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采用紫外线技术生产纯化水——消毒
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采用紫外线技术生产纯化水——消毒

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  • 发布时间:2013-05-17 15:49
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【概要描述】越来越多的制药生产厂家需要遵照各种生产标准和产品质量标准,制药、营养品、化妆品、医疗保健和生物科技等行业的纯化水质量标准也变得越来越严格。在这篇文章中,广州三晟环保科技有限公司的技术工程师向读者阐述了在纯化水制备过程中,紫外线技术如何将杀菌、降解TOC和脱除余氯结合起来,确保更高品质的纯化水,同时紫外线技术的应用可以有效地减少生产厂家对化学消毒剂的依赖,避免反渗透膜的生物污染。

采用紫外线技术生产纯化水——消毒

【概要描述】越来越多的制药生产厂家需要遵照各种生产标准和产品质量标准,制药、营养品、化妆品、医疗保健和生物科技等行业的纯化水质量标准也变得越来越严格。在这篇文章中,广州三晟环保科技有限公司的技术工程师向读者阐述了在纯化水制备过程中,紫外线技术如何将杀菌、降解TOC和脱除余氯结合起来,确保更高品质的纯化水,同时紫外线技术的应用可以有效地减少生产厂家对化学消毒剂的依赖,避免反渗透膜的生物污染。

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越来越多的制药生产厂家需要遵照各种生产标准和产品质量标准,制药、营养品、化妆品、医疗保健和生物科技等行业的纯化水质量标准也变得越来越严格。在这篇文章中,广州三晟环保科技有限公司的技术工程师向读者阐述了在纯化水制备过程中,紫外线技术如何将杀菌、降解TOC和脱除余氯结合起来,确保更高品质的纯化水,同时紫外线技术的应用可以有效地减少生产厂家对化学消毒剂的依赖,避免反渗透膜的生物污染。

简介

UV技术最初应用于市政饮用水的消毒。自从40多年前这项技术面市以来,它在全球范围内应用于包括制药、生物制品、化妆品和营养品生产等众多行业的纯化水消毒杀菌、降解TOC(总有机碳量/总可氧化碳量)、脱除余氯、和臭氧及氯胺的降解。

水在制药、生物制品、化妆品和营养品生产过程中是用量最大的物料。由于生产标准的日趋严格,人们采用了越来越复杂的技术屏障和消毒方式,来确保纯化水的安全。 

制药业和其他行业的生产过程,由于生产工艺要求易造成微生物污染和生物污染,而紫外线可以作为一道有效的屏障,确保纯化水水质不对任意生产工艺或阶段产生影响,同时确保工艺下游的处理设备也能最优运行,从而减少停机频次或时间。

紫外线工作原理

紫外线(UV)是介于可见光和X射线之间的电磁波谱。典型的紫外线消毒系统包含一个不锈钢的紫外线反应器,一支石英套管,一支紫外线灯管和相应的电器配件。待处理的水从不锈钢反应器的一端进入,经过整个处理器,再从另一端排出。

依据不同类型的紫外线灯,紫外线消毒技术可分为两种类型——低压和中压。低压紫外线灯是单色紫外线输出(单一波长限制在254nm),而中压紫外线灯是多频紫外线输出(输出范围是185-400nm)。通常来说,低压系统适用于流体小,间歇性流动的工况下,而中压系统技术更适合大流量项目的使用。

消毒

波长在185-400nm之间的紫外线(也称紫外线C)有强大的杀菌效果,其中波长为265nm时杀菌效果最佳。在这些波长范围内,紫外线通过穿透微生物的细胞膜,破坏微生物的DNA,使得微生物不能继续繁殖再生,从而有效地达到杀灭的效果。

相比其他杀菌方法,紫外线有很多明显的优势。特别是与化学杀菌剂不同处在于,紫外线杀菌 不会将有毒物质和残余物质带入纯化水中,不会改变流体的化学成分、气味和pH值。这一特点在制药业和相关行业至关重要——进水的化学剂量往往能改变产品的特性。

TOC的降解

波长小于200nm的紫外线能有效分解水中的有机微粒,特别是低分子量的污染物,比如总有机碳(TOCs)。在这些波长范围内,紫外线通过两种方式起作用:第一种是紫外线的能量直接分解有机物内部的化学键,叫做直接光解;第二种是水分子的光解,分离出带电羟基OH-同样对有机物有分解作用。

