校準電導率儀在節約水資源方面的意義

　　1電導率的重要性

　　電導率代表各種離子在水溶液中的導電能力，可用來(lái)表示各種離子的總量，既精確、簡(jiǎn)化了檢測方法，又能在線(xiàn)測量，隨時(shí)監測水處理系統的工作情況。

　　《中國藥典》UPS24規定，就地生產(chǎn)使用的制藥用水，用電導率測定替代氯化物、*鹽、鈣鹽、氨及二氧化碳5項檢測，可見(jiàn)電導率檢測的重要性。新安裝的在線(xiàn)電導率儀，由于主機及電導池都是新的，經(jīng)過(guò)廠(chǎng)家現場(chǎng)安裝調試，估計問(wèn)題不大，其準確性比較可靠。原水在經(jīng)過(guò)源水貯罐、源水泵、藥箱、計量泵、機械過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器、軟水器、精濾和高壓泵等一系列處理后，進(jìn)入反滲透主機。水系統的反滲透主機主要部分是反滲透膜組件，殘余的反滲透基準水溫為25℃，水的利用率應達到70%～75%。當廠(chǎng)家工程師在安裝調試時(shí)，會(huì )給在線(xiàn)電導率儀設定一個(gè)檢測電導率的量程及測量點(diǎn)，經(jīng)過(guò)前面一系列初步處理后的水，在此環(huán)節作第二次電導率檢測(第一次是原水電導率檢測)。當在線(xiàn)電導率儀運行時(shí)間久了，尤其是電導池長(cháng)期浸在水中，容易老化，這樣，就會(huì )出現測量誤差，造成很大的水浪費，在全世界提倡節約用水的今天，顯得尤為重要。

　　2電導率儀檢定規程對電導率儀的要求

　　從檢定規程中可知，對在線(xiàn)電導率儀只要檢測儀器引用誤差就夠了。用在線(xiàn)電導率儀的電導池測量電導率標準溶液，其儀器引用誤差不應大于±4.5%FS，否則要調試在線(xiàn)電導率，使其達到計量要求。

　　3在線(xiàn)電導率儀實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測方案

　　將原水箱、中間水箱和純化水箱的電導率測量數據，用無(wú)線(xiàn)傳輸的方式傳輸到單片機控制，實(shí)現動(dòng)態(tài)測量。在線(xiàn)電導率儀每六個(gè)月校準一次。

　　4項目發(fā)展的趨勢

　　據本人長(cháng)期從事理化檢測工作的經(jīng)驗，并查閱相關(guān)資料，得知該項目校準屬于廣西首創(chuàng )，屆時(shí)廣西省內各制藥廠(chǎng)爭相效仿，很有發(fā)展潛力。

　　5醫藥行業(yè)用純化水生產(chǎn)工藝流程

　　5.1現在最為流行的工藝

　　新工藝：原水(電導率檢測)→原水加壓泵→多介質(zhì)過(guò)濾器→活性炭過(guò)濾器→軟水器→精密過(guò)濾器第→一級反滲透(電導率檢測)→pH調節→中間水箱→第二級反滲透(反滲透膜表面帶正電荷)→純化水箱→純水泵→紫外線(xiàn)殺菌器→微孔過(guò)濾器→用水點(diǎn)

　　5.2典型制藥用系統設計實(shí)例

　　制藥用水系統根據工藝用水的要求和具體用水情況的不同，有各種各樣的系統設計形式。無(wú)論是哪一種系統設計形式，都圍繞著(zhù)制藥用水的特殊情況，針對工藝用水的制備、貯存、分配輸送和微生物控制等方面的要求進(jìn)行綜合性設計。制藥用水系統的設計都是綜合性設計。

　　5.3典型純化水系統流程設計要點(diǎn)

　　純化水系統可以單一使用目的設計，也可以作為注射用水的前道工序來(lái)處理。純化水系統的設計可有多種選擇，這些選擇與源水的水質(zhì)、產(chǎn)品的工藝要求及企業(yè)的其他實(shí)際情況相關(guān)，最根本的原則是符合GMP的要求及生產(chǎn)出符合標準的純化水。

　　6典型純化水系統配置的設計要點(diǎn)

　　6.1源水貯罐

　　一般源水貯罐應設置高、低水位電磁感應液位計，動(dòng)態(tài)檢測水箱液位。在非低水位時(shí)仍具備源水泵、計量泵啟動(dòng)的條件，水箱材料多采用非金屬，如聚乙烯(PE)。

　　6.2源水泵

　　可采用普通的離心泵，泵應設置高過(guò)熱保護器、壓力控制器，以提高泵的壽命。為防止出現故障，泵還應設有自動(dòng)報警系統。

　　6.3藥箱、計量泵

　　假如源水水質(zhì)濁度較高，通常運用精密計量泵進(jìn)行自動(dòng)加藥(加藥量由調試時(shí)確定)，同時(shí)可根據城市管網(wǎng)供水的特點(diǎn)及源水水質(zhì)報告，加入適量的絮凝劑，使源水中的藻類(lèi)、膠體、顆粒及部分有機物等凝聚為較大的顆粒，以便經(jīng)后面的砂濾去除。加藥箱的材質(zhì)亦多為非金屬材料(如PE)，計量泵的定量加藥應與源水泵運轉同步進(jìn)行。

