【正文】 原子吸收光譜法等分析方法來測定水中各種陰、陽離子的含量。厘米（ Ω電導(dǎo)率為電阻率的倒數(shù)，單位為西門子 /厘米（ S/cm）。cm，電導(dǎo)率為 。 制藥用水中的有機物質(zhì)一般來自水源、供水系統(tǒng)（包括凈化。這類 物質(zhì)體積龐大，常以陰性或中性狀態(tài)存在。 總有機碳 TOC=TC（總碳） IC（無機碳）。測試方法是將有機分子完全氧化成等同的二氧化碳，測量最終的 CO2 的濃度，所以總有機碳的測定技術(shù)應(yīng)能區(qū)分無機碳（溶于水中的二氧化碳和碳酸氫鹽分解所產(chǎn)生的二氧化碳）與有機碳（有機物被氧化產(chǎn)生的二氧化碳），并能排除無機 碳有有機碳測定的干擾。 水中的微生物包括細菌、浮游生物、藻類及線蟲類。水中的微生物具有個體非常微小、種類繁雜、分布廣、繁殖快、容易發(fā)生變異等特點，特別是細菌，為純化水制備中難以對付的一個方面，包括病毒和熱原在內(nèi)，粒徑屬于微米級及納米級，并且條件適當(dāng)時它們就會在離子交換樹脂、活性炭、貯水罐以及各種閥門與管道中高速繁殖。水源中的雜質(zhì)的種類和數(shù)量各不相同，即使同一水源中的水，其雜質(zhì)成分與含量也隨著時間、地點和氣候而變化，不能一概而論，因此在設(shè)計制水工藝流程時應(yīng)考慮原水在一年甚至數(shù)年內(nèi)水質(zhì)數(shù)據(jù)的變化。飲用水源自水井、河流或水庫。因此水的凈化室一個多級過程，每一級都除掉一定量的污物，為下一級做準(zhǔn)備。純化水系統(tǒng)的設(shè)計及建造必須考慮到原水的水質(zhì)、原水中常見污染物的特點及對生產(chǎn)的影響。多采用預(yù)過濾、吸附、反滲透、離子交換、超濾、蒸餾等純化處理去除污染物，達到相應(yīng)的水質(zhì)要求。就脫鹽工序來說。 若原水中的可溶性鹽（ TDS）含量很低，在預(yù)處理后可以直接使用離子交換樹脂系統(tǒng)而不必用電滲析或反滲透。對含有機物高的原水需采用大孔樹脂或活性炭處理。對顆粒的截留可采用各種膜過濾或超過濾技術(shù)。常用的混凝劑包括無機混凝劑和有機混凝 劑，純化水系統(tǒng)原水處理的混凝劑應(yīng)具有混凝效果良好、對人體無害、使用方便的特性。 在水處理的沉淀、澄清過程中，原水通過混凝沉淀，原水中的大部分懸浮物可以去除，水質(zhì)已經(jīng)在很大程度上得到改善，但尚不能達到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)，仍需要以過濾的方式來去除水中懸浮的細小懸浮物和細菌。過濾原理是上層的濾料形成的微小空隙時，因受機械阻撓和吸附作用被濾料截留在過 濾器表層。 對于原水中粒徑較小的無機膠體、有機膠體和溶解有機高分子雜質(zhì)及余氯，普通的機械過濾器難以去除，需要使用活性炭過濾法進一步提高原水的質(zhì)量?；钚蕴亢写罅康奈⒖缀途薮蟮谋缺砻娣e，具有極強的物理吸附能力。因此大多數(shù)有機物的分子直徑為 2104~5104μm，故活性炭對有機物的吸附最為有效?；钚蕴烤哂袠O強的脫氯能力，可去除對管道及反滲透膜影響較大的原水中的余氯。在系統(tǒng)中，活性炭過濾器主要具有兩個處理功能： （ 1） 吸附水中的 部分有機物，吸附率約為 60%。 因此為去除粒度較小無機膠體、有機膠體、溶解性有機高分子雜質(zhì)和殘余氯離子，在工藝流程中通常設(shè)計一級活性炭過濾器。使原水軟化成軟化水。