Система получения очищенной воды

Описание требований к воде очищенной и воде для инъекций

Источником получения воды очищенной и воды для инъекций является как правило, хозяйственный водопровод. Данная первичная (хозяйственная) вода применяется для промывания оборудования и инструментов, а также для получения более чистых типов воды (очищенной и для инъекций). Также эта вода может быть использованной для первичной обмывки посуды, или при медицинском производстве, не имеющем строгого нормирования.

Вода для инъекций – обессоленная вода, которая используется для производства или изготовления  парентеральных и других лекарственных средств. Вода для инъекций должна быть безопасной в эпидемическом и химическом отношении, быть без присадок. Способами получения воды для инъекций являются выпаривание, ионный обмен, обратный осмос, также сочетание этих методов. Если возникает необходимость создать запас воды для инъекций на срок до суток, ее следует подвергнуть обеззараживанию. В условиях, когда невозможно попадание микроорганизмов в воду для инъекций, она может храниться не более суток в диапазонах температуры 5-10 ºС или 80-95 ºС.

Вода очищенная – обессоленная вода, которая используется для промывки медицинских приборов и аппаратуры. Требования к очищенной воде и воде для инъекций практически совпадают, разница состоит только в степени обессоливания, поэтому для получения очищенной воды требуется меньшее количество корпусов мембран, чем для получения воды для инъекций.

Факторы требующие очистки водопроводной воды до воды пригодной для инъекций

Вода, протекающая в водопроводе, содержит мелкие частицы железа – последствие коррозии поверхности труб, молекулярное железо Fe³⁺ присущее природной воде, микроорганизмы, крупную и молекулярную органику, хлор в разной форме, соли и ионы Ca²⁺ и Mg²⁺ и других элементов. Чтобы удалить эти элементы и получить сверхчистую воду  пригодную для приготовления инъекционных растворов  применима обобщенная схема водоподготовки.

Предочистка представляет собой удаление всех частиц кроме ионов поскольку крупные и мелкие механические частицы являются источником мутности воды. Эти элементы способны забивать клапаны, микрофильтры и разрушать мембраны обратного осмоса. Размер таких коллоидных частиц составляет десятые доли микрона, их состав может быть органический, или минеральный. Именно эти мельчайшие частицы способны постепенно уничтожить мембраны аппаратов обратного осмоса и вызвать рост электрической проводимости воды. Ионы металлов и ионы хлора, карбонат-ионы называются анионами (поскольку заряжены отрицательно) и катионы (положительно заряженные ионы). Концентрация этих микрочастиц и составляет удельную электропроводность воды. Обратноосмотические мембраны задерживают подавляющее большинство ионов. Доочистка подразумевает собой удаление малого остатка ионов и конечное обеззараживание воды.

1. Метод двухступенчатого обратного осмоса.

Данный метод применяется позволяет получить дистиллированную воду по ФС.2.2.0019.18 «Вода для инъекций».

Достоинства 2-х ступенчатого обратного осмоса следующие:

• Меньшие затраты на электроэнергию;
• Малые расходы на эксплуатацию;
• Получение особо чистой воды;
• Возможен сбор концентрата 2 ступени и его возвращение в исходную воду перед установкой, что создает эффект роста отбора фильтрата, т.е. уменьшается выброс воды в канализацию.

Двухступенчатый о.о является надёжнейшим способом получения сверхчистой воды, и процессом, упрощающим работу устройств доочистки. Существуют основные технологические схемы обратного осмоса с двумя ступенями:

Две ступени + буферная емкость;

Только 2 ступени;

 Вариант с ёмкостью упрощает систему контроля, но контакт с воздухом фильтрата первичной ступени вызывает возрастание проводимости во вторичном пермеате.

Вода, подучаемая только двухступенчатым обратным осмосом, соответствует требованиям ФС.2.2.0019.18 Вода для инъекций , однако вода для инъекций перед использованием должна проходить превентивную стерилизацию, поэтому следует применять осмос в сочетании с ультрафиолетом или ультрафильтрацией.

2. Метод двухступенчатого осмоса в комплексе с установкой ультрафильтрации.

  Мембранные методы делятся на обратный осмос (гиперфильтрацию, ОО.),ультрафильтрацию (УФ) и нанофильтрацию. Ультрафильтрацией удаляются примеси в  воде размером более 0,01 мкм. Применимость ультрафильтрации для обеззараживания воды объясняется задержанием бактерий и вирусов, её эффективностью, экологичностью. УФ является достаточно энергоэффективным способом очистки воды, поскольку аппараты способны работать при нормальном давлении.

Существуют три режима работы УФ установки:

• С поперечным потоком;
• С частичным сбросом концентрата;
• С тупиковой фильтрацией.

В 2 первых схемах очищаемая вода движется вдоль поверхности мембраны, при этом фильтрат проходит сквозь мембрану, а концентрат с загрязнениями отводится из мембранного модуля. В тупиковой схеме фильтрации вся исходная вода проходит через мембрану, а образовавшийся на стенке мембраны  слой загрязнений удаляется периодическими обратными и прямыми промывками. Неприятное свойство тупикового режима при фильтрации мутных и обработанных реагентом вод – интенсивное образование осадка на мембране. Однако для воды прошедшей фильтрование двухступенчатым обратным осмосом тупиковый способ считается наиболее предпочтительным, поскольку очищенная вода не имеет крупных включений, то и нет потребности уменьшать концентрационную поляризацию поскольку не возникает осадка. Принимая к работе тупиковый метод, следует обратить внимание на полезную долю производительности установки и как потребляется энергия. По совокупным данным для тупикового режима фильтрации доля полезной производительности находится в пределах 55-98 % , а у режима с поперечным потоком в пределах 75-96 % и по сути тупиковый режим является более экономичным. Однако при тупиковой фильтрации средняя производительность мембран ниже, что увеличивает капитальные затраты на систему очистки. Важный параметр – потребление электроэнергии, при тупиковой фильтрации оно составляет 180-220 Вт*ч/м³.

3. Метод двухступенчатого осмоса в комплексе с ультрафиолетовым стерилизатором.

Основным положительны качеством ультрафиолета перед мембранной очисткой является то что бактерицидное излучение уничтожает вегетативные и спорообразующие бактерии, а не задерживают их на своей поверхности. Расход электроэнергии на обеззараживание глубоко очищенной воды не превышает 10 Вт*ч/м³. Удобство системы ультрафиолетового обеззараживания состоит в её компактности и экономичности. Установка ультрафиолетового обеззараживания на расход 1-5 м³/ч приведена на рисунке.