简要阐述实验室用水常识（实验室的基本条件水）

实验室用水是一些实验过程中最基本的条件之一实验室用水要求有一定的水压、水质和水量，在筹建实验室时必须充分考虑用水的要求，特别是在筹建大型高层实验室或者建立高纯分析实验室时,是一项必备的基本条件,以适应不同实验对象和目标的需要，下面我们就来聊聊关于简要阐述实验室用水常识?接下来我们就一起去了解一下吧!

简要阐述实验室用水常识

实验室用水是一些实验过程中最基本的条件之一。实验室用水要求有一定的水压、水质和水量，在筹建实验室时必须充分考虑用水的要求，特别是在筹建大型高层实验室或者建立高纯分析实验室时,是一项必备的基本条件,以适应不同实验对象和目标的需要。

一、水的用途和分类

1.按水的用途分类

实验室用水按其用途基本上可以分为三类。

(1)生活用水。供各种试验器皿洗涤、试验过程用水,淋浴、通风柜、手套箱和其他用水。

(2)生产用水。供试验设备、辅助设施的冷却用水,洗涤水、地板、墙面、设备洗刷用水以及为纯水制备提供原水等。

(3)消防用水。供室内消火栓和特殊消防设备用水。

2.按水源分类

水的来源不同,具有不同的性质,主要有如下4种。

(1)江河水。江河水硬度较小,碳酸盐少，含氧量大,悬浮物多,有机物多,常有色度。水质随季节、水流条件、水源环境而变化。使用前需要进行沉淀、过滤等预处理。

(2)湖沼水。湖沼水与江河水相似,但外观较清。因移动性小，藻类、菌类的生长使有机物含量增高。使用前需采用过滤、通氯等方法除去或破坏有机物。

(3)地下水(井水)。地下水清,悬浮杂质少,溶解杂物多,通常硬度较大(其中主要是碳酸盐)。地下水的硬度随地区土壤的类型变化很大,应尽量选用硬度较小的地下水。地下水是较理想的水源,可不经预处理。

(4)自来水。

因自来水已经过处理，硬度适中,清而无有机物，是最理想的水源。

般说来， 用于制造纯水的水源应当满足如下要求;Q无悬浮物和胶体物质，无色无味;季节变化小。

二、水中杂质和水的预处理

1.水中杂质

源水的杂质与水的地域、季节及来源有关。水中杂质一般可分为4类。

(1)电解质。水中电解质包括可溶性无机物、有机物及带电的胶体离子等。其中阳离子有H 、Na 、K 、Mg ² 、Ca² 、Fe ² 、Fe³ 、Al³ 等，阴离子有OH^-、HCO₃^-、Cl^-、NO₃^-、HSiO₃^-、有机酸(腐殖酸、烷基苯磺酸等)离子。

由于电解质 杂质的存在，使水的电导率增加。测量水的电导率可以反映天然水中电解质办质的含量。

电导率为电阻率的倒数，单位为西门子每厘米(S/cm)。水的电阻率是指某一温度下，每边为1cm立方体的水的电阻，单位为欧姆，厘米(Ω.cm)。

通过测量水的电 导率再换算出水的总溶解性盐类的含量的方法，虽须做某些假设且带有一定的经验性及误差,但仍具有实用价值。

水中各种阴、阳离子的含量可以用离子色谱法及原子吸收光谱法等分析方法测定。

(2)有机物。 水中所含有机物主要指天然或人工合成的有机物质，如有机酸、有机金属化合物等。这些有机物体积庞大，常以阴性或中性状态存在，通常用化学耗氧量法或总有机碳测定仪测定其含量。

(3)颗粒物质。 水中的颗粒生物包括细菌、浮游生物和藻类等。水中的微生物分为植物性浮游生物，如球藻、硅藻、蓝藻;动物性浮游生物，如原生动物、轮虫及菌类等。其中菌类分为真菌、霉菌、变形菌及细菌4种。细菌又分为一般细菌、大肠杆菌(污染指标细菌)、污水细菌(铁细菌、硫细菌)。