水軟化樹脂（離子交換床）通常使用氯化鈉（濃度為 10%鹽水為宜）進行再生處理，將軟化器內(nèi)轉(zhuǎn)型后的樹脂用食鹽水還原，樹脂中的 Ca2+、 Mg2+、 Na+轉(zhuǎn)換出來，重新生成RNa 型。離子交換系統(tǒng)使用帶電荷的樹脂，利用樹脂離子交換的性能，去除水中的金屬離子，離子交換系統(tǒng)需要酸和堿定期再生處理。陰離子樹脂用氫氧化鉀或氫氧化鈉再生，即用氫氧根離子置換被捕獲的陰離子。離子交換系統(tǒng)可以設(shè)計成陰床、陽床分開，也可以設(shè)計成混合床形成。反滲透原理：反滲透是利用滲透這種無力現(xiàn)象來實現(xiàn)分離的。自然的滲透過程耗時較長，為了加快這個融合過程，可以在含鹽量高的水的一側(cè)增加一個壓力，讓滲透停止，這就是膜滲透壓力，當(dāng)把壓力加大時，水就可以反向滲透，則鹽分留下來。 半透膜 半透膜 圖 227 反滲透原理圖 電滲析（ EDR）系統(tǒng)使用的工藝與電法去離子（ EDI）相似，是利用半透膜的選擇透過性來分離不同的溶質(zhì)粒子（如離子）的方法。陽離子交換膜只允許陽離子通過，阻擋陰離子通過，陰離子交換膜只允許陰離子通過，在外加直流電場的作用下，水中離子做定向遷移，使一路水中大部分離子遷移到另一路離子水中去，從而達到含鹽水淡化的目的。 淡化液 濃縮液 陽 陰 陽 陰 膜 膜 膜 膜 + 接收液 料液 圖 228 電滲析原理圖 （ EDI） EDI 使用一個混合樹脂床、選擇性滲透膜以及電極，保證連續(xù)的水處理過程，并且樹脂連續(xù)再生。 （ 2） 被交換的離子受電性吸引所用，陽離子穿過陽離子交換膜向陰極遷移，陰離子穿過陰離子交換膜向陽極遷移，并進入濃水室從而從淡水中去除。同樣，陰離子無法穿過陽離子交換膜，被截留在濃水室，這樣陰陽離子將隨濃水流被排出模塊；與此同時，由于進水中的離子 陽 濃 淡 濃 陰 極 縮 化 縮 極 室 室 室 室 室 － － － － ＋ ＋ ＋ ＋ 被不斷地去除，那么淡水的純度將不斷地提高，待由模塊出來的時候，其純度可以達到接近理論純水的水平。 EDI 能高效去除殘余離子和離子態(tài)雜質(zhì)，尤其當(dāng)游湖產(chǎn)水水質(zhì)要求高時。 詳見典型注射用水系統(tǒng)的設(shè)計部分內(nèi)容。 所以制藥用水所采用的純化、貯存、分配方式需充分考慮水系統(tǒng)的上述三個特點。 （ 1） 與水接觸材質(zhì)的浸出物污染風(fēng)險； （ 2） 與 水接觸材質(zhì)吸附性的不良影響； （ 3） 可供安裝的空間； （ 4） 建筑的負重能力； （ 5） 足夠的維修空間； （ 6） 安全處理再生和消毒用化學(xué)品德能力。水經(jīng)純化處理后，其貯存和分配系統(tǒng)的配制應(yīng)避免水被二次污染。水系統(tǒng)貯存、分配系統(tǒng)關(guān)鍵項目參數(shù)： （ 1） 工藝用水輸送與循環(huán)流動采用連續(xù)湍流（ V1m/s， Re2100）方式，防止系統(tǒng)內(nèi)生物膜的生成； （ 2） 主管道的安裝要有 千分之三的坡度，泵口為最低點，管路中的水能在泵口處完全排出； （ 3） 接觸工藝用水的材料應(yīng)符合要求，接觸工藝用水的材料表面粗糙度 Ra 通常應(yīng)低于 ；不能采用螺紋連接，可采用法蘭連接，管道焊接要有記錄； （ 4） 純化水、注射用水的制備、貯存和分配應(yīng)能防止微生物的滋生。 （二） 水系統(tǒng)內(nèi)常見微生物 水系統(tǒng)通常圍繞微生物生長必須具備條件來控制水系統(tǒng)內(nèi)微生物的生長于繁殖，水源性微生物多數(shù)為革蘭氏陰性菌，這類微生物依據(jù)不同的品種有著不同的生長適宜溫度。