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遼寧3 噸實驗室超純水設備

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上海濱潤環保科技有限公司自創建以來,主要從事制藥,生物,保健品,化妝品,工業,化工,醫院等純水,超純水的成套設備,能提供從原水開始到合格純水,純化水,超純水,注射用水(包括用水點)的全套工藝設計、設備制造、安裝、調試及DQ、IQ、OQ文件資料等“交鑰匙”工程。












純水設備,純凈水設備,超純水設備,反滲透設備,超濾設備

應用領域 環保,食品/農產品,化工,電子/電池,制藥/生物制藥
科研實驗、分析檢測、生物培養等領域,超純水的純度直接影響實驗結果的準確性與可靠性。遼寧3 噸實驗室超純水設備專為中大型實驗室設計,每小時可穩定產出 3 噸符合 ASTM、GB/T 6682 等標準的超純水(電阻率≥18.2MΩ?cm),通過多級凈化工藝去除水中離子、微生物、有機物、顆粒物等雜質,為原子吸收光譜、高效液相色譜、細胞培養等精密實驗提供高品質用水,避免污染物干擾實驗數據或影響培養物活性。
一、核心水質標準:實驗室級嚴苛要求
遼寧3 噸實驗室超純水設備實驗室超純水需滿足多維度的純度指標,不同實驗場景對水質的側重點不同,但核心指標需嚴格把控:
  • 電阻率:在 25℃條件下,電阻率≥18.2MΩ?cm(電導率≤0.055μS/cm),確保水中離子被深度去除,避免離子對電化學分析、半導體材料實驗等產生干擾。

  • 微生物與顆粒物:微生物含量≤1CFU/mL,顆粒物(≥0.1μm)≤1 個 /mL,防止微生物污染細胞培養體系,或顆粒物堵塞色譜柱等精密儀器。

  • 有機物與熱源:總有機碳(TOC)≤10ppb,內毒素≤0.03EU/mL,適用于分子生物學實驗(如 PCR)和細胞培養,避免有機物影響熒光檢測或熱源引發細胞凋亡。

  • 金屬離子:鈉、鐵、銅等常見金屬離子含量≤0.1ppb,滿足痕量分析實驗需求,確保原子吸收、電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)等檢測結果的準確性。

這些指標覆蓋了物理、化學、生物等多方面的純度要求,使 3 噸實驗室超純水設備能夠適配分析化學、生命科學、材料科學等多個實驗室領域。
二、工藝流程:階梯式深度凈化體系
設備采用 “預處理系統→雙級反滲透→EDI 深度除鹽→終端精處理” 的全流程工藝,結合實驗室用水間斷性、高純度的特點,在保障水質的同時兼顧能耗與操作便捷性,各環節協同實現從原水到超純水的精準轉化。
(一)預處理系統:原水凈化的基礎防線
預處理系統針對實驗室常用的市政自來水或井水,去除影響后續凈化的關鍵雜質,保護核心膜組件:
  • 多介質過濾器:采用 “石英砂 + 無煙煤” 雙層濾料設計,上層裝填 0.8-1.2mm 石英砂(層高 600mm),截留水中泥沙、懸浮物;下層裝填 1-2mm 無煙煤(層高 400mm),吸附膠體與部分有機物。通過篩分與吸附作用,使出水濁度≤1NTU,污染指數(SDI)≤4,為反滲透系統提供合格進水。設備配備自動反沖洗功能,當進出口壓差達 0.1MPa 或運行 72 小時后,啟動氣水聯合反沖(空氣擦洗 5 分鐘 + 水沖洗 15 分鐘),恢復濾料吸附能力。

  • 活性炭過濾器:選用碘值≥1100mg/g 的椰殼活性炭(層高 800mm),利用多孔結構吸附原水中的余氯(去除率≥99.5%)、有機物(TOC 去除率≥60%)和異味。余氯的深度去除可避免其氧化反滲透膜,有機物的攔截則降低 EDI 系統的處理負荷,延長核心部件壽命。過濾器每 3 個月更換一次活性炭,確保吸附效率穩定。

  • 軟化器(可選):針對高硬度原水(鈣鎂離子濃度>100ppm),配置軟化器去除硬度離子,防止反滲透膜結垢。采用鈉型陽離子交換樹脂,再生周期根據原水硬度自動計算(通常為 2-3 天),再生后出水硬度≤0.03mmol/L,適配北方高硬度地區實驗室使用。

  • 精密過濾器:采用 5μm 孔徑的 PP 折疊濾芯(6-8 支并聯),截留預處理殘留的微小顆粒與膠體碎片,作為反滲透系統的 “保安過濾”,避免顆粒物劃傷膜表面。濾芯更換周期為 1-2 個月,配備壓差報警裝置(壓差>0.07MPa 時提示更換)。

