運(yùn)城12噸實(shí)驗(yàn)室醫(yī)療純化水設(shè)備廠家工藝

一、引言

在實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)療領(lǐng)域，純化水的質(zhì)量至關(guān)重要。它不僅關(guān)乎實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，還直接影響到患者的健康和安全。為了制備高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)室醫(yī)療純化水，需要采用先進(jìn)且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃幚砉に嚒１疚膶⒃敿?xì)介紹一種針對(duì)12噸/小時(shí)出力量的實(shí)驗(yàn)室醫(yī)療純化水設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)。

二、原水水質(zhì)分析

原水水質(zhì)是設(shè)計(jì)純化水工藝的基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)療場(chǎng)所的原水通常來(lái)自市政供水，其水質(zhì)可能因地區(qū)、季節(jié)和水源的不同而有所差異。一般來(lái)說(shuō)，原水中含有懸浮物、膠體、溶解鹽類、有機(jī)物、微生物等雜質(zhì)。因此，在設(shè)計(jì)純化水工藝時(shí)，必須對(duì)原水進(jìn)行詳細(xì)的水質(zhì)分析，包括但不限于以下指標(biāo)：

• 懸浮物（SS）

• 濁度（Turbidity）

• 總?cè)芙夤腆w（TDS）

• 電導(dǎo)率（Conductivity）

• pH值

• 硬度（Hardness）

• 堿度（Alkalinity）

• 氯含量（Chlorine）

• 微生物含量（Microbial Content）

• 有機(jī)物含量（TOC）

通過(guò)這些指標(biāo)的分析，可以全面了解原水水質(zhì)，為后續(xù)的工藝設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

三、預(yù)處理系統(tǒng)

預(yù)處理系統(tǒng)是整個(gè)純化水工藝的首道工序，其主要目的是去除原水中的大顆粒雜質(zhì)、懸浮物和部分有機(jī)物，以減輕后續(xù)處理單元的負(fù)擔(dān)。對(duì)于12噸/小時(shí)的實(shí)驗(yàn)室醫(yī)療純化水設(shè)備，預(yù)處理系統(tǒng)通常包括以下幾個(gè)部分：

1. 原水泵：為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的水源和壓力，確保水能夠順暢地通過(guò)各個(gè)處理單元。

2. 多介質(zhì)過(guò)濾器：內(nèi)裝石英砂、無(wú)煙煤等濾料，通過(guò)接觸過(guò)濾原理去除原水中的懸浮物、膠體和部分有機(jī)物，降低濁度和SDI（淤塞密度指數(shù)）值。

3. 活性炭過(guò)濾器：內(nèi)裝優(yōu)質(zhì)椰殼活性炭，用于吸附原水中的余氯、有機(jī)物和部分重金屬離子，改善水的口感和氣味，同時(shí)防止后續(xù)處理單元中的樹脂和膜元件受到余氯的侵害。

4. 軟化器：采用離子交換樹脂或化學(xué)藥劑對(duì)原水進(jìn)行軟化處理，去除水中的鈣、鎂離子，降低水硬度，防止水垢在后續(xù)處理單元中形成。

5. 精密過(guò)濾器：過(guò)濾精度一般為5微米或更高，進(jìn)一步去除原水中的細(xì)小顆粒和殘留的濾料碎片，確保進(jìn)入反滲透系統(tǒng)的水質(zhì)符合要求。

四、雙級(jí)反滲透系統(tǒng)（RO）

反滲透（RO）是整個(gè)純化水工藝的核心部分，其原理是在高于溶液滲透壓的壓力作用下，借助于半透膜的選擇截留作用，將溶液中的溶質(zhì)與溶劑分離。對(duì)于實(shí)驗(yàn)室醫(yī)療純化水設(shè)備而言，雙級(jí)反滲透系統(tǒng)能夠更地去除水中的溶解鹽類、有機(jī)物、微生物和熱源等雜質(zhì)，確保產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)。

1. 一級(jí)反滲透系統(tǒng)：經(jīng)過(guò)預(yù)處理的水首先進(jìn)入一級(jí)反滲透系統(tǒng)。在高壓泵的推動(dòng)下，水分子透過(guò)反滲透膜，而大部分溶解鹽類、有機(jī)物和微生物等被截留。一級(jí)反滲透的回收率一般控制在60-70%，以減少能耗和延長(zhǎng)膜元件的使用壽命。

2. 二級(jí)反滲透系統(tǒng)：一級(jí)反滲透產(chǎn)水再進(jìn)入二級(jí)反滲透系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的深度處理。二級(jí)反滲透的回收率可以更高，一般控制在80-90%，以提高水資源的利用率。經(jīng)過(guò)二級(jí)反滲透處理后，產(chǎn)水水質(zhì)顯著提高，電導(dǎo)率可降至2μS/cm以下，滿足實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)療領(lǐng)域的高純度用水需求。

五、EDI連續(xù)電去離子系統(tǒng)

雖然雙級(jí)反滲透系統(tǒng)已經(jīng)能夠去除水中的大部分雜質(zhì)，但對(duì)于某些特定的應(yīng)用場(chǎng)合（如細(xì)胞培養(yǎng)、分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)等），對(duì)水質(zhì)的要求更為嚴(yán)格。因此，在雙級(jí)反滲透之后，通常會(huì)配置EDI（Electrodeionization）連續(xù)電去離子系統(tǒng)，以進(jìn)一步提高水質(zhì)。