水中的微生物可用膜过滤法和培养法定量测定。

(4)溶解气体。水中的溶解气体包括N2.O2、Cl2、H2S.CO2.CH等,可用气相色谱及化学法测定其含量。

2,水的预处理方法

如果由于条件的限制，当地没有理想的水源，就必须对选用的水源适当地预处理。天然水源均含有悬浮物、胶体和溶解物质等三类杂质，颗粒大于1 x10-'mm的杂质，在水中沉降速度较快，可以设置沉砂池除去。颗粒在1 x10 'mm以下难于自动沉降,颗粒在1 x10-*~1x10mm为胶体颗粒，多数是黏土微粒、高分子物质、微生物和细菌，更难于自行分离，这是自来水净化的主要对象。颗粒小于1 x10-*mm的溶解杂质，是特种水的处理对象。因此， 对水预处理应当根据实际情况选择适当的方法。水的预处理方法有如下3种:

(1)沉淀与混凝。在含有不溶悬浮物的水中，一些不溶物受 重力作用而沉降。悬浮物质颗粒越大，沉降速度越快。工业上用的水沉降池属此类,过滤减少水中杂质，同时减少凝聚时需要的化学药品。为了加速沉降，采用急速沉降法,使水中悬浮物在重力和离心力的双重作用下加速沉降，所谓”急速沉降装置”是这种方法的具体应用。在使用该装置时，往往加人药剂，以便加速悬浮物沉降，降低水中盐类含量。外加药剂使水中带电荷的胶体放电，这是胶体颗粒的脱稳过程,使水的混浊物有色物质、微生物和其他的有机物形成比较大的絮状物，这此絮状物可以用沉降、砂速或过德除去。使用最广泛的凝聚剂是铝盐和铁盐，最常用的是硫酸铝，也有的用有机凝聚剂，硫酸亚铁、氯化亚铁也是经常用的凝聚剂。铝凝聚剂使用时最佳H值为5.5-6.5,铁凝聚剂pH值为3.5-S.5时使用最有效。因此混凝处理的目的是加速沉淀，提高沉淀去除杂质的效率。

(2)过滤。含有悬浮物的水，经过沉降混凝处理后，仍有颗粒较小的不溶物。过德的操作，是把凝结了的或经混凝处理和沉定的水，用压力或自然重力来处理，工业上时常采用砂滤池和塔式过泄器。过滤介质多采用砾石、经过筛选有一定粒度的细砂无烟煤或药用炭等。

(3)加药剂。除了在上述混凝处理中加人凝聚剂以外，在特处理的水中有时还加人一种或几种能使水中杂质(包括落解和不溶解的)氧化还原、络合沉院、凝聚的化学药品，用以降低水中杂质含量，改变水的PH值，破坏或改变水中杂质的组合，从而达到纯化水的目的。例如，用加入石灰或电石渣的方法降低水的硬度;用加人液氯或氯气的方法破坏有机物和杀死菌类:蒸馏法中加入甘露醇以防止硼的蒸出，加入高锰酸钾防止低价易挥发杂质的蒸出等。

三、给水系统

1.给水系统的选择

实验室的给水任务主要从室外给水管网引入进水管道，在保证按所需要的压力、水质、水量将水输送到试验用水设备辅助用水设备、各种配水龙头和消防设备等，以满足试验过程用水、日常生活和消防用水的需要。

实际上，实验室内并 不都需要设置上述三种系统，在设置系统时，应视实验室规模、设备试验过程对水质、水量、水压和水温的要求，并结合室外给水系统情况，经技术、经济上的比较，综合考虑而定。在一般情况下，可设置生产、生活、消防合并的给水系统，有时还根据生产用水的特殊要求，将生产给水再划分为几个不同系统。由于试验需要较高水质标准，设置了去离子水给水系统。有的由于水源水量不足，或者节约用水以及其他要求，设置了循环水冷却系统。

消防给水 系统应尽可能与生活或生产给水系统合并，只有当消防管道与其他管道合并后技术上、经济上均不合理时,可设置单独的消防给水系统。例如:大型高层实验室和对水压、水质有特殊要求的建筑物等可采用单独的消防给水系统。实验设备或辅助设备不允许间断供水时，可将其他给水系统与生产给水系统连通作为备用,但要防止系统被污染。

实验室内部供水系统利用室外给水管网的压力直接供水。在高层实验室内，当室外管网压力不能满足要求时，低层部分应充分利用室外管网中的压力直接供水，上层部分可设置局部加压设备。当室外管网压力经常或周期性不足时，就应考虑设置屋顶水箱和水泵。

