制藥用水的消毒和微生物控制技術研究

任紅兵

0 引言

水是藥物生產中用量最大、使用最廣的一種輔料，用于生產過程及藥物制劑的制備，常用作藥品的成分、溶劑、稀釋劑等。制藥用水通常指制藥工藝過程中用到的各種質量標準的水，鑒于水在制藥工業中既作為原料又作為清洗劑，各國藥典對制藥用水的質量標準、用途等都有明確的定義和要求。由于受到環境、設備及工藝等影響，水極易滋生微生物并助其生長，因此微生物指標是其最重要的質量標準，在水系統設計、安裝、驗證、運行和維護中需采取各種措施抑制其生長。

1 中國制藥用水的定義、水質要求和應用范圍

1.1 制藥用水的定義

在《中華人民共和國藥典》2010版附錄中，有以下幾種制藥用水的定義：

飲用水：為天然水經凈化處理所得的水，其質量必須符合現行中華人民共和國國家標準《生活飲用水衛生標準》。

純化水：為飲用水經蒸餾法、離子交換法、反滲透法或其他適宜的方法制得的制藥用水。不含任何添加劑，其質量應符合純化水項下的規定。

注射用水：為純化水經蒸餾所得的水。應符合細菌內毒素試驗要求。注射用水必須在防止細菌內毒素產生的設計條件下生產、貯藏及分裝。其質量應符合注射用水項下的規定。

滅菌注射用水：為注射用水按照注射劑生產工藝制備所得。不含任何添加劑。

1.2 水質要求

1.2.1 制藥用水水質要求

《藥品生產質量管理規范》2010修訂版通則第96條規定，制藥用水應適合其用途，并符合《中華人民共和國藥典》的質量標準及相關要求，制藥用水至少應采用飲用水。第100條規定應對制藥用水及原水的水質進行定期監測，并有相應的記錄。

《藥品生產質量管理規范》2010修訂版附錄中還有如下要求：

附錄一：第50條規定，無菌原料藥的精制、無菌藥品的配制、直接接觸藥品的包裝材料和器具等最終清洗、A/B級區內消毒劑和清潔劑的配制用水應符合注射用水的質量標準。

附錄二：原料藥第11條規定，非無菌原料藥精制工藝用水應至少符合純化水的質量標準。

附錄五：中藥制劑第32條規定，中藥材洗滌、浸潤、提取用工藝用水的質量標準不得低于飲用水標準，無菌制劑的提取用工藝用水應采用純化水。

1.2.2 制藥用水質量標準

《中華人民共和國藥典》2010版中規定，純化水檢查項目包括酸堿度、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨、電導率、總有機碳、易氧化物、不揮發物、重金屬、微生物限度，其中總有機碳和易氧化物兩項可選做一項。與2005版藥典相比，增加了電導率和總有機碳的要求，取消了氯化物、硫酸鹽與鈣鹽的檢驗項目。

《中華人民共和國藥典》2010版中規定，注射用水檢查pH值、氨、硝酸鹽與亞硝酸鹽、電導率、總有機碳、不揮發物與重金屬、細菌內毒素、微生物限度。與2005版相比，增加了電導率和總有機碳的要求。

1.3 制藥用水的應用范圍

1.3.1 飲用水

飲用水可作為藥品包裝材料粗洗用水、中藥材和中藥飲片的清洗、浸潤、提取等用水。《中華人民共和國藥典》2010版同時說明，飲用水可作為藥材凈制時的漂洗和制藥用具的粗洗用水。除另有規定外，也可作為藥材的提取溶劑。

1.3.2 純化水

純化水可作為非無菌藥品的配料、直接接觸藥品的設備、器具和包裝材料的最后一次洗滌用水、非無菌原料藥精制工藝用水、制備注射用水的水源、直接接觸非最終滅菌棉織品的包裝材料粗洗用水等。

純化水還可作為配制普通藥物制劑用的溶劑或試驗用水；可作為中藥注射劑、滴眼劑等滅菌制劑所用飲片的提取溶劑；口服、外用制劑配制用溶劑或稀釋劑；非滅菌制劑用器具的精洗用水；也可以用作非滅菌制劑所用飲片的提取溶劑。純化水不得用于注射劑的配制與稀釋。

