無論針對一個或者多個實驗室的整體純水系統(tǒng)，還是整幢實驗大樓的純水系統(tǒng)，實驗室設(shè)計人員和研究人員都應(yīng)在純水系統(tǒng)設(shè)計之處考慮一系列因素。純水系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、試車、正常運(yùn)行無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)商之間的精誠合作。

　　首先應(yīng)考慮的是構(gòu)成純水系統(tǒng)的四個子系統(tǒng)中的關(guān)鍵點。為滿足今天實驗室所使用的高端分析儀器用水需求，一個典型的純水系統(tǒng)應(yīng)該包括以下四個部分：

　　1)純水制備系統(tǒng)

　　2)純水儲存系統(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)以自來水作為進(jìn)水，制備足量符合實驗室所需特定水質(zhì)的純水，是實驗室整體純水系統(tǒng)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(shè)計之處首先應(yīng)該考慮的是：確定每個用戶和每臺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)計部門便可以據(jù)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(zhì)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(yīng)用需求的一級水(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�質(zhì)。

　　純水控制系統(tǒng)對于整個系統(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)該簡單明了，同時控制面板的操作也應(yīng)該簡易快捷。同時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)，同時也應(yīng)該對進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控(自來水水質(zhì))。最后還應(yīng)考慮整個純水制備系統(tǒng)所占用的空間以及系統(tǒng)運(yùn)行成本。

　　純水儲存系統(tǒng)

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

　　儲存系統(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)有足夠的時間生產(chǎn)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(zhì)穩(wěn)定免受污染。水箱的材料和諸多設(shè)計細(xì)節(jié)都會影響到水箱所存儲純水的水質(zhì)。這些設(shè)計細(xì)節(jié)包括：封閉式設(shè)計、錐形底、呼吸器、呼吸器中濾芯的選擇和衛(wèi)生溢流口。例如，不合適的呼吸器或濾芯會導(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(shè)計人員應(yīng)該精確計算管路系統(tǒng)和管路中設(shè)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(zhì)，應(yīng)該選擇合適的管道材料和管道連接方法。同時還應(yīng)采用循環(huán)管路設(shè)計和并使用適當(dāng)?shù)拈y門，從而使得管路中純水能夠以適當(dāng)?shù)牧魉傺�環(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，對純水進(jìn)行進(jìn)一步純化，并對管路中水質(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。因為管路中的水質(zhì)才是我們從各個用水點得到的，最后用于實驗的純水的真實水質(zhì)。因此有必要采用電導(dǎo)率測試儀和總有機(jī)碳測試儀對管路中的水質(zhì)進(jìn)行實時監(jiān)控。如果需要對管路中微生物或類毒素進(jìn)行監(jiān)控，純水系統(tǒng)設(shè)計之初就應(yīng)該考慮到衛(wèi)生采樣閥的安裝。

　　超純水系統(tǒng)

　　實驗室純水系統(tǒng)設(shè)計者在考慮超純水系統(tǒng)之初，應(yīng)明確的超純水的用途。一般來講，純水就已經(jīng)能夠滿足大多數(shù)實驗的用水需求。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。同時也應(yīng)該考慮到超純水水質(zhì)監(jiān)控所需的電阻率測試儀和總有機(jī)碳監(jiān)控設(shè)備。對于超純水系統(tǒng)還應(yīng)該考慮的一個重點是超純水系統(tǒng)安裝所需的的空間。應(yīng)該盡量減少超純水系統(tǒng)所占實驗臺的空間。超純水系統(tǒng)操作維護(hù)的簡易程度、運(yùn)行成本也都是需要考慮的問題。

　　綜合評估

　　實驗室純水系統(tǒng)設(shè)計還應(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、工程指導(dǎo)、技術(shù)支持、售后服務(wù)以及系統(tǒng)的驗證校驗支持。

　　越來越多的實驗室需要遵守FDA和MCA等機(jī)構(gòu)所頒布的GMPs和GLP法規(guī)。這些法規(guī)的目的在于提高實驗室數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。法規(guī)同時也規(guī)定：應(yīng)該確保包含純水系統(tǒng)在內(nèi)的實驗室儀器被正確安裝、維護(hù)、校驗，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)的實驗室必須對純水系統(tǒng)的進(jìn)行驗證。這就需要純水系統(tǒng)供貨商有經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的人員，經(jīng)過校驗的儀表能夠?qū)�實驗室純水系統(tǒng)進(jìn)行安裝驗證，操作驗證并編寫操作驗證的文件。

　　因此在選擇純水系統(tǒng)供貨商時，就應(yīng)該對其技術(shù)支持和售后服務(wù)能力進(jìn)行評估。一個設(shè)計優(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)而無法正常運(yùn)行。

　　實驗室設(shè)計不僅僅要考慮以上四個主要的部分。同時也應(yīng)該了解各個部分之間的關(guān)系。例如，純化技術(shù)的選擇就會對純水系統(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。