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)中的水進行臭氧處理，并在使用紫外線進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 高維護成本 兩次使用之間水質(zhì)的差異
用蒸氣/蒸汽進行電擊消毒	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

在上述標準方法中，如果可以容忍服務(wù)中斷和水質(zhì)波動，使用化學(xué)藥品進行電擊消毒或使用蒸汽進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。

標準殺菌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)藥品進行定期的沖擊消毒。