2.给水方式

给水方式要按实验室性质、高度、用水设备和消防设施及其所要求的水压、水量再结合室外给水管网的水压情况等决定，常用的有下列几种:

(1)直接供水方式。 这种方式是室内无加压水泵，通常用于室外给水管网在任何时间内，均能保证最不利点用水设备和各种配水龙头连续工作所需要的水压和水量的情况下。在实验室层数不高时，水压、水量均能满足的情况下，一般可采用直接给水方式。

(2)设有高位水箱的给水方式。一般在用水集中高峰时间内，由于随着用水量增加，室外管网内水压下降以致不能满足室内上层用水要求，或在室外管网水压周期性不足时，可考虑采用这种方式。再有实验室用水设备要求安全供水时，也可设置水箱做贮存调节。

(3)设有加压水泵和水箱的给水方式。一般用于室外管网的水压经常低于生产、生活、消防等用水要求的水压，而用水量又不均匀时可采用这种方式，通常用于大型高层实验室。有的实验室要求安全供水时，也可采用这种方式。当用水量大，水泵抽吸后，致使室外管网内的压力大幅度的波动，甚至降低，并影响其他单位的使用时，在进水口处应设置断流水池，但经济上一次投资较大，经常运行维护费也有增加。

3.管道布置

(1)引人管。实验室给水通常可设一根引人管，如果在室外为环形给水管网，设置试验设备和其他试验过程用水要求安全供水时，可在大型、高层实验室内的消火栓数量为10个以上时，可考虑设置两根引入管。

实验室用水设备布置有工艺特点，即用水点多且分散，多数用水点用水量不太大，有的引人管从建筑物中部引入宽内，这样水压使用较为平衡些。有的实验室内由于管道种类较多，工艺和建筑有特殊要求的:有的实验室内，底层走廊等设有管闪的。在这种条件下.给水引人管也有

(2)室内管道布管。 内部给水管网布置与建筑物性质、使用要求、结构情况和用水设备价置等有关。由于实验家配水点多县分散，所以相应的立管、横管和分支管就较普通的办公楼学校、宿舍等建筑物为家。因此管道要合理布置，在布置时既要考虑管道水力条件因素，又要的

到供水安全可靠，尽可能使管线最矩，减少管线交叉，同时还要使经常运行时维修方便。

管道敷设方法可分为明装和暗装两种，选用何种方法敷设应视使用要求、工艺特点、卫生标准而定。通常实验室的管道都为明装敷设，并应尽量沿墙、梁柱、墙角、走廊、天棚下敷设。采用明装教设对施工安装和维修管理都较方便，造价也较低，缺点是影响室内美观和卫生条件，如管道表面积灰和结露。在工艺和建筑工程有特殊要求和对部分房间有较高要求时，管道可考虚路装。此时管道应尽可能暗设在地下室、管沟、天棚内，管道竖并可做在走廊一侧，也可做在走应两侧。暗设在管槽、竖井和天棚内的管道，在装有控制阀门处应留有检修门或检修孔。管道暗设能使室内整齐美观，但造价较明装为高，施工安装和运行维护都较困难。已建成使用的实验室如无特殊要求的，一般都是采用明装。

4.消防用水

室内除生产和生活用水之外，还应根据消防要求设置消防给水系统。设置室内消防条件和消防用水量可按有关要求确定。室内消防给水系统一般分为普通消防、自动喷洒和水幕消防系统等。

(1)普通消防给水系统。 普通消防系统是实验室普遍应用的一一种消防系统,它主要由消火栓、水枪、水龙带、消火栓箱和消防给水管道等组成。在室内消防给水管网系统中水压经常性和周期性不足和不能满足最不利点消火栓的消火要求时,还须设置加压水泵和水箱，以备灭火时使用。

室内消火栓应布置在经常有人出人和较明显的地方,如门厅、楼梯处、走廊等,消火栓和消防管道一般都采用明装。消火栓较多的消防管道应用阀门分成若干段，当局部管道发生故障需维修时，用阀广]切断其供水,其他管段上的消火栓仍处于备用状态。阀门应常开,并须有明显的启闭标志。在同一实验室内,消火栓、水枪、水龙头应采用相同的规格、型号,以利于相互交替使用。