1.3.3 注射用水

注射用水可用作直接接觸無菌藥品的包裝材料的最后一次精洗用水、無菌原料藥精制工藝用水、直接接觸無菌原料藥的包裝材料的最后洗滌用水、無菌制劑的配料用水等。注射用水還可作為配制注射劑、滴眼劑等的溶劑或稀釋劑及容器的精洗。

1.3.4 滅菌注射用水

滅菌注射用水主要作為注射用滅菌粉末的溶劑或注射劑的稀釋劑。

2 制藥用水的消毒

2.1 消毒的系統設計

2.1.1 建造材料

目前，最廣泛使用的儲罐和管道的材料通常是316L不銹鋼。這種材料能適應大多數消毒方法的要求，加熱、紫外線或臭氧等消毒措施可以無限制地用于不銹鋼系統。當選擇的原料符合要求時，為了避免對不銹鋼分配系統產生腐蝕，必須考慮化學消毒過程中濃度、pH值和溫度等影響因素。

在不銹鋼系統中，必須檢查所使用的墊片與消毒方法的相容性。目前，廣泛使用的墊片材質是PTFE或EPDM，這2種材質都有較好的熱彈性和極好的耐高溫、臭氧、化學消毒殺菌劑。其他的墊片材質必須要認真地檢查與消毒方法的相容性，確保不會有物質滲漏到水中。關鍵是要認識到建造材料應不反應、無添加或不吸收、不改變藥品的安全性、同一性、強度、質量或純度，從而超過官方或其他標準的要求。

2.1.2 儲罐設計

儲罐是系統中要考慮的微生物污染高風險區域，因為其存在較大的表面區域，故其水的流速低，加之通風的需要，因此在上述空間存在潛在的“冷點”。

儲罐通常是基于經濟的考慮并結合處理部分的要求進行選擇。從防止細菌繁殖的立場出發，首選的是較小的儲罐，因為其有較高的周轉率，會減少細菌生長的可能性。同時，因為其具有較小的表面積，在臭氧消毒時會使臭氧更容易滲透到水中，從而提高消毒效果。

噴淋球可以裝在返回環路上用來潤濕儲罐頂部空間。在熱系統中，使用噴淋球可以保持儲罐的頂部和水一樣的溫度，同時可防止不銹鋼表面出現交替濕潤和干燥的情況，從而避免不銹鋼的腐蝕和微生物的生長。上封頭的接口（卸放裝置、儀表連接等）應與封頭中心的距離盡可能地接近，避免直接被水噴射而堵塞過濾器。如果封頭有向下的插入管道或儀表的突起，可能需要多個噴淋球來避免在清洗噴射中形成“隱蔽區域”。

儲罐必須進行通風，這樣使水能夠注入，在通風口應安裝過濾器來除去空氣中的微粒和微生物。為了避免過濾器的冷凝問題和潛在的微生物繁殖、生長，可以用蒸汽夾套加熱或電加熱對疏水性的通風過濾器加熱，并保持其溫度高于儲罐內的溫度。

為了避免微生物生長和由于水吸收大氣中的氣體而導致電導率改變，可能要用儲罐頂部充氮的方法排除外部空氣通過通風過濾器進入儲罐的可能。其所用的氮氣應采取合適的措施進行過濾以避免污染。

2.2 消毒方式的選擇

對于儲存和分配系統，一般要求定期消毒。消毒也可以在微生物指標達到“行動限”時進行。根據監測到的微生物情況，可以制定正式的消毒周期和選擇合適的消毒方法。

2.2.1 化學品消毒

可以用濃度為5%的過氧化氫，也可以用濃度為1%或更低一點的過氧乙酸。商業上可以用這些化學品的多種不同混合液或其他化學品達到消毒目的。濃度為0.01%的氯溶液能非常有效地殺滅有機體，但是分配系統中一般不用，主要是考慮到會引起不銹鋼的腐蝕。在使用化學品消毒結束后，驗證消毒劑是否已完全去除十分關鍵，一般進行足夠的沖洗后，用適用的指示劑進行檢查是否已經有效去除了添加的消毒化學品。