降低TOC在离子交换供水系统中特别重要。在离子交换供水系统中,有时官方药典规定的有机物水平很可能达不到。

使用紫外线减少TOC的另外一个优势就是,降解TOC的紫外线灯也能产生高强度波长为254nm的紫外线,从而提供了相应的紫外线消毒。

脱氯作用

许多制药厂的水源采用市政供水。50多年来,余氯被广泛应用于对水的消毒。当氯被加入水中,与水中自然形成的腐殖酸、富里酸和其他物质发生反应,就形成了三卤甲烷化合物(THMs)。由于某些三卤甲烷化合物已被证实对实验室动物有致癌作用,所以一些监管机构,比如美国环境总署(USEPA),就针对三卤甲烷设定了个人饮用水污染物的最大限值。(自1979年以来,美国环境总署规定水中的三卤甲烷的最大限值为100ppb)另外,由于氯的特性,会对净化水设备,例如反渗透膜和DI树脂设备造成损坏。因此,氯一旦完成了其消毒功能,就必须去除掉。

至今,有两种脱氯法使用最为广泛,一种是粒状活性炭(GAC)过滤器,另一种是添加中性化学物质,比如亚硫酸氢钠和偏亚硫酸钠。这两种方法有各自的优点,但它们也有许多严重的缺点。粒状活性炭过滤器因其自身多孔状特性和饱含营养的环境,很容易变成一个细菌的滋生地。脱氯化学物质比如亚硫酸氢钠,通常在反渗透膜之前的位置加入,一方面提供细菌滋生所需的条件,另一方面会导致生物膜的产生。另外,这些化学物质处理起来具有危险性,而且还会出现因人为失误而造成过量投加或不足量投加的危险。紫外线技术在脱氯方面的应用日益流行,它有效避免了粒状活性炭过滤器或者化学方法的缺点,并能够有效去除游离氯和氯化合物,去除余氯、杀菌双剑合并。

波长在180-400nm的紫外线能产生将游离氯分离生成盐酸的光化反应。分解游离氯的峰值波长是180nm-200nm,而分解氯化合物(mono-、di-、tri-氯化合物)的峰值波长范围245nm-365nm。用于脱氯的紫外线用量的多少取决于氯的总含量、游离氯和化合氯之间的比率,有机物的背景值以及余氯的预期的目标浓度。

使用紫外线脱氯的其他重要优势在于:

可以有效杀灭微生物,有效控制全线的微生物含量

可以有效降解总有机碳(TOC)

可以消除使用硫酸氢盐的安全隐患

可以排除微生物进入反渗透膜的风险(与活性炭或投加化学药剂方式相比)

可以总体改善水质 

和其他脱氯技术一样,在既定流量下的紫外线用量取决于多个工艺参数,其中主要包括:

工艺用水的紫外线穿透率 (T10)

水中有机物含量

水中原始的氯含量和预期达到的氯含量

紫外线系统的安装位置及作用

用于消毒、减少TOC、脱除余氯和其他非消毒应用的紫外线系统能安装在纯化水系统的各个环节,从专业角度分析我们为每一种应用定义了最佳安装位置。

大多数纯化水系统可分为两个阶段:纯化水生产系统和纯化水分配系统。在纯化水制备阶段,通常使用紫外线设备对水进行消毒,去除水中余氯,或者用于对总有机碳(TOC)进行分解。在纯化水的分配阶段,紫外线设备可用于消毒和臭氧的分解。需要注意的是,当紫外线设备用于TOC降解时,在系外线设备后应加装一套除盐设备。需要辅助设备的原因是,紫外线对有机物经行光化学分解后,会产生一部分带电分子,因此除盐设备中的离子交换树脂可将带点分子去除。

对现有管道和系统进行紫外线系统安装或改造非常简单, 只要做好场地的准备工作,安装只需很短的时间,不会长时间影响生产。一旦安装完成,处理厂可以一天24小时不间断运行,在进行日常的系统维护和清洗(CIP)时,无需关闭紫外线系统。最新的、经过验证的紫外线灯的使用寿命很长(通常超过12000小时)。当需要更换紫外线灯的时候,步骤相当简单,通常由没有经过专门训练的现场人员就可以完成。

结论

紫外线设备在纯化水生产过程中是非常关键的一部分,它可以实现对纯化水中微生物的全线控制和确保纯化水的品质。同时,它也大大减小了反渗透膜的生物污染,延长了两次CIP之间的时间间隔,并减少就地CIP过程中的化学物品使用量。

