關于純化水設備中的重要耗材及更換周期,你了解多少

凈得瑞 2020.11.25 19:00 1449

純化水是藥品、制劑、醫療器械行業制造中不可缺少的原料和組成,各地區及國家藥典中對純化水的檢測指標、制備工藝、儲備、使用都有明確規定。為保障企業的正常生產及使用純化水的化學純度,純化水設備性能、可靠性和耐用性尤為關鍵。

純化水的生產采用連續“凈化”工藝,因原水質量、使用用途及水質要求等因素不同,客戶選用的“凈化”工藝會有所不同。但每個“凈化”工藝的功能缺失或性能衰減都會對最終的產水水質造成影響。為保證純化水設備性能、可靠性和耐用性,企業應對純化水設備建立不間斷的管理方法,并進行有計劃的周期性維護和預防性保養。

常規純化水設備耗材主要包括有石英砂、活性炭、軟化樹脂、PP濾芯、反滲透膜、EDI、呼吸器濾芯、紫外線燈管。以凈得瑞純化水設備為例,常用耗材更換周期表如圖一所示。

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圖一 凈得瑞純化水設備常用耗材更換周期表

??純化水設備預處理

圖二 凈得瑞純化水設備預處理

一、石英砂

(1)作用:石英砂由石英砂濾料經過粉粹、篩選、水洗等工序加工和二次篩選制作而成,是多介質過濾器的主要濾料。多介質過濾器以不同粒徑大小的石英砂組成3~5個過濾層,濾除原水中的細小顆粒、懸浮物、膠體等雜質,以避免污堵RO膜元件,導致RO膜產水量下降。

(2)重要監測指標:進出水壓差<0.05MPa;SDI值≤5。 ??????

(3)日常維護:石英砂過濾器工作一段時間后,由于大量懸浮物被截留使過濾器進出水壓差增大,需要對過濾器進行清洗。系統運行累積時間到達24小時(反洗周期時間可根據原水水質情況修改),且純化水罐達到高液位時,系統自動反洗15分鐘,正洗10分鐘,自動轉換為產水模式。

(4)更換周期:石英砂更換周期為8-24個月,主要根據原水水質情況而定。

主要更換依據:參照多介質過濾器的進出水壓差,系統經過多次清洗后壓差無法降低到到正常范圍內,建議更換;產水水質SDI值>5,系統經過多次清洗后SDI值無法降低到到正常范圍內,建議更換;石英砂使用期限已經超過廠商提供的使用年限,建議更換。

二、活性炭

(1)作用:活性炭有吸附作用,可以去除大分子有機物、鐵、氧化物、余氯。保護RO膜不被氧化。

(2)重要監測指標:進出水壓差<0.05MPa;余氯值≤0.05mg/L。

(3)日常維護:活性炭過濾器工作一段時間后,由于大量有機物被截留使過濾器進出水壓差增大,需要對過濾器進行清洗,系統運行累積時間到達24小時(反洗周期時間可根據原水水質情況來調整),且純化水罐達到高液位時,系統自動反洗15分鐘,正洗10分鐘,自動轉換為產水模式。

活性炭的外形結構極易導致活性炭過濾器成為細菌和微生物生長暖床,如果不加以控制會導致RO膜及EDI的污染。因此,系統應每間隔1-3月(消毒周期時間應在系統性能驗證中確定)對活性炭進行消毒一次。消毒方式建議采用熱水消毒,巴氏消毒方式能有效殺滅水中的微生物。

(4)更換周期:活性炭更換周期為8-24個月,主要根據原水水質情況而定。

主要更換依據:參照活性炭過濾器的進出水壓差,系統經過多次清洗后壓差無法降低的到正常范圍內,建議更換;活性炭的催化反應降低炭的含量導致產水水質余氯值>0.05mg/L,建議更換;活性炭使用期限已經超過廠商提供的使用年限,建議更換。

三、軟化樹脂

(1)作用:利用鈉型陽離子交換樹脂去除水中鈣、鎂離子,降低原水硬度,防止反滲透膜表面結垢,影響反滲透膜產水量及使用性能。

(2)重要監測指標:進出水壓差<0.05MPa;硬度≤3mg/L。

(3)日常維護:軟化器工作一段時間后,由于樹脂吸收一定量的鈣、鎂離子后將不再交換,系統需要利用食用鹽對樹脂進行再生,系統運行累積時間到達168小時(再生周期時間可根據原水水質情況來調整),且純化水罐達到高液位時,系統自動反洗,吸鹽、慢洗、正洗完成再生過程后,自動轉換為產水模式。因軟化再生時間較長,在系統選擇時可以考慮雙軟化工藝從而避免軟化再生導致停水。

因為樹脂與活性炭一樣極易成為細菌和微生物生長暖床,所以系統應每間隔1-3月(消毒周期時間應在系統性能驗證中確認)對樹脂進行消毒一次。消毒方式建議采用熱水消毒。

(5)更換周期:樹脂更換周期為8-24個月,主要根據原水水質情況而定。

主要更換依據:參照軟化器的進出水壓差,系統經過多次清洗后壓差無法降低的到正常范圍內,建議更換;樹脂中毒、氧化導致產水水質硬度>3mg/L,系統進行再生后產水硬度無法降低的到正常范圍內,建議更換;樹脂使用期限已經超過廠商提供的使用年限,建議更換。

四、精密濾芯(PP濾芯)