2.2.2 臭氧消毒

用臭氧進行消毒可以定期實施也可以連續操作：（1）儲存罐一般是連續用臭氧處理，然后在分配回路或個別使用點前用紫外照射進行去除；（2）分配系統可以定期消毒，如果有必要可以關閉紫外線燈并增加臭氧濃度，使臭氧流經分配回路進行循環。濃度很低的臭氧（0.1～0.2 mg/L）就可將微生物生長控制到1 CFU/l00 mL。定期消毒可能需要1 mL/m3的濃度，特別是在生物膜必須去除時。值得注意的是，采用臭氧消毒時，臭氧的加入一般不通過噴淋球，主要是為了防止臭氧過快分解。

2.2.3 熱消毒

經實驗已發現將水處理系統加熱來進行定期消毒非常安全有效。消毒的頻率將取決于許多因素，主要包括：系統設計、分配系統的大小、系統組件、系統中水的量、水的使用頻率（周轉量）及循環水的溫度等。

每個分配系統必須開發自己的微生物特征，在制定消毒周期和頻率時必須適合系統要求。消毒最簡單的方法是將分配系統中的循環處理水加熱到（80±3）℃，并在驗證的同時將此溫度保持一段時間。實驗證明，加熱消毒的方法非常有效，進行消毒循環所需的控制可以自動也可以手動，如果設計合理能產生良好的經濟效益。

如果是在純化水中發現的菌體類型，一般無需使用蒸汽來有效地殺滅微生物。分配管道的蒸汽消毒可能需要額外的排水排氣間，而且相對其他要求可能會需要更高的承受壓力等級。儲存罐本身的性質決定了更容易進行蒸汽滅菌，而且即使沒有必要，這種操作也很普遍。熱循環系統是連續消毒的，因此，消毒要求應當根據微生物檢測結果，或者是在系統離線了很長時間并且回路溫度已經降到驗證范圍以下時進行。

根據工藝水的規定指標，應當為“冷”系統指定一個初期的保守消毒頻率。在通過微生物測定確定了系統的運行特性之后，方可制定例行消毒頻率。

2.2.4 初始消毒

蒸汽消毒可能是最可靠的消毒方法，但是并沒有要求對純化水或WFI系統進行蒸汽消毒。建議將下面的過程作為環境溫度系統下熱水消毒的一種可選方案。

在不銹鋼系統鈍化后，立即用高溫（80±5）℃的工藝水沖洗系統，并打開所有閥門沖洗使用點。一般需要達到沖洗水檢測表明沒有檢測出鈍化化學品或者進出水電導率相當，即是系統的初始消毒。一旦用化學試驗確定工藝用水水質的化學特性已經達到，那么應當在每個組件、使用點及儲罐之后采集微生物樣本。如果檢測結果表明每個取樣點所在的分配系統中都沒有活菌污染，那么應當立即將系統降到其操作溫度并使其穩定。

3 制藥用水微生物控制

3.1 微生物控制的設計考慮

在一個特定的水儲存和分配系統中，總是有一些特定的能促進微生物產生的基本條件，在本行業以往的工程設計規范（GEPS）實例中，發現以下幾個因素可以用來減少微生物生長的機會，如果全部忽略這些因素就增加了微生物超標的可能性。

3.1.1 表面處理

行業中最常見的處理方式是管道研磨、機械拋光和電拋光。電拋光與電鍍工藝相反，它可以改進機械拋光后的不銹鋼管道和設備的表面處理。應盡可能減少表面積和由機械拋光引起的表面突變，因為這些會引起紅銹或變色。系統進行機械拋光或電拋光后，應確定拋光物質完全從管道中去除，這樣才不至于加快腐蝕。

系統在常溫或不經常消毒的環境下操作可能需要較光滑的表面處理。在藥典規定用水系統中，為了減少細菌附著力和加強清潔能力，不銹鋼管道系統內部的表面處理主要是用研磨和/或電拋光。為了達到較好（Ra 0.4～1.0）的光滑表面，需要相當大的費用。另一個可行的方法是拉伸的PVDF管道，盡管PVDF管道有其他的缺點，但它在不用拋光的情況下具有比大多數金屬系統更光滑的表面，但目前在國內普遍不采用此方法。

