǔ)存水箱必須能夠保證純水的水質(zhì)穩(wěn)定免受污染。水箱的材料和諸多設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)都會(huì)影響到水箱所存儲(chǔ)純水的水質(zhì)。這些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)包括：封閉式設(shè)計(jì)、錐形底、呼吸器、呼吸器中濾芯的選擇和衛(wèi)生溢流口。例如，不合適的呼吸器或?yàn)V芯會(huì)導(dǎo)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(tǒng)

　　純水分配系統(tǒng)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(yàn)室純水設(shè)計(jì)人員應(yīng)該精確計(jì)算管路系統(tǒng)和管路中設(shè)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(yīng)該選擇合適的管道材料和管道連接方法。同時(shí)還應(yīng)采用循環(huán)管路設(shè)計(jì)和并使用適當(dāng)?shù)拈y門，從而使得管路中純水能夠以適當(dāng)?shù)牧魉傺h(huán)，抑制微生物的滋生并避免發(fā)熱。

　　純水分配系統(tǒng)還應(yīng)該包含附加的設(shè)備，在維持純水水質(zhì)的同時(shí)，對(duì)純水進(jìn)行進(jìn)一步純化，并對(duì)管路中水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)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(jī)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(tǒng)階段的水質(zhì)監(jiān)控是非常重要的。因?yàn)楣苈分械乃|(zhì)才是我們從各個(gè)用水點(diǎn)得到的，最后用于實(shí)驗(yàn)的純水的真實(shí)水質(zhì)。因此有必要采用電導(dǎo)率測(cè)試儀和總有機(jī)碳測(cè)試儀對(duì)管路中的水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。如果需要對(duì)管路中微生物或類毒素進(jìn)行監(jiān)控，純水系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初就應(yīng)該考慮到衛(wèi)生采樣閥的安裝。

　　超純水系統(tǒng)

　　實(shí)驗(yàn)室純水系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在考慮超純水系統(tǒng)之初，應(yīng)明確的超純水的用途。一般來(lái)講，純水就已經(jīng)能夠滿足大多數(shù)實(shí)驗(yàn)的用水需求。而超純水的水質(zhì)也因應(yīng)用不同而各異，因此應(yīng)該根據(jù)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(shè)備。同時(shí)也應(yīng)該考慮到超純水水質(zhì)監(jiān)控所需的電阻率測(cè)試儀和總有機(jī)碳監(jiān)控設(shè)備。對(duì)于超純水系統(tǒng)還應(yīng)該考慮的一個(gè)重點(diǎn)是超純水系統(tǒng)安裝所需的的空間。應(yīng)該盡量減少超純水系統(tǒng)所占實(shí)驗(yàn)臺(tái)的空間。超純水系統(tǒng)操作維護(hù)的簡(jiǎn)易程度、運(yùn)行成本也都是需要考慮的問(wèn)題。

　　綜合評(píng)估

　　實(shí)驗(yàn)室純水系統(tǒng)設(shè)計(jì)還應(yīng)考慮的因素是：純水系統(tǒng)的供貨商是否有能力進(jìn)行整體純水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工程指導(dǎo)、技術(shù)支持、售后服務(wù)以及系統(tǒng)的驗(yàn)證校驗(yàn)支持。

　　越來(lái)越多的實(shí)驗(yàn)室需要遵守FDA和MCA等機(jī)構(gòu)所頒布的GMPs和GLP法規(guī)。這些法規(guī)的目的在于提高實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。法規(guī)同時(shí)也規(guī)定：應(yīng)該確保包含純水系統(tǒng)在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室儀器被正確安裝、維護(hù)、校驗(yàn)，并且是在預(yù)期的狀態(tài)下運(yùn)行。因此遵守GMP和GLP法規(guī)的實(shí)驗(yàn)室必須對(duì)純水系統(tǒng)的進(jìn)行驗(yàn)證。這就需要純水系統(tǒng)供貨商有經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的人員，經(jīng)過(guò)校驗(yàn)的儀表能夠?qū)?shí)驗(yàn)室純水系統(tǒng)進(jìn)行安裝驗(yàn)證，操作驗(yàn)證并編寫操作驗(yàn)證的文件。

　　因此在選擇純水系統(tǒng)供貨商時(shí)，就應(yīng)該對(duì)其技術(shù)支持和售后服務(wù)能力進(jìn)行評(píng)估。一個(gè)設(shè)計(jì)優(yōu)良的純水系統(tǒng)，也可能由于不當(dāng)?shù)陌惭b調(diào)試或維護(hù)而無(wú)法正常運(yùn)行。

　　實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)不僅僅要考慮以上四個(gè)主要的部分。同時(shí)也應(yīng)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(duì)純水系統(tǒng)本身的產(chǎn)水水質(zhì)以及超純水系統(tǒng)的運(yùn)行成本產(chǎn)生直接的影響。