由于革蘭氏陰性菌細胞外壁的主要組成為脂多糖（細菌內(nèi)毒素的主要成分），其代謝產(chǎn)物及細胞的尸體或其碎片均屬細胞內(nèi)毒素的污染源，即使通過滅菌手段將革蘭氏陰性菌殺滅，也不能清除細胞內(nèi)毒素對無菌藥品質(zhì)量的不良影響。水中常見微生物生長適宜溫度如表 214 所示，常見細菌的致死溫度與時間如表 215 所示。微生物生長于繁殖主要依賴足夠的能量來源、足夠的有機碳源和其他要求的營養(yǎng)源。因此，可通過下述措施和方法控制工藝用水系統(tǒng)內(nèi)的微生物生長： （ 1） 正確設(shè)計、安裝和維護系統(tǒng)，系統(tǒng)使用的各種部件符合衛(wèi)生級別要求，避免制藥用水的二次污染，如系統(tǒng)所用材料的選擇、合理的安裝方式。 （ 3） 設(shè)備和管道拋光和清潔，減少表面營養(yǎng)物質(zhì)蓄積。例如：采用紫外燈、熱處理或臭氧注入等對系統(tǒng)進行消毒。 （三） 制藥用水系統(tǒng)材料和安裝方法 與制藥用水接觸的材料，包括管道、閥門、配件、密封件、隔膜以及儀器，其選擇應(yīng)滿足下列要求： （ 1） 兼容性。 （ 2） 無浸出物。 （ 3） 耐腐蝕。為了防止系統(tǒng)損壞，水杯污染，應(yīng)選擇符合相關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的材料。對新系統(tǒng)應(yīng)盡量使用 304L 或 316L 不銹鋼材質(zhì)。在加速鈍化時，應(yīng)該先對系統(tǒng)進行徹底清洗，鈍化過程應(yīng)有明確的書面規(guī)程。水在純化后，很容易受微生物污染；如果采用冷式儲存和分配系統(tǒng)，則很容易形成生物膜。內(nèi)部的拋光應(yīng)確保表面粗糙度的算術(shù)平均數(shù)不大于 （ Ra）。一般來說，材料的表面粗糙度越小，系統(tǒng)清洗或在線清洗所用的時間也就越短，清洗的效果也越好。定量的有機體在不同表面粗糙度情況下，與清洗時間和清洗效果的關(guān)系如圖 230 所示。表面粗糙度小的不銹鋼（ ）經(jīng) 10min 沖洗，材料表面生物有機體降至個位數(shù)。 制藥用水系統(tǒng)常用閥門如圖 231 所示。隔膜閥的結(jié)構(gòu)如圖 232 所示。在制藥用水系統(tǒng)中，這個隔膜應(yīng)具有衛(wèi)生、無毒、無析出物、不脫落、符合藥政管理部門要求（如美國的 FDA、中國的 SDA 等），這個隔膜夾在閥體和閥蓋之間。由于工藝用水根本不進入閥蓋內(nèi)腔，因此隔膜閥的衛(wèi)生等級是最高的。 （ 3） 閥門的隔膜片對于工藝用水的相容性好，其密封性能好，尤其是膜片具有良好的抗撓性，壽命長，無任何泄漏。 （ 4） 閥體的衛(wèi)生級隔膜閥采用 316L 不銹鋼鍛造而成，而避免傳統(tǒng)閥體采用鑄造加工而難以達到高光潔度的要求；并且鍛件具有良好的可焊接性，易于表面拋光處理。 （ 1）管路連接方式 首選的連接方式應(yīng)為焊接。按照焊接操作的方式又可以將其分為手工 TIG 焊接和自動軌跡 TIG 焊接。焊接過程應(yīng)對操作工的資質(zhì)進行確認、建立焊工檔案、焊接測試部件、焊接記錄、預(yù)定比例的焊接 部位的檢查，并根據(jù)情況對內(nèi)表面 20%~100%進行檢查。手工焊接時，應(yīng)對每段直徑的起始端進行取樣。為方便以后的維修拆卸，可選擇快裝法蘭連接，最好選用衛(wèi)生級的傘葉法蘭。 （ 2） 系統(tǒng)的清潔與鈍化 工藝用水系統(tǒng)在初始安裝和改動之后，應(yīng) 對不銹鋼管道進行清洗、鈍化、消毒處理。 ① 純化水循環(huán)預(yù)沖洗：準(zhǔn)備一個貯液罐和一臺水泵，與需鈍化的管道連成一個循環(huán)通路，在貯液罐中注入足夠的常溫去離子水，用水泵加以循環(huán)， 15min 后打開排水閥，邊循環(huán)邊排放，最好能裝一只流量計。 ③ 沖洗：將純化水加入貯液罐，啟動水泵， 打開排水閥排放，直到各出口點水的電阻率與罐中水的電阻率一致，排放時間至少 30min。鈍化過程在不銹鋼管材的內(nèi)表面形成一層致密的氧化層，爆出不銹鋼遠離氧化（腐蝕）。鈍化的標(biāo)準(zhǔn)參照 ASTM A380 與 ADTM A967 制定。通常應(yīng)根據(jù)被鈍化對象的合金成分和加工工藝，選擇鈍化的參數(shù)（時間、溫度和濃度）。鈍化操作程序舉例： 8%的酸液，在 49℃ ~52℃ 溫度下循環(huán)60min 后排放。 ⑤ 初始沖洗：用常溫純化水沖洗，時間不少于 5min。 ⑦ 純蒸汽消毒：將清潔蒸汽通過整個不銹鋼管道系統(tǒng)，每個使用點至少沖洗 15min，上述清洗、鈍化、消毒過程及其參數(shù)應(yīng)加以記錄。保溫材料及護套應(yīng)與環(huán)境相適應(yīng)。絕熱材料不能釋放纖維和顆粒，并耐受清潔。為避免工作人員接觸到熱的管道，應(yīng)在管道周圍設(shè)立保護裝置。保溫材質(zhì)的外表面應(yīng)做好流向及水質(zhì)的標(biāo)示。 熱循環(huán)儲存系統(tǒng) 系統(tǒng)運行說明： ① 純化水持續(xù)保持在 70℃ 以上儲存和循環(huán)分配； ② 各工藝使用點為低溫的位置安裝熱交換器； ③ 需要安裝可將溫度控制在 80℃ ~95℃ 之間的熱消毒裝置。 上述兩種純化水儲存、分配系統(tǒng)均應(yīng)采用雙端板管式后雙層板式換熱器，換熱器的使用應(yīng)避免對純化水的二次污染。 ② 貯罐 上安裝臭氧消毒裝置，便于定期消毒使用。通過驗證數(shù)據(jù)確定，定期用臭氧對環(huán)路進行消毒。對使用臭氧的水系統(tǒng)，因為臭氧可以氧化產(chǎn)品，所以應(yīng)控制生產(chǎn)用水臭氧的殘留，純化水循環(huán)系統(tǒng)中的紫外燈可以破壞臭氧，所以在攝像頭清潔消毒驗證過程中應(yīng)關(guān)注臭氧水的消毒濃度、循環(huán)時間及消毒后臭氧殘留與紫外燈功效間的關(guān)系，日常監(jiān)測中記錄紫外燈使用時間，保證紫外燈功效，避免臭氧殘留對產(chǎn)品的影響。循環(huán)系統(tǒng)始終處于巴斯德消毒狀態(tài)，避免微生物生長繁殖。冷儲存、冷循環(huán)方式。 四、 典型制藥用水系統(tǒng)設(shè)計 （一） 純化水系統(tǒng) 制水系統(tǒng)制備及運行過程中還存在著內(nèi)部污染。各種水處理設(shè)備可能成為微生物的內(nèi)部污 染源，如原水中的微生物被吸附于活性炭、去離子樹脂、過濾膜和其他設(shè)備的表面上，形成生物膜，存活于生物膜中的微生物受到生物膜的保護，一般消毒劑對它不起作用。微生物能在管道表面、閥門和其他區(qū)域生成菌落并在那里大量繁殖，形成生物膜，從而成為持久性的污染源，因此應(yīng)結(jié)合企業(yè)的水質(zhì)情況。反滲透以其操作簡單、可靠性高、不產(chǎn)生二次污染等特點而得到了廣泛的應(yīng)用。典型純化水系統(tǒng)如圖 240