第1页三、制药用水设备三、制药用水设备水中杂质水中杂质4.4.悬浮颗粒悬浮颗粒 泥沙、尘埃、微生物、胶化颗粒、有机物等，用颗粒计数器反泥沙、尘埃、微生物、胶化颗粒、有机物等，用颗粒计数器反映这类杂质在水中的含量映这类杂质在水中的含量5.5.微生物微生物 包括细菌、浮游生物、藻类、病毒、热原等。包括细菌、浮游生物、藻类、病毒、热原等。第2页三、制药用水设备三、制药用水设备水中杂质对水的影响水中杂质对水的影响序号 分类对水质产生的影响1悬浮物质(TSS)泥沙、粘土使水浑浊，产生沉积藻类及原生物质使水有色度、有臭味、浑浊并产生淤泥细菌致病、产生淤泥、产生腐蚀其它不溶物产生沉积2胶体物质溶胶（如硅胶）致使结垢高分子化合物（如腐殖酸胶体等）使水浑浊、产生吸附和沉积3溶解物质(TDS)盐类钙镁盐碳酸氢盐产生碱度、硬度碳酸盐产生碱度、硬度硫酸盐产生硬度氯化物产生硬度、腐蚀、气体钠盐碳酸氢钠产生碱度碳酸盐产生碱度硫酸盐产生含盐量氯化物产生盐类、气味氟化物过量致病铁、锰盐铁盐及锰盐产生气味、硬度和腐蚀金属气体氧产生腐蚀二氧化碳产生腐蚀和酸度硫化物产生腐蚀、臭味和酸度有机物分解气体污染水体第3页三、制药用水设备三、制药用水设备过程用水过程用水饮用水（符合国家标准）饮用水（符合国家标准） 典型的水处理程序典型的水处理程序. .软化软化 . .反渗透反渗透 . .脱氧脱氧. .超滤超滤 . .去离子去离子 . .蒸馏蒸馏制药工艺用水制药工艺用水（如化学如化学原料药工艺用水）原料药工艺用水）纯化水纯化水蒸馏或蒸馏或反渗透反渗透注射用水（注射用水（WFIWFI）包装和灭菌包装和灭菌包装和灭菌包装和灭菌无菌纯化水无菌纯化水非注射用制剂非注射用制剂 各种形式的分装水各种形式的分装水灭菌注射用水灭菌注射用水灭菌灌洗用水灭菌灌洗用水灭菌抑菌注射用水灭菌抑菌注射用水灭菌吸入剂用水灭菌吸入剂用水配料水配料水第4页三、制药用水设备三、制药用水设备选择原则选择原则化学原料药制 剂水的用途原料药为注射级?在次后处理步骤去除细菌内毒素?国标饮用水适用于工艺?用国标饮用水水应控制内毒素和微生物国标饮用水需要控制微生物？用达到原料药要求的饮用水用微生物指标达到原料药要求的国标饮用水是注射剂吗?注射用水纯化水否是否否否否是是是是物理物理方法：方法：澄清、沙滤、活性澄清、沙滤、活性碳碳 (除氯离子除氯离子)化学方法：化学方法：加药杀菌、混凝、加药杀菌、混凝、络合、离子交换等络合、离子交换等电化学方法：电化学方法：电凝聚电凝聚原水原水原水原水( (饮用水饮用水饮用水饮用水) )预处理预处理目的：目的：去除原水中的悬浮物、胶体、微生物去除原水中的悬浮物、胶体、微生物去除原水中过高的浊度和硬度去除原水中过高的浊度和硬度三、制药用水设备三、制药用水设备预处理设备预处理设备第6页三、制药用水设备三、制药用水设备预处理设备预处理设备原水中悬浮物含量胶高的需设砂滤（多介质）原水中悬浮物含量胶高的需设砂滤（多介质）原水中硬度较高时，需增加软化工序原水中硬度较高时，需增加软化工序原水中有机物含量较高，需增加凝聚、活性炭，若选用活性原水中有机物含量较高，需增加凝聚、活性炭，若选用活性炭过滤器，要求设对有机物反冲、消毒装置炭过滤器，要求设对有机物反冲、消毒装置原水中氯离子较高，为防止对后工序如离子交换、反渗透的原水中氯离子较高，为防止对后工序如离子交换、反渗透的影响，需加氧化还原影响，需加氧化还原（NaHSONaHSO3 3) )原水中原水中CO2CO2含量高时，需采用加氯或臭氧，或紫外线灭菌。含量高时，需采用加氯或臭氧，或紫外线灭菌。三、制药用水设备三、制药用水设备预处理配备的设备预处理配备的设备第8页三、制药用水设备三、制药用水设备预处理设备预处理设备1. 原水储罐原水储罐作用：避免外部原水供水压力波动；调节外部原水供水量和过滤器作用：避免外部原水供水压力波动；调节外部原水供水量和过滤器反冲时供水量的平衡；增加化学加药后原水的反应时间，产生絮凝反冲时供水量的平衡；增加化学加药后原水的反应时间，产生絮凝沉淀。