(1)作用:采用PP棉柱狀濾芯,防止≥5μm顆粒物進入反滲透膜,導致RO膜容易污堵及劃傷。

(2)重要監測指標:進出水壓差<0.05MPa。濾芯污染狀況。

(3)日常維護:無

(4)更換周期:濾芯更換周期為1-3個月,主要根據原水水質情況而定。主要更換依據1、參照過濾器的進出水壓差,建議更換。2、濾芯使用期限到達廠商推薦更換周期時間或企業內部周期維護計劃更換時間。

五、反滲透膜(RO膜)

(1)作用:反滲透膜一般用高分子材料制成,膜孔徑小,表面微孔的直徑一般在0.5~10nm之間,反滲透系統借助于反滲透膜選擇透過(半透過)性膜的功能,以壓力差為動力的透過反滲透膜,經過產水流道流入中心管,然后在一端流出匯入產水管路。進水中的雜質,如離子、有機物、細菌、病毒等被截留在膜的進水側,然后在濃水出水端流出,從而達到分離凈化目的,得到電導率較低的產水水質。

(2)重要監測指標:進出水壓差<0.3MPa;產水電導;產水量。

(3)日常維護:反滲透膜在運行和停機階段,膜的濃水側與濃水長期接觸,為避免長期連續運行和停運時反滲透膜濃水測結垢和污堵,應對反滲透系統進行固定周期沖洗和停機前、開機前的沖洗,延長反滲透膜的化學清洗時間。

(4)反滲透膜為純化水系統的重要部件,企業應反滲透系統運行數據進行標準化管理,根據日常點檢數據分析系統性能的變化情況,做到提前發現提前預預防,避免造成反滲透膜的不可修復型損壞。當發現運行數據發生以下任意一種變化時,需要對反滲透膜進行化學清洗。

① 標準化條件下的產水量下降10%~15%;

② 進水和濃水之間的系統壓差升高到初始值的1.5倍;

③ 產水水質明顯下降。

化學清洗前后做好產水電率的記錄,以便判斷化學清洗效果。

醫藥和食品企業若對細菌和熱原等衛生指標有更嚴格要求時,可選用耐高溫的衛生級反滲透膜。定期采用巴氏消毒方式對反滲透系統進行消毒。

(4)更換周期:反滲透膜的更換周期為2-4年,視水質情況而定。

主要更換依據:反滲透膜性能下降,經過化學清洗后性能無法到正常范圍內,建議更換;反滲透膜出現不可修復損傷時影響系統運行,建議更換;反滲透膜使用期限已經超過廠商提供的使用年限,建議更換。

?純化水設備反滲透主機

圖三 凈得瑞純化水設備反滲透主機

二、連續電去離子設備(EDI)

(1)作用:連續電去離子設備簡稱EDI,通過陰陽離子膜對陽陰離子的選擇透過作用以及離子交換樹脂對水中離子的交換作用,在電場的作用下實現水中離子的定向遷移,從而達到水的深度除鹽目的。

(2)重要監測指標:進出水壓差<0.05MPa;產水電阻率:10-18MΩ.cm;產水量。

(3)日常維護:EDI與反滲透膜都是純化水系統的重要部件,企業應EDI系統運行數據進行標準化管理,根據日常點檢數據分析系統性能的變化情況,以避免造成EDI的不可修復型損壞。當發現運行數據發生以下任意一種變化時,需要聯系廠商判斷是否需要行化學清洗。

① 溫度和流量不變,產水壓差增加 50%;

② 溫度和流量不變,濃水壓差增加 50%;

③ 溫度、流量或進水電導率不變,產水水質下降;

④ 溫度不變,膜堆的電阻增加 25%。

EDI與反滲透膜的分類相同,分為耐溫型與常溫型。醫藥和食品企業若對細菌和熱原等衛生指標要求時,可選用耐溫型的EDI。定期采用巴氏消毒方式對EDI進行消毒。

(4)更換周期:EDI的更換周期為3-5年,視水質情況而定。

主要更換依據:EDI性能下降,經過化學清洗后性能無法到正常范圍內,建議更換;EDI使用期限已經超過廠商提供的使用年限,建議更換。

?純化水設備EDI模塊

圖四 凈得瑞純化水設備EDI模塊

三、呼吸器濾芯

(1)作用:采用過濾精度≤0.22μm、疏水性PTFE材質濾芯。對空氣進行過濾,以避免空氣中顆粒物及微生物進入終端水罐而導致終端用水受污染。

(2)重要監測指標:完整性

(3)日常維護:定期對呼吸器濾芯進行高溫消毒,以保證呼吸器的通透性,以及抑制微生物的滋生。

(4)更換周期:呼吸器濾芯的更換周期為6-12月。

主要更換依據:根據企業正常生產情況下連續監測和完整性測試數據的分析,確認內部的更換周期;濾芯使用期限已經超過廠商提供的使用年限,建議更換。

四、紫外線燈管

(1)作用:發射245nm波長的紫外燈能夠有效地殺滅水中游離微生物,延長分配系統消毒周期;發射185nm波長的紫外燈能夠有效地去除水中的總有機碳量,提高產水水質。

(2)重要監測指標:輻射照度

(3)日常維護:紫外線燈罩的常規清洗

(4)更換周期:紫外線燈的更換周期為6000-8000小時。

主要更換依據:紫外燈使用時間延長,紫外光逐步減弱低于初始值強度的80%,建議更換;紫外線燈管使用期限已經超過廠商提供的使用年限,建議更換。

為了水系統的安全穩定運行,在選擇重要耗材時應選用系統原品牌耗材更換。如需更換不同品牌、型號或材質的耗材,應做好變更控制。為了有計劃的周期性維護和預防性保養,每次耗材的更換應該做好相關的更換記錄和前后產水水質的檢測記錄。

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