问题82：如何防止循环冷却水系统结垢？螺旋板冷凝器已经结垢，如何处理效率高且方便

结垢主要是水中硬度高引起的，一般冷冻水大家会用软化水，凉水塔的冷却水一般会添加阻垢试剂。如果是多效蒸馏水机最后一效进行注射用水降温，肯定是推荐用软化水或纯化水，因为高温工况，硬度高极易结垢。

问题83：如何正确选择离心泵叶轮？

离心泵的叶轮大致分为三大类。

全开放式：多用于无菌工艺，优点是CIP时非常容易，缺点是效率低，但对于无菌物料输送，与无菌性相比效率低肯定是能接受的；

半开放式：兼顾了无菌性与效率的优点，因此在类似有微生物荷载控制的制药用水系统中被大量推崇；

全封闭式：理论上来讲，作为纯化水泵，全封闭式也是可以接受的，因为纯化水的微生物荷载与饮用水一样，均为100CFU/ml，采用食品级离心泵完全符合微生物荷载控制需求，同时，纯化水系统会定期巴氏消毒，但从设计理念来说，全封闭毕竟不利于CIP、相对死角大，因此，如果扬程要求不太高（小于75m，注意，一般水分配系统都不会超过75m扬程）还是建议用半开放式，因为无菌性和效率都能兼顾，如果你需要特别高的扬程泵，当然只能选择单级全封闭式或者多级泵，但无菌性会相对差一些。目前，离心泵企业也在开发新的高效叶轮的无菌级离心泵，具体可参考《制药用水系统》（第二版）的第3章单元操作离心泵相关技术。

总结：对于常温纯化水系统，类似饮用水一样的微生物荷载控制需求，采用半开放式叶轮足够了，锻造更佳，铸造也可接受；对于高温注射用水系统，微生物荷载相对很高10CFU/100ml，且温度非常高，推荐企业采用半开放式或全开放式叶轮，锻造材质优先，如果供应商确实没有，铸造材质也能接受，毕竟离心泵叶轮处的红锈发生会非常频繁，定期清洗才是关键。具体参加问题33的解释

问题84：紫外灯破除臭氧后，臭氧的理论残留值大概是多少？

紫外线水处理技术主要应用于制药行业的纯化水制备、储存及分配系统。且主要包括以下三类应用：消毒、分解臭氧和脱氯。

紫外线具有分解臭氧的功能，臭氧分子主要吸收200nm～300 nm之间的紫外线，以253.7nm为最大吸收峰。一般来说，分解90%臭氧所需的紫外线剂量为正常紫外线消毒剂量的3倍以上，中压紫外灯对臭氧分解的效率要优于低压紫外灯。紫外线分解臭氧的反应原理如下，该反应过程非常迅速，通常是在纳秒级别就可完成，臭氧理论残留值为零。

O

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2

2

2

2

H

2

2

H

2

2

2

2

HO

2

2

2

2

2

针对紫外线分解臭氧，选择中压还是低压紫外线技术应综合考虑处理流量、初始臭氧浓度、要求的臭氧去除率和投资运行成本。一般来说，流量越大，要求的臭氧去除率越高，越适合选择中压紫外线技术。更为详细的紫外线分解臭氧的应用可参见《制药用水系统（第二版）》“消毒灭菌技术”章节的臭氧消毒相关内容。

问题85：为什么说紫外灯除余氯将会成为未来纯化水机的发展方向？

紫外灯破除余氯的应用是一个非常环保的案例应用，在美国，饮用水是企业的源水，所以使用相对广泛，在我国自来水是源水，导致很多企业担心源水质量不稳定，且这个因素也的确存在，因此，这个技术的推广应用相对较慢，更多的企业采用活性炭过滤器来进行余氯的去除。