(二)雙級反滲透系統:深度脫鹽的核心
反滲透系統通過半透膜的選擇性透過,去除水中 98% 以上的溶解性鹽類、有機物和微生物,為后續 EDI 系統提供低離子含量的進水:
  • 一級反滲透單元:膜元件選用陶氏 BW30-400FR 抗污染膜(12 支,排列方式 6:3),單支膜面積 400ft2,在 1.2-1.5MPa 操作壓力下,脫鹽率≥98%,產水電導率≤50μS/cm,水回收率 70-75%。配備 316L 不銹鋼高壓泵(流量 5m3/h,揚程 160m),采用變頻控制技術,根據進水壓力自動調節轉速,節能率≥20%。

  • 二級反滲透單元:采用海德能 ESPA2 高脫鹽率膜(8 支,排列方式 4:2),操作壓力 0.8-1.0MPa,脫鹽率≥99.5%,產水電導率≤10μS/cm,進一步降低水中離子與有機物含量。二級濃水回流至一級反滲透進水端,系統總回收率提升至 80-85%,減少水資源浪費。

  • 清洗與保護:系統配備化學清洗裝置,可定期用檸檬酸(酸洗)和氫氧化鈉(堿洗)溶液清洗膜元件,去除結垢與有機物污染,清洗周期根據膜通量下降情況確定(一般為 3-6 個月)。停機時自動啟動沖洗程序,用純水泵洗膜表面,防止濃差極化。

(三)EDI 深度除鹽系統:超純水的關鍵轉化
EDI(電去離子)系統在反滲透產水基礎上進一步深度除鹽,無需化學再生,是實驗室超純水制備的 “綠色工藝”:
  • EDI 模塊:選用西門子 IP-LXM45 或等同級模塊(3-4 個并聯),每個模塊處理流量 0.8-1.2m3/h,在直流電場作用下,通過離子交換樹脂與離子交換膜的協同作用,將水中殘余離子遷移至濃水室排出。產水電阻率穩定在 15-18.2MΩ?cm,TOC≤10ppb,硅去除率≥99.9%,滿足實驗室高純度用水需求。

  • 運行參數:操作壓力 0.4-0.6MPa,進水溫度 20-25℃,濃水排放率≤5%,極水排放率≤1%,功耗≤0.3kW?h/m3。系統配備在線電阻率儀、流量開關和電流監控裝置,實時監測模塊運行狀態,確保產水質量穩定。

(四)終端精處理系統:純度保障的最后環節
終端處理針對 EDI 產水進行精細凈化,去除殘留的微生物、顆粒物和微量有機物,確保終端用水點的超純水質量:
  • 紫外線殺菌器:采用雙波長(254nm+185nm)低壓汞燈,功率 100W,照射劑量≥40mJ/cm2。254nm 波長破壞微生物 DNA,滅菌率≥99.99%;185nm 波長氧化分解殘留有機物,TOC 再降低 30%,避免有機物干擾液相色譜等檢測。燈管壽命 8000 小時,系統自動記錄運行時間,到期提醒更換。

  • 拋光混床(可選):對于超高純度需求場景(如半導體材料實驗),可配置拋光混床,內裝核級陽陰樹脂(比例 1:2),進一步將電阻率提升至 18.2MΩ?cm,TOC≤5ppb。混床采用一次性設計,無需再生,更換周期根據產水電阻率下降情況確定(一般為 6-12 個月)。

  • 終端過濾器:安裝 0.22μm 孔徑的聚醚砜(PES)濾芯,截留水中可能殘留的微生物殘骸、膠體碎片,確保終端出水顆粒物(≥0.22μm)≤1 個 /mL,直接連接實驗儀器用水點。

(五)儲存與分配系統:水質穩定性維護
儲存與分配系統設計需避免超純水二次污染,確保從設備到實驗臺的全程水質穩定:
  • 超純水儲罐:容積 8-10m3,采用 316L 不銹鋼材質,內壁電拋光(Ra≤0.4μm)、無盲管設計,防止微生物附著。配備夾套式溫控裝置(維持水溫 20-25℃),頂部安裝呼吸器(內置 0.22μm 除菌濾芯)和氮封裝置(氮氣純度≥99.999%),維持罐內微正壓(0.02-0.03MPa),隔絕空氣中的 CO?與污染物。

  • 分配管路:采用 316L 不銹鋼管(內壁 Ra≤0.4μm)或 PVDF 管,通過自動軌道焊接連接,避免死角。管路設計為循環回路,水流速≥1.5m/s,防止微生物滋生;配備變頻循環泵(316L 材質),確保各用水點壓力穩定在 0.2-0.4MPa,滿足實驗儀器進水要求。