沉淀。功能：高低液位控制、与原水泵联动自动补水。功能：高低液位控制、与原水泵联动自动补水。第9页三、制药用水设备三、制药用水设备预处理设备预处理设备2. 多介质过滤器多介质过滤器工作原理与作用：利用不同目数的石英砂的机械阻挠和吸附作用，工作原理与作用：利用不同目数的石英砂的机械阻挠和吸附作用，截留水中颗粒物质、胶体及有机物，降低原水浊度。截留水中颗粒物质、胶体及有机物，降低原水浊度。第10页三、制药用水设备三、制药用水设备预处理设备预处理设备3. 活性炭过滤器活性炭过滤器工作原理与作用：利用活性炭的吸附作用滤除有机物、余氯。工作原理与作用：利用活性炭的吸附作用滤除有机物、余氯。第11页三、制药用水设备三、制药用水设备预处理设备预处理设备活性炭滤器对下游设备的影响活性炭滤器对下游设备的影响 当活性炭过滤器吸附饱和而又未及时更换活性炭时，原水中当活性炭过滤器吸附饱和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，树脂一旦的铁、有机物、余氯会直接进入软水器，使树脂中毒，树脂一旦中毒，就无法用再生的方式使其恢复活性；同时余氯对下游的中毒，就无法用再生的方式使其恢复活性；同时余氯对下游的RORO膜、树脂会产生氧化作用；由于去除了氯，原水不再具有防腐的膜、树脂会产生氧化作用；由于去除了氯，原水不再具有防腐的成分，水系统从此处以后，应避免盲管、死水段存在；下游水处成分，水系统从此处以后，应避免盲管、死水段存在；下游水处理设备必须具备微生物控制措施（清洗、消毒）。理设备必须具备微生物控制措施（清洗、消毒）。第12页三、制药用水设备三、制药用水设备预处理设备预处理设备4. 板式换热器板式换热器工作原理与作用：利用板式换热器对多工作原理与作用：利用板式换热器对多层介质、活性炭过滤器进行巴氏消毒层介质、活性炭过滤器进行巴氏消毒（8080）。）。功能：消毒用的加热器串联安装在多介功能：消毒用的加热器串联安装在多介质过滤器前，循环泵使用原水泵，在加质过滤器前，循环泵使用原水泵，在加热器进水口设置在线温度显示，加热蒸热器进水口设置在线温度显示，加热蒸汽阀门与温控连锁自控。汽阀门与温控连锁自控。第13页三、制药用水设备三、制药用水设备预处理设备预处理设备5. 软化柱软化柱作用：降低原水硬度，防止钙、镁盐在反渗透膜表面因浓度急作用：降低原水硬度，防止钙、镁盐在反渗透膜表面因浓度急剧升高而形成难溶于水的沉淀物，堵塞反渗透膜孔，使反渗透剧升高而形成难溶于水的沉淀物，堵塞反渗透膜孔，使反渗透膜的使用寿命缩短。膜的使用寿命缩短。工作原理：Ca2+ + 2RNa = R2Ca + 2Na+Mg2+ + 2RNa = R2Mg + 2Na+再生原理R2Ca+2NaCl = = =2RNaCaCl2R2Mg+ 2NaCl= = = 2RNa +MgCl2第14页三、制药用水设备三、制药用水设备预处理设备预处理设备6. 微过滤器微过滤器作用：截留预处理系统破损的颗粒物质（树脂），防止进入反作用：截留预处理系统破损的颗粒物质（树脂），防止进入反渗透系统。渗透系统。材质：聚乙烯材质：聚乙烯功能：前后安装压力表，连续使用功能：前后安装压力表，连续使用1 1个月或前后压力差达到个月或前后压力差达到1bar1bar时候，更换滤芯。时候，更换滤芯。原水原水原水原水( (饮用水饮用水饮用水饮用水) )反渗透反渗透离子交换离子交换典型的处理方法为阴阳离子交换、反渗透、典型的处理方法为阴阳离子交换、反渗透、电渗析、电渗析、EDIEDI等；等；（纯化水）（纯化水）PWPW的制备可在这一步结束的制备可在这一步结束预处理预处理三、制药用水设备三、制药用水设备反渗透、离子交换设备反渗透、离子交换设备第16页三、制药用水设备三、制药用水设备反渗透、离子交换设备反渗透、离子交换设备去离子装置应在线再生，酸、碱的装卸、贮存、输送所需罐、去离子装置应在线再生，酸、碱的装卸、贮存、输送所需罐、泵、管材、阀、计量仪表需防腐泵、管材、阀、计量仪表