纯化水系统管理-京新课件

纯化水系统管理

纯化水定义及用途纯化水的定义：为原水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得的供药用的水，不含任何附加剂。纯化水的用途：非无菌药品直接接触药品设备、器具和包装材料最后一次洗涤用水。非无菌药品的配料制备注射用水（纯蒸汽）的水源注射剂、无菌药品瓶子的初洗非无菌原料药精制注：不得用于注射剂的配制处理对象用于制备纯化水的原水通常为自来水公司供应的自来水或深井水。原水不能直接用于药用辅料的制备及试验用水。天然水中的杂质：1、电解质:是指在水中以离子状态存在的物质，包括可溶性的无机物、有机物及带电的胶体离子等，另外还有有机酸（腐殖酸、烷基苯磺酸等）离子。电子电解质具有导电性，所以可以用测量水的电阻率或电导率的方法来反映此类杂质在水中的相对含量，以离子色谱法及原子吸收光谱法等分析方法不测定水中各种阴、阳离子的含量。水的电阻率是指某一温度条件下（一般为25℃），边长为1厘米的立方体水柱的相对两侧面间的电阻值，单位为欧姆.㎝.电导率为电阻力的倒数,单位为西门子/厘米(S/㎝)2、有机物水中所含有机物主要是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。常以阴性或中性状态存在。通常用总有机碳（TOC）测定仪或化学耗氧量法分析此类物质在水中的含量。3、颗料物质:包括泥沙、尘埃、有机物、微生物及胶化颗粒等，可用颗粒计数器来反映这类物质在水中的含量。纯化水的制备纯化水的制备通常由前处理、脱盐和后处理三大部分组成。1、前处理前处理有物理方法、化学方法和电化学等方法。其中物理方法有澄清、砂滤、脱气、膜过滤、活性炭吸附等；化学方法有混凝、加药杀菌、消毒、氧化-还原、络合、离子交换等；电化学方法有电凝聚等。以去除原水中的悬浮物、胶体、微生物等为主，并消除过高的硬度和浊度。2、脱盐脱盐工序有电渗析、反渗透、离子交换等。3、后处理后处理是脱盐后水质处理的统称。包括用终端离子交换去除离子痕迹、紫外线杀菌、臭氧杀菌、超过滤、微孔过滤等。水处理设备的选择原则通常可根据原水含盐量、碱度、强酸性阴离子含量等来考虑选用合适的水处理设备。1、进水含盐量在500mg/L以下时，一般用普通离子交换法除盐；2、对含盐量为500-1000mg/L的原水，当原水中强酸性阴离子含量超过100mg/L时，在上述系统中再增加弱碱离子交换柱；3、含盐量为1000-3000mg/L的苦咸水，采用反渗透法先将含盐量降至500mg/L以下，再用离子交换法脱盐；4、当原水碱度大于500mg/L时，系统应考虑脱气装置注：水的总硬度指水中钙、镁离子的总浓度，其中包括碳酸盐硬度（即通过加热能以碳酸盐形式沉淀下来的钙、镁离子，故又叫暂时硬度）和非碳酸盐硬度（即加热后不能沉淀下来的那部分钙、镁离子，又称永久硬度）。一般以氧化钙的含量来划分原水硬度等级。纯化水制备流程原水→原水加压泵→加助凝剂（PAC即碱式氯化铝28%或PAM聚丙烯酰胺）→多介质过滤器→加阻垢剂→活性炭过滤器→精密过滤器→第一级反渗透→PH调节→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－紫外线杀菌器－微孔过滤器→用水点

纯化水系统的要求1、纯化水的制备、贮存、分配应能防止微生物的滋生和污染。(系统需采用消毒/灭菌设施，管路分配由传统的送水管路演变为循环回路。另外需要考虑到管内流速对微生物繁殖的影响.当雷诺数Re达到10000形成稳定的湍流时，才能有效地抑止微生物的生长。如流速过低或选择了结构不适当的阀门，易产生生物膜，给日常管理带来风险及麻烦）2、贮罐和输送管路所用材料应无毒、耐腐蚀。纯化水的预处理设备所用的管道一般采用ABS工程塑料，也有采用PVC、PPR或其它合适材料的。但分配系统应采用与化学消毒、巴氏消毒、热力灭菌等相适应的管道材料，如PVDF、ABS、PPR等，最好采用不锈钢，以316L为最佳3、管道的设计和安装应避免死角、盲管4、贮罐和管道要规定清洗、灭菌周期.纯化水系统的设计要求3、对贮罐的要求：防止生物膜的形成，减少腐蚀，便于化学品对贮罐消毒；贮罐要密封，内表面光滑，有助于热力消毒和化学消毒并能阻止生物膜的形成）