　　6.4機械過(guò)濾器

　　源水若使用井水，井水中常含有顆粒很細的塵土、腐殖質(zhì)、淀粉、纖維素以及菌、藻等微生物。這些雜質(zhì)與水形成溶膠狀態(tài)的膠體微粒，由于布朗運動(dòng)和靜電排斥力而呈現沉降穩定性和聚合穩定性，通常它們不可能用自然沉降的方法除去，而應經(jīng)源水處理，即用添加絮凝劑來(lái)破壞溶膠的穩定性，使細小膠體微粒絮凝成較大的顆粒，通過(guò)砂濾和炭濾預過(guò)濾除去這些顆粒。在砂濾中所用的濾料多采用大顆粒石英砂，把源水中的絮狀雜質(zhì)(主要為有機物腐殖質(zhì)和粘土類(lèi)無(wú)機化合物)除去，通過(guò)機械過(guò)濾器處理后，出水的濁度<0.5FTU。由于源水中氯離子對金屬的氧化性，以及時(shí)間久了會(huì )使金屬的表面發(fā)生晶間腐蝕。因此，機械過(guò)濾器罐體可采用玻璃內襯PE膽的非金屬罐體，或不銹鋼內襯橡膠罐體。

　　6.5活性炭過(guò)濾器

　　在本例的水系統中采用了反滲透處理工序，而反滲透進(jìn)水除也要求淤集密度指數SDI≤5之外，還有另一個(gè)進(jìn)水指標，即余氯<0.1mg/L，為此配置了活性過(guò)濾裝置。在系統中，活性炭過(guò)濾器主要具有兩個(gè)處理功能：(1)吸附水中的部分有機物，吸附率約為60%左右;(2)吸附水中殘余余氧離子，通過(guò)機械過(guò)濾器是難以去除的。為了進(jìn)一步純化源水，使之達到反滲透濾膜的進(jìn)水指標要求，在工藝流程中通常設計一級活性炭過(guò)濾器�；钚蕴窟@所以能用來(lái)吸附粒度在0.1～0.9nm左右的物質(zhì)，是由于其結構中存在大量平均孔徑在2～5nm的微孔和粒隙�；钚蕴康倪@種結構特點(diǎn)，使它的吸附表面積能達到500～2000m2/g，由于一般有機物的分子直徑都略水于2～5nm，因此活性炭對有機物的吸附最有效。此外活性炭還有很強的脫氯能力，活性炭不存在吸附飽和的問(wèn)題，只是損失少量的炭，所以活性炭脫氯可以運行相當長(cháng)的時(shí)間�；钚蕴砍�了能脫氯及吸附有機物外，還能除去水中的臭味、色度，以及殘留的濁度，在水系統中的綜合處理極強。但應注意，活性炭在使用一定時(shí)期后，仍會(huì )減弱其吸附能力，而需要再生。

　　經(jīng)以上二級處理，源水的純度得到大大提高。經(jīng)處理后的水中余氯含量已小于0.01mg/L。由于源水中殘余的氯離子對金屬的氧化性，以及長(cháng)時(shí)間使用后會(huì )在金屬的表面發(fā)生晶間腐蝕。因此，活性炭過(guò)濾器的罐體可采用玻璃內襯PE膽的非金屬罐體，或不銹鋼內襯橡膠罐體。

　　6.7軟化器

　　水系統中采用的軟化器是利用鈉型離子樹(shù)脂中可交換的Na 將水中的Ca 、Mg 交換出來(lái)，使源水軟化成軟化水。這對防止反滲透膜表面結垢，提高反滲透膜的工作壽命和處理效果意義極大。由于再生液中CL-能使金屬腐蝕，因此軟化水器罐體宜采用非金屬的材料制造，例如，玻璃鋼外殼內襯PE膽，或不銹鋼內襯橡膠罐體。軟化器的濾料采用鈉型陽(yáng)離子樹(shù)脂。

　　6.8精濾

　　精濾在水每統中又稱(chēng)保安過(guò)濾，它通常由熔噴成型的孔徑為5μm的聚丙烯(PP)膜來(lái)實(shí)現。精濾是源水進(jìn)入反滲透膜前最后一道處理工藝。其作用是防止上一道過(guò)濾工序可能存在的泄漏。否則，部分固體微粒就會(huì )滲入反滲透膜中，使反滲透膜阻塞。

　　6.9高壓泵

　　作為反滲透系統動(dòng)力源的高壓泵，宜配置高、低壓保護、過(guò)熱保護，以防止泵的損壞。高壓泵的性能穩定可靠，以保護水系統的運行。二級泵的材質(zhì)一般多選用316L不銹鋼。