需防腐若采用反渗透装置，其进口处需安装若采用反渗透装置，其进口处需安装35m35m过滤器过滤器通过混床的水直接进入纯化水罐前，应设通过混床的水直接进入纯化水罐前，应设35m35m滤器，以防止滤器，以防止细小树脂残片进入，过滤器应设置压差表细小树脂残片进入，过滤器应设置压差表通过混床的纯化水可保持循环流动，使水质稳定，循环管线上通过混床的纯化水可保持循环流动，使水质稳定，循环管线上应设电导仪应设电导仪三、制药用水设备三、制药用水设备反渗透、离子交换配备设备反渗透、离子交换配备设备三、制药用水设备三、制药用水设备反渗透、离子交换配备设备反渗透、离子交换配备设备反渗透反渗透是一个离子排除过程（是一个离子排除过程（ionic exclusion process）。只有溶剂能够透过反）。只有溶剂能够透过反渗透膜，而所有的离子及溶解性分子（包括渗透膜，而所有的离子及溶解性分子（包括各种糖和盐分）被截留。各种糖和盐分）被截留。反渗透膜对盐（离子）的截留是通过电荷反渗透膜对盐（离子）的截留是通过电荷反应现象（反应现象（charge phenomena action）来）来实现的。带电量越大，截留率越高。实现的。带电量越大，截留率越高。因此，反渗透膜可以截留因此，反渗透膜可以截留99%的多价离子，而对单离子比如钠只能截留的多价离子，而对单离子比如钠只能截留95%。故反渗透后需加连续电除盐装置。故反渗透后需加连续电除盐装置EDI来去除钠离子。来去除钠离子。反渗透膜在开始工作期间，离子根本无法截留，产水的离子含量很大。此反渗透膜在开始工作期间，离子根本无法截留，产水的离子含量很大。此时纯化水机组设定排放，至产水离子含量降低至要求，才将产水输送至时纯化水机组设定排放，至产水离子含量降低至要求，才将产水输送至EDI。三、制药用水设备三、制药用水设备反渗透、离子交换配备设备反渗透、离子交换配备设备EDI是将离子交换技术、离子交是将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。的纯水制造技术。利用两端电极高压使水中带电利用两端电极高压使水中带电离子移动，并配合离子交换树脂及离子移动，并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除，选择性树脂膜以加速离子移动去除，从而达到水纯化的目的。从而达到水纯化的目的。三、制药用水设备三、制药用水设备反渗透、离子交换配备设备反渗透、离子交换配备设备当进水中的当进水中的 Na及及 CI等杂质离子吸咐到相应的离子交换树脂上时，这些等杂质离子吸咐到相应的离子交换树脂上时，这些杂质离子就会发生像普通混床内一样的离子交换反应，并相应地置换出杂质离子就会发生像普通混床内一样的离子交换反应，并相应地置换出 H及及 OH。一旦在离子交换树脂内的杂质离子也加入到一旦在离子交换树脂内的杂质离子也加入到 H及及 OH向交换膜方向的迁向交换膜方向的迁移，这些离子将连续地穿过树脂直至透过交换膜而进入浓水室。这些杂质离子移，这些离子将连续地穿过树脂直至透过交换膜而进入浓水室。这些杂质离子由于相邻隔室交换膜的阻挡作用而不能向对应电极的方向进一步地迁移，因此由于相邻隔室交换膜的阻挡作用而不能向对应电极的方向进一步地迁移，因此杂质离子得以集中到浓水室中，然后可将这种含有杂质离子的浓水排出膜堆。杂质离子得以集中到浓水室中，然后可将这种含有杂质离子的浓水排出膜堆。在在EDI除盐过程中，离子在电场作用下通过离子交换膜被清除。同时，水除盐过程中，离子在电场作用下通过离子交换膜被清除。同时，水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子，这些离子对离子交换树脂进行连分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子，这些离子对离子交换树脂进行连续再生，以使离子交换树脂保持最佳状态。续再生，以使离子交换树脂保持最佳状态。