臭氧在超純水回路中的應(yīng)用

 

近些年來，制造商越來越意識到純水的重要性及其對很終產(chǎn)品質(zhì)量的影響。純水系統(tǒng)操作員面臨的很大問題之一是凈水設(shè)備不久后的細(xì)菌再污染。

無論工廠的設(shè)計和建造水平如何，如果不采取任何特殊措施，則幾乎不可能避免純水網(wǎng)絡(luò)中的微生物污染。當(dāng)系統(tǒng)不連續(xù)補充新鮮的補充水時，例如在晚上或周末關(guān)閉生產(chǎn)并且水停在水箱中或在閉環(huán)中循環(huán)時。有幾種推薦的方法可以防止或消除這種污染，但是大多數(shù)都有固有的缺點。

先進(jìn)的食品和飲料、制藥和半導(dǎo)體制造商已采用的很有效方法是對系統(tǒng)中的水進(jìn)行臭氧處理，并在使用紫外線進(jìn)行首次使用之前將其還原。

我們將研究使用的其他一些消毒方法，并進(jìn)行比較以找出原因。

超純水回路中使用的消毒過程

處理	好處	缺點
用化學(xué)藥品進(jìn)行電擊消毒	投資少	必須停止過程 殘留的化學(xué)品循環(huán)使用 高維護(hù)成本 兩次使用之間水質(zhì)的差異
用蒸氣/蒸汽進(jìn)行電擊消毒	無化學(xué)管理 無化學(xué)殘留物循環(huán)	必須停止過程 蒸氣必須是無菌的 高維護(hù)成本 兩次使用之間水質(zhì)的差異
僅紫外線	無化學(xué)管理 無化學(xué)殘留物循環(huán)	僅局部作用 需要電擊消毒
無菌過濾器	無化學(xué)管理 無化學(xué)殘留物循環(huán)	細(xì)菌生長 破裂的危險 定期更換所需的 變異水質(zhì)劑量之間
臭氧消毒	無需化學(xué)管理 回路中無化學(xué)殘留物 沒有將超純水引入外部試劑	初始設(shè)備投資成本

在上述標(biāo)準(zhǔn)方法中，如果可以容忍服務(wù)中斷和水質(zhì)波動，使用化學(xué)藥品進(jìn)行電擊消毒或使用蒸汽進(jìn)行電擊消毒似乎會產(chǎn)生很佳效果。見下文：

震動消毒導(dǎo)致水質(zhì)波動

一種無污染的無水消毒創(chuàng)新方法，是將臭氧引入循環(huán)流中。使用臭氧水系統(tǒng)的優(yōu)點有兩方面：

首先，當(dāng)用臭氧消毒水時，沒有有害的副產(chǎn)品或殘留物。在沒有污染的情況下，臭氧分解形成氧氣，而在臭氧氧化物質(zhì)的情況下，只會形成微量的二氧化碳。這些物質(zhì)在水質(zhì)方面沒有問題。

其次，臭氧水系統(tǒng)實際上是從被處理的水中產(chǎn)生臭氧的，這意味著沒有外部物質(zhì)被引入到水環(huán)路中，從而完全消除了蒸汽和化學(xué)沖擊消毒系統(tǒng)帶來的污染風(fēng)險。

制藥業(yè)獲得的經(jīng)驗表明，非常低的臭氧濃度（0. 1至0.2 mg / l）足以使細(xì)菌數(shù)保持在每100 ml 1 cfu以下。

臭氧消毒是一個持續(xù)的過程，在大多數(shù)情況下，可以通過簡單的方法進(jìn)行控制。但是，如果需要，可以通過工藝參數(shù)控制臭氧的產(chǎn)生速率，以避免劑量錯誤并確保優(yōu)化的效率。

由于臭氧的半衰期有限，因此必須在需要的時間和地點就地生產(chǎn)。盡管這意味著必須以臭氧發(fā)生器的形式對少量的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行額外的投資，但它避免了潛在危險化學(xué)品的運輸或蒸汽滅菌裝置的高運行成本。

臭氧破壞

根據(jù)所涉及的過程或產(chǎn)品，有時有必要在使用前從水中去除臭氧。有幾種去除或減少臭氧的方法（活性炭過濾器，催化轉(zhuǎn)化單元，熱分解器，紫外線照射等），但是由于純凈水和相關(guān)系統(tǒng)的性質(zhì)，僅紫外線照射成為問題。

通常的做法是在第一個使用點之前不久在管道系統(tǒng)中安裝一個UV單元，該UV單元在開始主要過程或開始生產(chǎn)之前不久便會打開，然后在不需要較長時間的情況下關(guān)閉，例如在晚上或周末。

標(biāo)準(zhǔn)殺菌UV裝置帶有低壓汞燈，在254納米波長處具有高UV-C輸出，是將純水回路中的臭氧減少到可測量極限以下的理想選擇。

在確定此類燈泡的尺寸時，必須特別注意以下事實：在燈泡使用壽命結(jié)束時以及很大水流量下提供的紫外線劑量足以達(dá)到所需的臭氧減少水平，建議使用120mJ / cm2很小劑量。

 

結(jié)論

在行業(yè)和機構(gòu)的各個分支機構(gòu)的眾多安裝中獲得的經(jīng)驗表明，用臭氧對純水系統(tǒng)進(jìn)行消毒是一種簡便有效的方法，不需要任何專業(yè)操作技能。

由于臭氧消毒是一個連續(xù)的過程，幾乎沒有機會再污染，因此許多操作員現(xiàn)在僅依靠臭氧處理，而不再使用蒸汽或其他化學(xué)藥品進(jìn)行定期的沖擊消毒。