室内消防管道上消火栓的数量如超过10个,室外给水管网又是环形时,则给水引人管至”为两条与室外管网连接，同时应将室内管道连成环状，或将引入管与室外管网连成环状。至门消火栓布置要考虑周到，让消防水能喷射到室内任何部分。消火栓布置间距一般不应意是

50m,水龙带长度通常取15m .20m .25m,不宜过长，否则消火栓处的压力要增大。

(2)自动喷洒消防给水系统。自动喷洒消防系统设备是种特殊的消防 系统，当发生时，能自动喷水灭火。这种自动喷酒消防系统经常设置在火灾危险性较大的建筑物内或部发间内。

(3)水幕消防给水系统。水幕消防给水系统的作用在于隔绝火灾地区防止火灾进延、保护部近房间和建筑物免遭火灾威胁，或防止火焰审过门窗、阻止火灾进步扩大，幕消防设备作为阻火设施。它的阻火效能并不是很理想，因在水幕淋水时，水幕中的辐射仍能通过。但是，水幕装置还能起到冷却作用。

四、实验室污水的排放与初步净化

实验室污水主要来自实验过程中的理化处理仪器设备、P4器具等经使用后排出的污水，即生产试验污水，同时还包括生活污水和屋面雨水等。

1.实验室污水的排放

实验室污水按污水性质成分及污染的程度可设置不同的排水系统。被化学杂质污染，对人体有害有毒物质的污水应设置独立的排水管道，这些污水经局部处理或回收利用才能排人室外排水管网。

实验室内由于化验盆、洗涤盆等卫生器具和其他用水设备数量较多且分散，所以相应的室内排水支管、干管也较多。因此，室内管道布置时，要求管道能相对集中，排列整齐,使施工安装和操作维修方便;普道转弯要少,以减少管内阻塞的可能性;主干管娶尽量靠近设备排水量最大、杂质较多的排水点设置;杂质在管道内流动要有良好的水力条件等。

管道敷设一般是尽可能沿墙、柱墙角、柱角、天棚、走廊等设置;管道应尽量避免穿越放置有精密仪器、仪表、电气设备等的房间或卫生要求较高的房间。

排水立管在室内走廊设有管沟时，通常立管可设置在房间靠内墙走廊侧。当室内走廊无管沟时，立管也可设置在房间靠外墙一侧。排水管的敷设位置应视室内具体情况和室外排水管网全面考虑而定。室内排水管道，由于管径较大，般为明装,这样便于施工安装。

在实验室、纯水室等场所应设置地漏，以便水管破裂，水龙头跑水时能够及时排水,防止实验室浸泡,危及仪器设备安全。

实验室的排水管材一般为铸铁管。室内酸性排水管道地上部分采用硬聚氯乙烯塑料管，埋地部分使用耐酸陶瓷管较好。

2.实验室废水的处理

实验室的废水是在实验操作过程中,各种器皿、仪表、工具、衣服的洗涤及设备的冷却等而产生的。这些废水应按其性质成分等采取不同的处理方式。有的废水可以回收利用其中有用的物质,有的可以直接排至外部排水管网，有的则须采用适当的方法予以处理，然后再排至外部管网。例如:一般设备冷却水经使用后仅水温有所升高,这类废水不经处理就可排人水体或外部排水管网，有的经简单处理还可重复使用。有的废水含有有害有毒物质或放射性物质，则须经适当处理或回收利用其中有用物质后,使之符合国家规定的排放标准，才可排入水体或外部排水管网。

实验室废水的成分比较复杂,它受多种因素影响，如实验过程所用原料、化学药剂、用水水质、水量放射性同位素种类及使用后的化学组成等。一般废水可分为三类:含有机物质的废水、含无机物质的废水、含有机物质和无机物质的废水。

废水排人地面水体或城市排水系统时 ,必须符合国家标准GB8978- 1988(污水综合排人标准)中的规定和其他有关排放要求。

(1)废水的处理方法。 废水处理般有物理法 化学法生物法等。物理法主要利用物理作用以分离废水中的悬浮物。化学法主要利用化学反应的作用来处理度水中的溶解物质或胶体物质。生物法是利用微生物的作用去除废水中的胶体和溶解的有机物质。上述三种基本处理方法各有其特点和适用条件，实验家排出的废水所含的成分和性质比较复杂，有的甚至毒性较大，故处理方法条不相同。对于某种废水采用何种方法处理，是单一方法处理还是联合几种地面水体时，要按排放要求来确定处理的程度，同时应结合水体的自净能力。通常根据有害物