贮罐的要求：

采用316L不锈钢制作，内壁电抛光并作钝化处理；贮罐上须安装0.2um疏水性的呼吸器，并可以加热消毒或有夹套；能经受121℃高温蒸汽的消毒；排水阀采用不锈钢隔膜阀；若充有氮气，须装0.2um疏水性的过滤器过滤；（防止二氧碳进入贮罐并防止微生物污染）

纯化水系统的设计要求5、对纯化水输送泵的基本要求

采用316L不锈钢制（浸水部分），电抛光并钝化处理；卫生夹头作连接件；润滑剂采用纯化水本身；可完全排除积水；纯化水验证的阶段纯化水验证的三个阶段1、初始验证阶段。在此阶段，应制定出运行参数、清洁/消毒规程及频率。2、运行阶段。通过运行阶段应能证明，按SOP运行，系统能始终稳定地生产出符合质量标准的水。3、长期考察阶段。在此阶段，应找出因原水的任何质量变化而给系统运行和成品水质所成的影响，即寻找原水、水系统及出水水质的相关性。纯化水制备设备的确认要点1.PAC加药系统:主要设备:计量泵,计量箱.功能:PAC即碱式氯化铝(28%),用作凝聚剂,使原水中胶体物质及颗粒凝聚后在多介质过滤器中被过滤掉.2.PAM加药系统主要设备:计量泵,计量箱.功能:PAM即聚丙烯酰胺,作为助凝剂,增加凝聚效果.加入适当的PAC\PAM混合絮凝后能进行有效的接触过滤.3.多介质过滤设备和构造:多介质过滤器内充填精选的石英砂和无烟煤.功能:过滤原水中颗粒和胶体物质.正常流速约为7米/小时,可降低进入反渗透器水的污染指数,使污染指数SDI小于4.设备确认要点:反冲洗-------当压差达到一定值,或SDI大于4时,多介质过滤器能进行反冲洗,同时送入压缩空气反吹

纯化水验证4.阻垢加药系统设备和构造:计量箱，计量泵功能：加入阻垢剂后，能防止反渗透膜上结垢而影响使用寿命。可使浓水侧碳酸钙、碳酸镁、硫酸镁、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、二氧化硅的浓度积大于其平衡溶解度常数时不易结晶析出，从而损坏膜元件。5.活性炭过滤器设备和构造:充填活性炭和石英砂.功能:去掉水中的自由氯和有机物,保护离子交换树脂和某些类型的反渗透装置,使其免于提前失效.但自由氯去除后,水中不再有杀菌剂,细菌会很快繁殖.(可考虑采用可再生的大孔阴离子树脂的有机物去除器来取代活性炭过滤器).设备确认要点:反冲洗周期和时间的设定.设备的消毒要求.活性炭的更换周期.压力降的监测.纯化水制备设备的确认要点6.微孔过滤器过滤器规格:5um.功能：去除活性炭等颗粒，保护反渗透膜不受阻塞。7.反渗透系统(R0)设备及构造:高压泵,反渗透装置.反渗透(RO)、超过滤（UF）微孔膜过滤（MF）和电渗析（ED）技术都属于膜分离技术。反渗透膜一般采用非对称膜或TFC复合膜。功能：反渗透对常见杂质的去除率如下：除盐率：95-99%细菌隔除率：>99%有机物去除率：100%（相对分子质量>300）热原去除率：

>99%95-99%（相对分子质量<300）颗料去除率：>99%设备确认要点：a、膜的完整性试验（按膜的形状可分为：平板膜、中空纤维膜及管式膜。按驱动压力分为高压、低压及超低压膜。按制膜方法可分为相边境证化膜和复合膜）。活性层决定了膜的分离能力。