紫外线水处理技术主要应用于制药行业的纯化水制备、储存及分配系统。且主要包括以下三类应用：消毒、分解臭氧和脱氯。

余氯消毒技术应用广泛，全世界有约80%的国家或地区均使用氯气来消毒市政自来水，通常的做法是将氯气或者次氯酸钠加入到自来水中，形成具有超强的氧化能力的次氯酸和次氯酸根，从而起到杀灭多种细菌的作用。自来水中加入氯气消毒的反应原理为：Cl

2

2

+

-

2

+

-

次氯酸（HOCl）和次氯酸根（OCl

-

-

图1 次氯酸的消毒作用

用于消毒的余氯主要以氯（Cl

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2

图2 余氯成分与pH的关系

在纯化水制备设备中，反渗透膜（RO膜）对于水质的净化至关重要，通常情况下，反渗透膜无法耐受余氯的氧化，传统方法常在预处理阶段采用活性炭过滤吸附法或NaHSO

3

（a） 活性炭过滤吸附法

（b） 亚硫酸氢钠还原法

图3 传统的余氯去除法

目前，活性炭去除余氯技术已成为国内使用最为广泛的余氯去除技术。活性炭过滤吸附法对水中余氯的去除效果非常有效，其工作原理为：2HOCl + C

1

2

1

－

另一种传统的余氯去除方法为亚硫酸氢钠还原法，其工作原理为：2NaHSO

3

2

4

2

4

研究表明，紫外线可用于水中余氯的去除。利用中压高剂量紫外线替代活性炭过滤器或亚硫酸氢钠加药装置，在去除余氯的同时还具有彻底灭活微生物的功能，从而得到一个从源头消除纯化水系统微生物风险的解决方案。通过紫外光作用可实现余氯100%的光解，紫外线分解余氯的原理如下：2HOCl +2hν→ O

2

-

2

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-

与亚硫酸氢钠还原法及活性炭法这两种传统的脱氯技术相比，紫外线脱氯具有如下工艺优势：高效脱除余氯的同时彻底灭活原水微生物，从源头消除纯化水系统微生物风险；有效预防后段RO、EDI及储存分配系统微生物污染，极大降低其周期性消毒频率；日常运行及管理成本大大优于活性炭；允许在线紫外线强度监测及剂量显示，可准确预测脱氯效果；占地空间小且系统本身非常洁净，无需定期清洗和消毒；无需任何化学品添加，可避免RO系统结垢问题。同时，中压多谱段紫外线对余氯的分解效率远远优于低压单色紫外线，采用中压多谱段紫外线去除余氯可有效减少紫外灯的灯管数量，从而降低系统的初始投资成本及后续的维护成本。图4是一套采用中压多谱段紫外线脱氯技术的纯化水机。

图4 中压多谱段紫外线脱氯的纯化水机

紫外线脱氯的效率与进水水质条件有关，如PH、TOC浓度、余氯浓度、紫外线穿透率等。例如，某进水水质条件为：UVT10=98%、余氯浓度=2ppm、PH=7、TOC浓度小于0.5ppm。如果需要达到对上述同样的水质1 log的余氯去除率，选取中压紫外线需要达到的剂量约为1000mJ/cm

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2

低压紫外线的输出波长范围集中在185nm和254nm，仅254nm的紫外线具有消毒效力，且254nm的紫外线仅作用于微生物的DNA，无法克服微生物光复活及暗修复的问题（图5）。

图5低压紫外线的杀菌过程

与低压紫外线不同，中压紫外线的输出波长范围为200nm～400nm，相对输出强度要远高于低压紫外线。正因为如此，中压紫外线不仅作用于微生物的DNA结构，短波段的紫外线还可激发水分子产生羟基自由基，对细胞内的酶及蛋白质产生破坏作用。因此，中压紫外线能全面破坏微生物细胞的组织结构，对其造成不可逆的伤害，并有效克服微生物的复活问题（图6）。

图6 中压紫外线的杀菌过程

中压紫外线脱氯对剂量的要求与以下进水水质参数有关，包括pH、TOC浓度、紫外线穿透率、余氯浓度以及要求的余氯去除率等。通常情况下，要求中压紫外线脱氯的剂量≥600mJ/cm

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