食品工廠設計中潔凈車間的純水制備系統一般包括預處理——脫鹽——精處理三個階段。
一、預處理階段
預處理的目的主要是將原水(一般為自來水)處理到符合脫鹽設備的進水水質要求,經常采用的手段有多介質過濾、凝聚過濾、活性炭吸附、離子交換軟化、pH調節、熱交換、紫外線殺菌(25UV)、超過濾等。
二、脫鹽階段
脫鹽階段主要任務是將水中的溶解鹽類、TOC、SiO2、DO等處理至達到精處理階段的進水水質要求,主要采用的手段有反滲透(一級或兩級)、離子交換（復床或混合床）、ED、膜脫氣、紫外線除TOC(185UV)和紫外線殺菌(254UV)等。
三、精處理階段
精處理的任務是最后達到預定的水質并在輸送過程中保持穩定,因此它是一個不間斷的循環系統,即系統通過的水量應為最終使用量的1.3~2倍,未使用的純水返回精處理系統的水箱再循環。這個階段主要采用的手段有精混合床(非再生式)、紫外線殺菌、MF、UF、RO等。
四、純水制備、輸送流程
超純水系統流程應根據用水水質要求、原水水質及運行管理、經濟性等因素確定。除了合理確定純水制取的流程外,純水(特別是超純水)的輸送設計也是極其重要的。這里主要是出水輸水配管的設計及管道材料的選擇。
隨著生產工藝對純水水質的不斷提高,甚至到了理論純水的程度、尤其是集成電路的發展不但對水中電解質的含量要求極其嚴格,而且對細菌、微粒、有機物及溶解氧等都有極其嚴格的要求。除了嚴格的純水制造過程外，純水輸送管道的管材選擇和管網設計是保證使用水質的關鍵。
實踐證明,采用循環供水方式是行之有效的。主要是基于保證輸水管道內的流速和盡量減少盲管段的死水區，以減少純水在管道內的停留時間,減小管道微量溶出物(即使用前質量最好的管道也會有微量物質溶出)對超純水水質的影響,同時,基于流水不腐的道理,高的流速也可以防止細菌微生物的滋生。
對水質要求較高的純水管道應采用循環供水方式,并符合下列要求。
1、循環水量宜為使用量的30%~100%。
2、干管流速宜為1.5~3m/s。
3、不循環的支管長度應盡量短,其長度不宜大于6倍管徑
4、供水干管上應設有清洗接口。
5、管道系統各組成部分必須密封嚴密,不得有滲氣現象。
純水管道管材選擇是非常重要的,主要考慮三方面的因素
1、材料的化學穩定性。純水是一種極好的溶劑,為了保證純水水質在輸送過程中下降最小,必須選擇化學穩定性極好的管材,也就是在所要求的純水中的溶出物最小。溶出物的多少應由材料的溶出試驗確定,其中包括金屬離子、有機物的溶出。
2、管道內壁的光潔度。管道內壁如有微小的凹凸,會造成微粒的沉積和微生物的繁殖,導致微粒和細菌兩項指標的不合格。目前PVDF管道粗糙度可達<1μm,而不銹鋼管約為幾十微米。
3、管道及管件的接頭處的平整度。對于防止產生水流的渦流區是非常重要的。
純水管道的管材必須滿足工藝對水質的要求。醫藥工業根據其需高溫消毒和忌諱“氯”的特點主要以不銹鋼為主;而電子工業則大都采用各種高分子合成的熱塑性材料,如聚氯乙烯(UPVC)、聚丙烯(PP)、丙烯-丁二烯-苯乙烯(ABS)、潔浄聚氯乙烯和聚偏氟乙烯(PVDF)等材料制成的管道、管件及閱門。
除了選擇合適的管材外,管道定期清洗也是保證水質的重要手段,主要是防止長期運行后,內壁產生沉積物及微生物積聚使水質下降。因此在設計車間內純水管道時要留有排空和清洗的接口。