使用紫外线设备有诸多优势,如:它安装简单,不会对生产过程造成任何干扰或导致停产,设备维护简单,现场人员即能完成操作和维护。由于处理过程中没有化学物质的参与,所以不会影响产品的稳定性。另外,产品也不会含有任何不需要的化学残留物、颜色或者气味。

 

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农村饮用水应用紫外线杀菌灯

农村饮用水应用紫外线杀菌灯

随着科技的发展,人们生活水平的不断提高,紫外线杀菌灯 、紫外线消毒灯被广泛应用于城市改革角落。而农村地区水污染却无暇照顾,农民也希望有一套简单的消毒设备对饮用水进行消毒,保证水的质量。   紫外线杀菌灯作为消毒杀菌重要手段,在日常生活中非常重要。近些年,我国国家政策高度关注农村饮用水安全,各种农村饮水安全工程在各个地方示范,那些在城市供水管网中普遍使用的紫外线消毒灯、紫外线杀菌灯 、水箱自洁消毒器、紫外线消毒仪、水箱消毒器也开始应用于农村饮水工程中,在十一五期间,通过农村饮水安全工程安全的紫外线消毒器、紫外线杀菌器等设施,解决了将近2亿农村人饮水安全问题。   和城市饮水方式不同的是,农村群众饮水大多采取传统的地下取水方式,就是所谓的打井取水,在目前来说,这还是农村主要的饮水方式,但是因为地下水是流动的,经过长期的流动以及变质,一些氟、砷等化学离子随着岩层渗入到水中,导致地下水含有过量的人体不需要物质,或者是对人体有害的物质。   随着农村饮水安全工程启动,可在井口出水处安装紫外线杀菌器、紫外线杀菌仪、水箱自洁消毒器、紫外线消毒仪等供水消毒设备来对地下水进行紫外线杀菌消毒,从而保障农村饮水安全。   农村饮水安全这一工程实施,从根本上解决了老百姓饮水不安全问题,相信随着这一工程的逐步扩大,紫外线消毒器、紫外线杀菌器、水箱自洁消毒器、紫外线消毒仪等供水消毒设备普及全中国只是时间问题。 本文词: 紫外线杀菌灯
发布时间 : 2023-09-05 点击 : 0
臭氧与紫外线杀菌灯实际应用中的比较

臭氧与紫外线杀菌灯实际应用中的比较

       臭氧由氧在紫外线(1000~2000埃)照射下产生,或经过高压放电激发产生。之所以可以杀死水中的微生物,主要是在于臭氧可以作为原生质的还原剂,使其细胞受到强烈的氧化作用而死亡。正是基于这种特性,臭氧在水族业中也被运用于消灭水中的细菌。   但是,如果水中溶解性有机物质、粒状有机物质以及水中溶解离子的种类与浓度过高,则都会影响到臭氧的杀菌效果。同时,臭氧也会与水中的离子反应而影响杀菌效果。例如:如果水体环境中有施放肥料,则水中常含有Fe2 离子,但Fe2 会与臭氧相互作用,使得铁离子被氧化而沉淀,以致影响生物对肥料的吸收而导致生长生理影响。再者,在臭氧的制造过程中,如果原料氧气中含有没有被清除的氮气,氮气可能改变氮的化合物混入臭氧中,其中以NO2最为严重,因为它在水中溶解后可能形成亚硝酸,难免对水体环境中生存的水族生物造成一定的破坏影响。   而水族专用的紫外线杀菌灯 一般是利用波长1900~3000埃所产生的光来进行消毒(其中以波长在2600埃时的杀菌效果最好),其杀菌原理是使微生物细胞中的DNA不活泼,从而使其细胞死亡或丧失活动的能力。   紫外线杀菌的能力与它在水中的穿透能力有关,只要水质清澈,不会引起浊度的悬浮物,紫外线的杀菌效果就不会受到影响。而紫外线杀菌灯 的照射方式有两种,分别是悬挂式和浸水式,而目前基本采用的都是浸水式,由于水与灯管的直接接触而使得杀菌效果更佳。   所以,在水族用途中,如果以杀菌为目的,使用紫外线杀菌灯 要比使用臭氧机获取臭氧来杀菌有效而且安全得多。 本文关键词: 紫外线杀菌灯      
发布时间 : 2023-08-07 点击 : 0
紫外线杀菌灯在家用空调中的应用

