浅析医用纯水设备的工艺与保养

摘要:本文从医院常用纯水机的原理及工艺出发,进而分析了医用纯水机的基本保养常识 ,阐述了个各种过虑器材的组成及作用,并对不同的纯水机工艺做了比较。
 
关键词:纯水机;原理;工艺;保养

1 医用纯水定义及纯水机原理
 
《中国药典》(2010年版)规定:“纯化水为采用蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得供药用的水。”而不再仅局限于“蒸馏”这一种工艺。药
 
典这一改变是我国制药用水生产发展史上的一大进步,与世界先进国家的药典实现了接轨。 以前药典将注射用水规定为“纯化水经蒸馏所得的水”,而USP已
 
连续在7个版本中明确规定反渗透 (reverse osmosis,
 
RO)法可以作为制取注射用水的法定方法,显示了人
 
们对采用膜技术生产制药用水的信心。 膜分离法生产
 
制药用水是制药用水技术发展的必然趋势。
 
目前,国内、外多数制药企业、医疗机构采用了
 
离子交换及反渗透和离子交换联合等方法制得纯化水。上述制水生产工艺中,离子交换技术作为深度除
 
盐手段仍被普遍采用, 但离子交换树脂再生时会产生大量废酸、废碱,严重污染环境,发展受到制约。反
 
渗透膜对水中的细菌、热原、病毒及有机物的去除率达到100%。 二级反渗透虽可以免除使用离子交换树脂,但对原水的含盐量要求极高,因为目前反渗透装置的系统脱盐率为98%左右,如果原水含盐量高,则
 
产水电导率就会超过控制指标。 医药用纯水对水质要求相对来说更高、更严格,常要求超纯水的电阻值应高于15兆欧以上。
 
2 纯水机的工艺流程
 
根据我院现用的水机情况将工艺大概分为:
 
1、原水→原水加压泵→pp棉过滤器→活性炭过滤器→反渗透装备→离子交换器→纯化水箱→纯水泵→用水点
 
2、原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→砂过滤器→软水器→**级反渗透→中间水箱→第二级反渗透(反渗透膜表面带正电荷)→纯
 
化水箱→纯水泵→用水点
 
3 纯水设备的保养知识
 
3.1 粗滤器
 
(1)粗滤器的分类
 
粗滤器按过滤水量的大小不同, **常见的有砂过滤器、 无纺布滤芯过滤器和PP纤维滤芯过滤器等。 无纺布滤芯和PP纤维滤芯的长度**常用的有10
 
英寸和20英寸两种, 作为粗滤器用的滤芯孔径一般为25um左右。
 
(2)粗滤器的作用
 
粗滤器的作用是去除水中粒径较大的悬浮杂质,预防这些杂质进入活性炭过滤器, 覆盖活性炭表面,
 
使活性炭的毛细孔结构失去吸附水中杂质的能力。
 
(3)粗滤器的维护
 
随着工作时间的增加水流量逐步下降, 若不及时处理, 粗滤器随着截留固体杂质的增加阻力急剧回升。无法满足后续处理工序的水流量要求。对砂过滤器,压力下降**必定程度后应及时反冲洗。反冲洗
 
时有部分细砂被冲出过滤器, 所以对砂过滤器就应定期补加砂,砂经频繁反冲洗后,分裂程度增加,同
 
时每次反冲洗不可能**地冲干净, 砂中的残剩的淤泥慢慢增加,砂层会出现“板结”现象,此时应更换砂层。 对无纺布或PP纤维滤芯,滤孔被堵塞后个体很难用水冲干净,须定期替换滤芯。
3.2 活性碳过滤器
 
(1)活性碳的作用
 
活性炭过滤器的作用主要是去除大分子有机物、铁氧化物、余氯。 这是因为有机物、余氯、铁氧化物易使离子交换树脂中毒,而余氯、阳离子表面活性剂等不但会使树脂中毒,还会破坏反渗透膜结构,使
 
