臭氧在超纯水回路中的应用

 

近些年来，制造商越来越意识到纯水的重要性及其对很终产品质量的影响。纯水系统操作员面临的很大问题之一是净水设备不久后的细菌再污染。

无论工厂的设计和建造水平如何，如果不采取任何特殊措施，则几乎不可能避免纯水网络中的微生物污染。当系统不连续补充新鲜的补充水时，例如在晚上或周末关闭生产并且水停在水箱中或在闭环中循环时。有几种推荐的方法可以防止或消除这种污染，但是大多数都有固有的缺点。

先进的食品和饮料、制药和半导体制造商已采用的很有效方法是对系统中的水进行臭氧处理，并在使用紫外线进行首次使用之前将其还原。

我们将研究使用的其他一些消毒方法，并进行比较以找出原因。

超纯水回路中使用的消毒过程

处理	好处	缺点
用化学药品进行电击消毒	投资少	必须停止过程 残留的化学品循环使用 高维护成本 两次使用之间水质的差异
用蒸气/蒸汽进行电击消毒	无化学管理 无化学残留物循环	必须停止过程 蒸气必须是无菌的 高维护成本 两次使用之间水质的差异
仅紫外线	无化学管理 无化学残留物循环	仅局部作用 需要电击消毒
无菌过滤器	无化学管理 无化学残留物循环	细菌生长 破裂的危险 定期更换所需的 变异水质剂量之间
臭氧消毒	无需化学管理 回路中无化学残留物 没有将超纯水引入外部试剂	初始设备投资成本

在上述标准方法中，如果可以容忍服务中断和水质波动，使用化学药品进行电击消毒或使用蒸汽进行电击消毒似乎会产生很佳效果。见下文：

震动消毒导致水质波动

一种无污染的无水消毒创新方法，是将臭氧引入循环流中。使用臭氧水系统的优点有两方面：

首先，当用臭氧消毒水时，没有有害的副产品或残留物。在没有污染的情况下，臭氧分解形成氧气，而在臭氧氧化物质的情况下，只会形成微量的二氧化碳。这些物质在水质方面没有问题。

其次，臭氧水系统实际上是从被处理的水中产生臭氧的，这意味着没有外部物质被引入到水环路中，从而完全消除了蒸汽和化学冲击消毒系统带来的污染风险。

制药业获得的经验表明，非常低的臭氧浓度（0. 1至0.2 mg / l）足以使细菌数保持在每100 ml 1 cfu以下。

臭氧消毒是一个持续的过程，在大多数情况下，可以通过简单的方法进行控制。但是，如果需要，可以通过工艺参数控制臭氧的产生速率，以避免剂量错误并确保优化的效率。

由于臭氧的半衰期有限，因此必须在需要的时间和地点就地生产。尽管这意味着必须以臭氧发生器的形式对少量的基础设施进行额外的投资，但它避免了潜在危险化学品的运输或蒸汽灭菌装置的高运行成本。

臭氧破坏

根据所涉及的过程或产品，有时有必要在使用前从水中去除臭氧。有几种去除或减少臭氧的方法（活性炭过滤器，催化转化单元，热分解器，紫外线照射等），但是由于纯净水和相关系统的性质，仅紫外线照射成为问题。

通常的做法是在第一个使用点之前不久在管道系统中安装一个UV单元，该UV单元在开始主要过程或开始生产之前不久便会打开，然后在不需要较长时间的情况下关闭，例如在晚上或周末。

标准杀菌UV装置带有低压汞灯，在254纳米波长处具有高UV-C输出，是将纯水回路中的臭氧减少到可测量极限以下的理想选择。

在确定此类灯泡的尺寸时，必须特别注意以下事实：在灯泡使用寿命结束时以及很大水流量下提供的紫外线剂量足以达到所需的臭氧减少水平，建议使用120mJ / cm2很小剂量。

 

结论

在行业和机构的各个分支机构的众多安装中获得的经验表明，用臭氧对纯水系统进行消毒是一种简便有效的方法，不需要任何专业操作技能。

由于臭氧消毒是一个连续的过程，几乎没有机会再污染，因此许多操作员现在仅依靠臭氧处理，而不再使用蒸汽或其他化学药品进行定期的冲击消毒。