纯化水制备设备的确认要点b、流量、压力、温度、氯气、PH、浓水排放率、TOC、电导率的监测。c、余氯、PH、水温、污染指数对去除率的影响。d、对进水的水质要求：余氯<0.1mg/L水温4-40℃PH5-8SDI<48、软水器设备和构造：充填树脂功能：水中的钙、镁离子被树脂上的钠离子所交换，从而降低硬度。软化水用于混合床的再生用水。设备确认要点：再生周期；树脂床的消毒要求；树脂的更换周期；压降和硬度监测。纯化水制备设备的确认要点10、水系统的消毒a纯化水系统，微生物的控制是通过对水处理设备和分配系统管道的消毒灭菌来达到，目的是将出水中的微生物数量控制在标准之内。消毒方法有巴氏消毒、紫外线消毒、臭氧消毒、蒸汽消毒等。巴氏消毒器：通常使用热交换器，以蒸汽或电加热作为热源，消毒的介质为纯化水。也可以直接将贮罐中的纯化水加热（通过夹套）作为消毒器。水温应控制在80℃以上，开启水泵循环冲刷水处理设备及管道。（应在回水管路末端安装温度表）b臭氧消毒器：利用臭氧发生器产生的臭氧直接对水系统进行消毒，也可制作臭氧水对储水罐等进行消毒。（需考虑臭氧对监控过程中余氯及耗氧量测定值的影响）在使用前应用紫外灯将其破坏，消除对产品可能的氧化作用。c紫外线水中杀菌：波长为254nm的紫外线透过水层时能杀死水中的细菌。特点：紫外杀菌速度快、效率高、效果好；紫外线照射不会改变水的物理、化学性质，对纯化水不会带入附加物所引入的污染；能适用于各种水的流量下使用操作方便，只需定期清洗石英玻璃套管即可；体积水，轻便，耗电低，寿命长。纯化水制备设备的确认要点紫外线杀菌装置由外筒、杀菌灯、石英套管及电气设施组成。外筒由铝、镁合金或不锈钢等材料制成。圆筒内壁要求很高的光洁度，要求其对紫外线的反射线的反射率达85%左右。紫外杀菌装置中的杀菌灯为高强度低压汞灯，可放射出波长为253.7nm的紫外线,为保证杀菌效果,要求紫外线量大于3000uW.s/cm2,灯管寿命一般不短于7000小时。对紫外杀菌器质量要求：要保证99.9%的杀菌率;纯化水通过该装置后,电阻率降低值不得超过0.5欧姆.cm(25℃).用紫外线杀灭水中的细菌时，水层的厚度同杀菌效果有很大关系纯化水验证（2）管道分配系统的安装确认管道及阀门的材料：选用不锈钢（304、316L、321等型号），阀门选用隔膜阀。管道的连接和试压：纯化水送水管道应采用热熔式氩弧焊焊接，要求内壁光滑，应检查焊接质量，记录焊接接头的数量，并做X光拍片。焊接结束后用去离子水进行试压，试驸压力为工作压力的1.5倍，无渗漏为合格。（3）管道的清洗、钝化、消毒：可大致分为纯水循环预冲洗约15分钟——碱液循环清洗不少于30分钟（1%体积浓度氢氧化钠溶液）——纯水冲洗不少于30分钟——钝化（用纯水及化学纯的硝酸配制8%的酸液，在49-52℃温度下循环60分钟后排放。或用3%氢氟酸（体积分数）20%硝酸（体积分数）、77%纯水配制溶液，溶液温度在25-35℃，循环处理10-20分钟后排放）——纯水冲洗——排放——纯蒸汽消毒或巴氏消毒这几个步骤。纯化水验证

完整性测试：贮罐上的呼吸器及管路上的过滤器必须做完整性试验（3）、仪器仪表的校准：所有仪器仪表必须定期校验，使误差控制在允许范围内。纯化水处理常用仪表有：电导率仪、时间控制器、流量计、温度控制仪/记录仪、压力表等。紫外灯校准参数：波长、光强度、显示使用时间的时钟（4）、操作手册和SOP：列出所有纯水系统的设备操作手册及日常操作、维修、监测的SOP。纯化水验证2、纯化水水质的预先测试分析在正式开始纯化水监测（验证）之前，先对纯化水水质进行测试，以便发现问题及时解决。测试项目主要是化学指标及微生物指标，测点可选择在去离子器（反渗透装置）出口处。七、纯化水初期验证（验证时间为3周，每个周期为7天）1、取样频率：贮罐、总送水口、总回水口在验证期内每天取样。各使用点每个验证周期取样一次，共3次（重新取样除外）2、纯化水检测标准：按中国药典或高于药典的企业标准。纯化水后期验证根据日常监控程序完成取样及检测。该阶段将持续一年的时间，而且要紧接着初期验证进行。积累所有数据后加入到初期验证报告中。纯化水验证2010年版《中国药典》纯化水检测指标：性状酸碱度硝酸盐亚硝酸盐氨电导率总有机碳易氧化物（与总有机碳两者中选一种测定）不挥发物重金属微生物（细菌总数、大肠杆菌）

纯化水验证纯化水取样：取样器具：微生物检查用250ml的锥