  • 在線監測系統:在儲罐出口、循環管路及關鍵用水點安裝在線電阻率儀(精度 ±0.01μS/cm)、TOC 分析儀(檢測限≤1ppb)、顆粒計數器(檢測粒徑≥0.1μm),實時數據傳輸至控制系統,超標時自動報警并啟動排放程序,確保不合格水不進入實驗環節。

三、技術參數與性能指標:實驗室場景精準匹配
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參數類別
具體指標
實驗室應用依據
產水量
3m3/h(±5%)
滿足中大型實驗室單日用水需求(約 20-30m3)
產水水質
電阻率≥18.2MΩ?cm(25℃),電導率≤0.055μS/cm
符合 ASTM Type I 級水標準

TOC≤10ppb,內毒素≤0.03EU/mL
適配細胞培養、分子生物學實驗

微生物≤1CFU/mL,顆粒物(≥0.1μm)≤1 個 /mL
滿足精密儀器分析要求

金屬離子(Na?、Fe3?等)≤0.1ppb
適用于痕量元素分析
進水要求
市政自來水(電導率≤500μS/cm,濁度≤5NTU)
無需復雜預處理,適應多數實驗室水源
系統回收率
≥80%
平衡實驗室用水效率與水質
電源 / 功率
380V/50Hz,裝機功率≤30kW
可接入實驗室工業用電回路
占地面積
約 20-25㎡
適合實驗室設備間或專用水處理區域
自動化程度
PLC 全自動控制,支持遠程監控,數據存儲≥5 年
符合 GLP 對實驗數據追溯的要求
四、設備優勢:實驗室場景的專屬設計
(一)高純度與穩定性
采用雙級反滲透 + EDI 的*工藝組合,產水電阻率穩定在 18.2MΩ?cm,關鍵指標(TOC、微生物)遠低于實驗室用水標準;系統配備多重在線監測與反饋控制,水質波動≤±3%,確保平行實驗結果的一致性。
(二)靈活適配實驗需求
設備支持多種用水模式:可直接供應終端超純水(連接實驗臺),也可通過分配系統輸送至大型儀器(如 ICP-MS、PCR 儀);針對不同實驗場景,可快速切換水質模式(如高 TOC 去除模式、低金屬離子模式),滿足多樣化需求。
(三)智能化與易操作
采用 PLC 控制系統搭配 12 英寸觸摸屏,可預設多種實驗用水程序(如 “色譜分析模式”“細胞培養模式”),一鍵啟動自動運行;支持遠程監控(手機 APP 或電腦端),實驗人員可隨時查看設備狀態與水質數據,無需現場值守。
(四)安全與合規性
與水接觸部件均為 316L 不銹鋼或食品級材料,符合 USP Class VI 生物安全性要求;所有運行數據(產水量、水質、操作記錄)自動存檔,支持審計追蹤,滿足 GLP 與 ISO 17025 對實驗室設備的管理要求。
五、應用場景:實驗室核心用水支持
  • 分析化學實驗室:為高效液相色譜(HPLC)、氣相色譜(GC)、原子吸收光譜(AAS)等儀器提供流動相配制與沖洗用水,低離子、低有機物特性確保檢測基線穩定。

  • 生命科學實驗室:用于細胞培養、蛋白質純化、PCR 實驗,低微生物、低內毒素的超純水可避免細胞污染,保證實驗體系活性。

  • 材料科學實驗室:作為半導體材料、納米材料制備的反應介質,高電阻率水可防止離子摻雜影響材料性能。

  • 環境監測實驗室:用于水質、土壤樣品前處理,痕量金屬離子控制可避免樣品污染,確保監測數據準確。

六、維護要點:實驗室設備精細管理
  • 日常維護:每日檢查產水電阻率(≥18.2MΩ?cm)、TOC(≤10ppb)等關鍵指標;每周更換精密過濾器濾芯;每月排放儲罐底部積水,檢查氮封壓力(0.02-0.03MPa)。

  • 定期保養:每 3 個月校準在線監測儀表(電阻率儀、TOC 儀);每 6 個月對反滲透膜進行化學清洗(酸洗 + 堿洗);每年更換 EDI 模塊樹脂、終端過濾器濾芯,檢查管路焊接處有無泄漏。

  • 實驗安全注意:更換濾芯或維護設備前需關閉電源與進水閥;超純水與普通自來水管道需明確標識,避免混用;定期對分配系統進行消毒(每月用熱水循環或臭氧消毒一次),防止微生物滋生。

3 噸實驗室超純水設備通過專業化的工藝設計與智能化控制,在中大型實驗室場景中實現了高純度水質與穩定運行的平衡。其靈活的適配性、嚴格的合規性與便捷的操作性,使其成為分析檢測、生命科學、材料研究等領域的核心水處理設備,為實驗室提供可靠的用水保障,助力科研實驗結果的準確性與可重復性。


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