　　6.10反滲透主機

　　水系統的反滲透主機主要部分是反滲透膜組件，由于反滲透的出水偏酸性，金屬的膜殼會(huì )逐漸被腐蝕，因此，膜殼的選材應保護主機除鹽的作用長(cháng)期、穩定可靠的達到設計要求。反滲透主機是設計，殘余的反滲透基準水溫為25℃，水的利用率應達到70%～75%，反滲透系統的總脫鹽率應大于97%。反滲透的控制系統可采用微電腦PLC控制，來(lái)實(shí)現反滲透膜組件的順洗、制水、水箱滿(mǎn)、藥洗、高壓泵的高低壓保護、過(guò)熱保護等工藝過(guò)程的全自動(dòng)控制，并應帶有電導率的隨機顯示。

　　6.11一級純化水箱(中間水箱)

　　該設備的材質(zhì)可采用S304不銹鋼，容器的容量依據設計要求。

　　6.12一級純化水泵(中間增壓泵)

　　水系統的一級純化水泵應設置高過(guò)熱保護器、壓力控制器、水量監控器，以提高泵的壽命。出現故障時(shí)泵應有自動(dòng)報警系統。

　　6.13酸堿再生箱與水力噴射泵

　　為確�；齑仓械年庪x子樹(shù)脂和陽(yáng)離子樹(shù)脂的再生需要，系統設置了適當容量的酸堿再生箱2只并配套噴射泵。再生箱的材料應采用耐腐蝕的非金屬材料。

　　6.14混床離子交換裝置

　　為了使經(jīng)過(guò)反滲透主機處理后的水質(zhì)達到電阻率≥2MΩ.m的要求，也為了保證離子交換器失效后樹(shù)脂的再生不影響生產(chǎn)，在設計中通常都配置2臺混床，1臺使用，1臺進(jìn)行再生處理，整個(gè)使用、再生的過(guò)程可通過(guò)控制系統實(shí)現自動(dòng)切換，手動(dòng)再生。通常在水系統反滲透主機后設置有離子交換的深度除鹽裝置。離子交換器使用的濾料應采用優(yōu)質(zhì)樹(shù)脂。

　　6.15微孔過(guò)濾

　　由孔徑為0.22µm的聚氟乙烯濾棒組合成的微孔過(guò)濾器，是為了去除上述處理后在純化水中殘留的微小顆粒和離子交換裝置中所泄漏的破碎樹(shù)脂等，使出水最終達使用條件中以供水水質(zhì)的所有要求。

　　6.16二級純化水箱

　　即純化水成品水箱，該容器為316L不銹鋼材料制造，為了使容器內積水完全排空和便于在線(xiàn)清洗，該容器應采用圓頂底立式結構。

　　6.17二級純化水泵應采用衛生級泵。

　　泵的形式應為無(wú)容積式氣隙，泵底最低處應安裝排水閥以將水排盡。泵應設置高過(guò)熱保護器、壓力控制器、水量監控器，以提高泵的壽命。出現故障時(shí)，泵設有自動(dòng)報警系統。泵的使用功率應足夠大，足以使系統內水的流速>2m/s。

　　6.18紫外線(xiàn)殺菌器

　　盡管整個(gè)純化水系統通過(guò)以上的各個(gè)流程處理，使水質(zhì)達到了供水水質(zhì)的要求，但為了防止管道上的滯留水及容器管道內壁滋生細菌而影響供水質(zhì)量，在反滲透處理單元進(jìn)出口的供水管道末端均應設置大功率的紫外線(xiàn)殺菌器，以保護反滲透處理單元免受水系統可能產(chǎn)生的微生物污染，杜絕或延緩管道系統內微生物細胞的滋生。

　　6.19巴斯德滅菌

　　在整個(gè)水系統中，有兩處需要對微生物進(jìn)行特殊控制。一處是活性炭過(guò)濾器和軟化器，這是因為活性炭過(guò)濾器的主要作用都是去除有機物，其上流側必定會(huì )隨使用時(shí)間的推移積累大量的有機物。為使該處理單元具有確定的處理微生物的能力，又不會(huì )因微生物積累過(guò)多而對下流側造成污染，有必要對其進(jìn)行定期的消毒。另一處是成品純化水循環(huán)系統的定期消毒。在這個(gè)例子中，采用了巴斯德滅菌器完成上述所需的定期消毒滅菌。

　　每個(gè)巴斯德滅菌器設置2個(gè)溫控探頭，一個(gè)在使用設備貯罐內，另一個(gè)在熱交換器的出口處，巴斯德滅菌器的回水溫度不低于80℃，出水溫度在83℃以上，通常，每周消毒滅菌1次，整個(gè)消毒過(guò)程持續1～2小時(shí)。

　　巴斯德滅菌常用的消毒程序是：貯罐的水量約15%，在一定時(shí)間內升溫至80℃，然后保溫1～2小時(shí)，然后冷卻，同時(shí)進(jìn)純化水并降溫至25℃。巴斯德滅菌的消毒周期視微生物污染水平而定，例如當微生物超過(guò)50CFU/ml時(shí)消毒處理。