EDI系統(tǒng)利用混床離子交換樹脂吸附給水中的殘余離子，并通過(guò)直流電場(chǎng)的作用使樹脂連續(xù)再生，從而保證產(chǎn)水的高純度和穩(wěn)定性。EDI系統(tǒng)無(wú)需使用酸堿再生劑，減少了化學(xué)物質(zhì)的引入和廢水的排放，是一種環(huán)保且高效的深度除鹽技術(shù)。經(jīng)過(guò)EDI系統(tǒng)處理后，產(chǎn)水的電阻率可達(dá)到18.2MΩ·cm以上，滿足實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)療用水標(biāo)準(zhǔn)。

六、消毒系統(tǒng)

在實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)療領(lǐng)域，控制水中微生物的含量至關(guān)重要。因此，在純化水的末端，通常會(huì)配置消毒系統(tǒng)來(lái)殺滅水中可能存在的細(xì)菌和病毒。常用的消毒方法包括紫外線消毒、臭氧消毒和巴氏消毒等。

1. 紫外線消毒：利用紫外線燈管發(fā)射的紫外線照射水流，破壞微生物的DNA結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到殺菌的目的。紫外線消毒具有殺菌效率高、無(wú)化學(xué)殘留、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

2. 臭氧消毒：通過(guò)臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧氣體，將其溶解在水中進(jìn)行消毒。臭氧具有很強(qiáng)的氧化性，能夠有效殺滅細(xì)菌和病毒。但臭氧消毒可能會(huì)產(chǎn)生少量的化學(xué)副產(chǎn)物，因此需要嚴(yán)格控制臭氧的投加量和接觸時(shí)間。

3. 巴氏消毒：通過(guò)加熱將水加熱至一定溫度并保持一段時(shí)間來(lái)殺滅微生物。巴氏消毒通常適用于對(duì)熱敏感的場(chǎng)合或需要大量熱水系統(tǒng)。

在選擇具體的消毒方式時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮和選擇。

七、儲(chǔ)存與分配系統(tǒng)

經(jīng)過(guò)一系列的處理后，得到的純化水需要進(jìn)行儲(chǔ)存和分配以供實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)療使用。儲(chǔ)存與分配系統(tǒng)通常包括純水箱、輸送泵、管道和用水點(diǎn)等部分。

1. 純水箱：采用不銹鋼或聚乙烯等材質(zhì)制成，用于儲(chǔ)存純化水。純水箱應(yīng)配備液位傳感器和呼吸器等附件，以確保水質(zhì)不受污染。

2. 輸送泵：為整個(gè)系統(tǒng)提供動(dòng)力，確保純化水能夠穩(wěn)定地輸送到各個(gè)用水點(diǎn)。輸送泵應(yīng)選用衛(wèi)生級(jí)材料制成，并采取必要的減震和降噪措施。

3. 管道：連接各個(gè)處理單元和用水點(diǎn)，應(yīng)采用衛(wèi)生級(jí)管道材料（如不銹鋼或聚丙烯）制成，并采取適當(dāng)?shù)拿芊夂头雷o(hù)措施以防止二次污染。

4. 用水點(diǎn)：根據(jù)實(shí)際需求設(shè)置不同的用水點(diǎn)，如實(shí)驗(yàn)臺(tái)、洗手池、淋浴器等。每個(gè)用水點(diǎn)都應(yīng)配備合適的閥門和防濺裝置以方便使用和管理。

八、控制系統(tǒng)與監(jiān)測(cè)

為了確保整個(gè)純化水設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和產(chǎn)水水質(zhì)的持續(xù)達(dá)標(biāo)，需要配備先進(jìn)的控制系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)設(shè)備。

1. 控制系統(tǒng)：采用PLC（可編程邏輯控制器）或DCS（分布式控制系統(tǒng)）等自動(dòng)化控制設(shè)備對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行集中控制和管理?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)具備手動(dòng)/自動(dòng)切換功能、故障報(bào)警和遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能以便操作人員實(shí)時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。

2. 監(jiān)測(cè)設(shè)備：在預(yù)處理、反滲透、EDI和消毒等各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置相應(yīng)的水質(zhì)監(jiān)測(cè)儀器（如濁度儀、電導(dǎo)率儀、TOC分析儀、微生物檢測(cè)儀等），實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)產(chǎn)水的水質(zhì)情況。同時(shí)，還應(yīng)設(shè)置壓力傳感器、流量傳感器和液位傳感器等對(duì)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)以確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

九、結(jié)論

綜上所述，針對(duì)運(yùn)城12噸實(shí)驗(yàn)室醫(yī)療純化水設(shè)備廠家而言，其工藝設(shè)計(jì)應(yīng)包括預(yù)處理系統(tǒng)、雙級(jí)反滲透系統(tǒng)、EDI連續(xù)電去離子系統(tǒng)、消毒系統(tǒng)以及儲(chǔ)存與分配系統(tǒng)等多個(gè)部分。通過(guò)這些處理單元的協(xié)同工作和先進(jìn)控制系統(tǒng)與監(jiān)測(cè)設(shè)備的配合使用，可以確保產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到實(shí)驗(yàn)室和醫(yī)療領(lǐng)域的高標(biāo)準(zhǔn)要求并保持穩(wěn)定可靠地運(yùn)行滿足實(shí)際應(yīng)用的需求