反渗透膜失效。
 
(2)活性炭的吸附原理
 
活性炭的吸附原理是在其颗粒表面形成一层平衡的表面浓度,再把有机物、杂质吸附到活性炭颗粒内,使用初期的吸附效果很高。 但时间一长,活性炭
 
的吸附能力会不同程度地减弱, 吸附效果也随之下降。 所以,活性炭应定期清洗或更换。
3.3 软水器
 
(1)软水器的作用
 
离子交换树脂是一种聚合物, 带有相应的功能基团。一般情况下,常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。当水中的钙镁离子含量高时,离子交换树脂可以释放出钠离子,功能基团与钙镁离子结合,这
 
样水中的钙镁离子含量降低,水的硬度下降。硬水就
 
变为软水,这是软化水设备的工作过程。
 
(2)软水器的维护保养
 
制纯水用的软水器一般用钠型阳离子交换树脂,树脂交换饱和后用食盐再生,使用几年后树脂破碎程度越来越严重,逐渐失去软化能力。 特别是活性碳过滤器吸附饱和时而又未及时更换活性炭时,原水中的铁、有机物、余氯会直接进入软水器,使树脂中毒,一
 
旦中毒,就无法用再生的方法使其恢复活性。 当树脂的工作交换容量明显下降时,应更换树脂。
3.4 反渗透膜
 
反渗透是纯水系统的核心部件, 经预处理并达到反渗膜要求的原水经反渗膜过滤后就成了纯水,因此做好反渗膜的维护工作是保证纯水质量的关键。 反渗透膜在工作过程中膜表面的盐浓度高于主体流体中的浓度,这种现象称为浓差极化,浓差极化
 
的后果是使一些盐在膜表面上沉淀, 堵塞反渗透膜产水通道,使膜的产水量下降,给水中的有机物不被连续冲掉或被定期冲洗掉时会在膜表面沉淀, 特别是一些表面带电荷的反渗透膜, 会吸附带电的有机物并将其粘滞在膜表面上, 有机物在膜表面的沉积对膜造成的损害比盐在膜表面的沉淀还要严重,有
 
时这种损害是不可逆转的。 膜表面有机物及各种盐类的浓度都远远高于主体水流, 这为细菌的繁殖提供了丰富的营养。 大量的微生物菌群不但堵塞产水通道,而且由于反渗透膜本身也是有机物,会被微生物所分解,造成不可逆转的损伤。水中氧化性物质如
 
余氯等再摸表富集, 富集到一定程度后超出膜本身所能承受的浓度,反渗透膜就会被氧化分解。
 
4 医用纯水的水质标准
 
2010版药典标准
 
GMP标准
电阻率:≥15MΩ.CM
电导率:≤0.5μS
氨≤0.3μg/ml
 
硝酸盐≤0.06μg/ml重金属≤0.5μg/ml
 
5 三种制备医药行业用超纯水的工艺比较
 
目前制备电子工业用超纯水的工艺基本上是以下三种, 其余的工艺流程大都是在以下三种基本工艺流程的基础上进行不同组合搭配衍生而来。 现将他们的优缺点分别列于下面:
 
1、**种采用离子交换树脂,其优点在于初投

资少 占用的地方少 但缺点就是需要经常进行离子
                 
再生 耗费大量酸碱 而且对环境有一定的破坏
                 
2、 第二种采用反渗透作为预处理再配上离子交
                 
换设备 其特点为初次投资比采用离子交换树脂方
                   
式要高 但离子设备再生周期相对要长 耗费的酸碱
                   
                   
比单纯采用离子树脂的方式要少很多   但对环境还
                   
是有一定的破坏性。            
3、 第三种采用反渗透作预处理再配上电去离子


(EDI) 装置 这是目前制取超纯水**经济 **环保用
               
来制取超纯水的工艺 不需要用酸碱进行再生便可
                   
连续制取超纯水 对环境没什么破坏性 其缺点在于
                 
初次投资相对以上两种方式过于昂贵      

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