质和溶解氧的指标来确定水体的容许负荷，即排人水体的容许浓度。

(2)酸碱废水处理。实验室会排出一些酸性成碱性废水，由于实验室的性质和类型不同，所排出的酸性废水种类、浓度等都不相同。因此，酸性废水在需要处理时应和其他非酸性废水分流排出。酸性或碱性废水在可能和合理的情况下要尽量回收利用。

1)酸性废水处理方法:利用碱性废水进行中和，使混合的废水叫值接近中性;在酸性废水中投加中和剂;酸性废水通过碱性废水滤层过滤中和;离子交换法;电解法。

在废水处理系统中，般采用前3种处理方法。上述各种方法，按具体条件可单独使用，也可结合使用。在选择处理方法时，还须按照废水中所含酸的种类、性质、浓度、水量及其变动情况:当地中和剂的供应情况(一股指石灰、 石灰石等):废水排人地面水体的条件和排人城市管网的要求等综合考虑确定。

2)碱性废水处理方法:利用酸性废水进行中和，混合后的废水p时值近中性;在碱性废水中投加中和剂(常用中和剂为硫服);向碱性废水中鼓人烟道废气(酸性气体CO;及S02);利用水体中二氧化碳中和碱性废水:向碱性废水中投人压缩二氧化碳。- 一股常用前三种处理法。

3)酸碱废水处理的药剂:废水处理常用的药剂及其参考浓度，在实际工作中药剂的浓度还要经过实验来选择。

(3)处理酸碱皮水的流程。废水的pH值为2.5-12.处理方法一般都采用化学法。 投药为自动控制，废水成分用仪表检测，自动清除污泥及机械脱水废水处理设备均为标准化、系列化产品。处理效果较稳定,操作简便。

五、纯水

1.纯水概述

自来水是将天然水经过初步净化处理制得的，它仍然含有各种杂质，主要有各种盐类、有机物、颗粒物质和微生物等，因此，只能用于初步洗涤仪器、作冷却或加热浴用水等，不能用于配制溶液及分析工作。为此,需要将水纯化。市场上有各种“净水器”、“纯水机”及各种作为饮用水的“纯水”、“纯净水”出售，不能直接利用这些装置生产的产品作为化验室的分析用水,因为这些装置和产品对水纯化的目的是除去对人体有害的物质和重金属污染、有机物污染、细菌和病

毒等，保留对人体有益的物质，如微量元素和矿物质。而分析实验室用水是针对除去水中干扰物质的目的设计的。如一般的化学分析，要求除去的杂质是阳离子和阴离子,并不对细菌和病毒等有过高的限制。因此，尽管这两种“纯水”利用的纯化原理相同,但达到的目的及检验指标不同，不能替代。即作为饮用水的“纯净水”不满足分析要求，作为“分析实验室用水”的纯水也不能作为饮用水。

2纯水的质量和标准

水是化学上常用的良好溶剂，由于水的溶解能 力很强，所以在分析化学上不仅需要定数量的水，而且需要一一定质量的水，用于洗涤仪器，作各种溶剂等。随着工业和科学技术的新发展，分析化学对水的质量的要求已成为关键性问题之- ，尤其是在高纯物质和痕量元素分析方南以及电子工业领坡，保证产品质量，提高分析方法的准确度和灵敏度减低实验空白，都直接分析技术水平的同时应当重视纯水的水质问题。

理论纯水是很难达到的，经过处理净化后的纯水水中含有微量杂质，主要分为四类:一是无机物.二:是有机物，三是微生物,四是溶解气体。

纯水中的这些杂质对分析技术并不都是有害的,不同的分析方法、分析对象、分析质量对纯水的要求也不相同。为使纯水适应分析化学等领域中各种不同用途,必须提高和控制纯水的纯净度，采用统一的纯水质量标准加以控制。国际标准化组织(ISO)于1983年制定纯水标准,将纯水分为三个级别。国内参照ISO纯水标准制定我国的纯水标准。美国材料试验学会(ASTM)纯水标准将纯水分为四个等级。

我国国家标准GB6682-1992<分析实验室用水规格和试验方法》将适用于化学分析和无机痕量分析等试验用水分为三个级别:一级水、二级水和三级水。

,