紫外线杀菌灯在家用空调中的应用

      家用空调走向千家万户,是市场容量最大的空调。全国名牌空调主要是做家用空调的厂家,如:科龙、美的、格力、海尔等。 目前,家用空调有挂机和柜机两种,一般挂机的室内机内部空间结构紧凑狭小,不易安装紫外线杀菌灯,为此,有些厂家特意针对家用空调开发了新型结构的紫外线杀菌 灯。这种结构的紫外线杀菌 灯体积小、安装方便,很适合于室内机内部出风头口位置,下面是常被用来安装使用在室内机内部的两种紫外线杀菌 灯介绍: 1、 10V/3W灯,该规格的紫外线杀菌 灯不需镇流器,只需一个电容,一个电容可同时拖动四个灯。在一匹空调里采用2个灯,杀菌率可达到90%以上。 2、 ZW6S9-Z212 冷阴极紫外线杀菌 灯采用冷阴极结构,具有寿命长(20000小时以上),开关次数多(大于20000次),可适合在需频繁启动,定时启动消毒功能的场合。这种灯不同于普通冷阴极杀菌灯,他有较大的灯管管流,较高的功率,与热阴极6瓦长度一样,功率也接近,这种灯继承了热阴极和冷阴极的优点。特别适合家用空调使用的。 对于柜机,空间较大。紫外线杀菌 灯放置有充足的空间,一般可放在蒸发器表面,出风口,或回风口。应注意的是紫外线会促使内部有机材料(如橡胶、塑料等)的老化。空调中紫外线灯可定时开启、关停做巡回杀菌,也可随压缩机起动时开启,压缩机关停时灯关闭(但这种方式不适合变频空调)。另一类控制方法是杀菌功能与降温分开控制,如在流行病多发季节,开启杀菌功能,家庭中外来人员多,搞家庭聚会时开启杀菌功能。而在室内空气质量较好时则停止使用该功能。  本文关键词: 紫外线杀菌        
发布时间 : 2023-07-05 点击 : 0
紫外线杀菌灯在制药过程中的应用

紫外线杀菌灯在制药过程中的应用

   紫外线杀菌灯在制药过程中的应用        紫外线杀菌灯是一种重要的杀菌工具,可以确保纯净水回路在最高微生物污染标准下运行。其好处是多方面的安装容易、占地面积小、维修简便,可由现场工作人员进行。作为一种非化学处理方法,不会对产品的稳定性造成影响,且产品不会有意外的残留物、颜色和气味。        紫外线杀菌灯通常分为两种截然不同的类型:低压及中压。低压系统紫外线输出单色光谱(254纳米波长),而中压系统输出多色光谱紫外线(波长介于240–310纳米之间)。        紫外线通过打断微生物脱氧核糖核酸(DNA)的腺嘌呤和硫胺分子,使其无法继续繁殖。微生物因而可在不使用化学药品的情况下被杀死。尽管254纳米是有效消毒波长,但脱氧核糖核酸能最有效地吸收的波长为265纳米的紫外线。了解这些不同波长紫外线杀菌能力差异是设计具有杀菌效果好、效率高的紫外线消毒设备的基础。总体来说,低压系统最好用于小流量、间歇性系统,而中压技术则更适合高流速水体消毒。        药品生产一般都是由几个工艺段组成,在不同阶段之间本身也可能遭至微生物污染,而紫外线消毒可以被用作为有效的保障,从而确保药品在各个工艺段之间不会发生变质。        紫外线安装典型阶段是在活性碳过滤器之后或RO之前,或者将紫外消毒及TOC降解系统设置于精处理单元。活性碳过滤器后面加上合适紫外消毒系统或RO处理单元之前装一个合适紫外线消毒系统将杀灭进水中99.9%的细菌。        安装紫外线系统后,不仅节省了成本,而且紫外线提供了高标准的脱氯效果,而且避免了所有化学物质或颗粒活性炭过滤器的缺点。        紫外线(UV)技术最初是用来确保城镇自来水的完全消毒。自40多年前该技术推出以来,现在已经应用于全球范围内许多行业包括制药企业的消毒、TOC(总有机碳的含量)降解、臭氧和氯胺分解以及生产工艺用水的余氯脱除。水是制药过程中用量最大的物质,在更多严格标准的驱动及日益复杂工艺要求下消毒技术已被采用。                   本文关键词: 紫外线杀菌灯     
发布时间 : 2023-06-12 点击 : 0

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