3.1.2 儲罐方位

儲罐方位一般有立式和臥式2種，其中立式結構目前應用最普遍，因為其有制造成本低、死水容積小、占地面積小及噴淋球設計簡單等優點。

3.1.3 儲罐隔離

對于藥典規定用水，在需要控制微生物污染的地方的普遍做法是使用0.2μm的疏水性通風過濾器。對于熱儲存容器，通風過濾器必須通過加熱來減少濕氣的冷凝。另一個可行的方法，是向罐內充入經過0.2μm過濾器過濾后的空氣或氮氣。如果二氧化碳吸收引發問題或為了防止最終產品的氧化，也可以通過充氮氣來進行保護。

3.1.4 儲罐周轉率

儲罐周轉率對使用外部消毒或處理設備的系統是非常重要的。目前普遍的做法是儲罐的周轉率1～5次/h。當儲罐處于消毒條件下（包括熱消毒或臭氧消毒），此時微生物的生長受到了限制，因此周轉率不是非常重要，有些儲罐要始終保持一定的周轉率主要是為了避免死區的出現。

3.1.5 系統排凈能力

用蒸汽進行消毒或滅菌的系統必須要通過完全排凈來確保冷凝液被完全去除。

3.1.6 死角

好的工程規范是在有可能的情況下盡量減少或去除死角。常見的做法是限制死角小于6倍分支管徑，這是源于1976年CFR212規范中所提出的“6D”規定。在不考慮死角長度的情況下，水質必須滿足要求。同時，我們必須認識到如果不經常沖洗或消毒，任何系統都會存在死角。

3.1.7 正壓

始終維持系統的正壓是很重要的，如果系統的設計沒有考慮到足夠的回流，在高用水量時使用點可能會形成真空，這可能會引起微生物的污染。

3.1.8 循環流速

最常見的做法是設計循環環路最小返回流速為3 ft/s（0.9 m/s）或更高，在湍流區雷諾數大于2 100。返回流速低于0.9 m/s在短時期內或在不利于微生物生長的系統內也可以接受，如在熱、冷或臭氧的環路當中。在最小返回流速的情況下，要維持循環內在正壓下充滿水。

3.2 連續的微生物控制

工藝用水系統通常應用連續的方法控制微生物，并進行周期性消毒。

3.2.1 “熱”系統

防止細菌生長的最有效和最可靠的方法是在高于細菌易存活的溫度下操作。如果分配系統維持在熱狀態下，常規的消毒可以取消。有很多的歷史數據表明系統在80℃的溫度下操作，能防止微生物的生長。目前很多企業在70℃的溫度下驗證水系統。在較低的溫度下操作的優點包括節約能源、對人體傷害風險低、減少紅銹的生成。系統在這個范圍內的較高溫度下操作在微生物污染方面具有更高的安全性。但在80℃以下的有效性必須在實例的基礎上用檢測數據來證明，需要注意的是，這個溫度范圍不會去除內毒素。

3.2.2 “冷”系統

通常情況下，“冷”系統是在4～10℃（我國藥典附錄中提及的是低于4℃）的溫度下操作。在15℃以下，微生物的生長率明顯降低，因此與常溫系統相比，冷系統的消毒頻率可能要降低。特定溫度下的有效性與否，在任何特殊系統中相關的消毒頻率必須在實例的基礎上通過統計分析來確定。雖然“冷”系統被證明是有效的，但是其需要能耗及與其相關的成本很高。

3.2.3 “常溫”系統

任何制藥用水系統的循環溫度都是通過需要達到的微生物標準或需要達到的使用溫度來確定的。在行業中，“常溫”的純化水系統通常使用臭氧和/或熱消毒，與“熱”或“冷”系統相比，通常需要較低的生命周期成本，并且還減少了能量消耗。然而，在沒有提高系統消毒水平的情況下，在儲罐和分配循環中缺少溫度控制會導致系統內生物膜的形成，偶爾或不可預測地產生微生物不符合規定的水，以及導致不在計劃內的水系統停機。

3.2.4 臭氧

臭氧能有效地控制微生物。它是一種強氧化劑，能與有機體發生化學反應并殺死有機物。消滅這些有機物而產生有機化合物，臭氧可能會進一步退化，最后變成二氧化碳。臭氧作為氧化劑其氧化性是氯氣的2倍，需要不斷地加入來維持濃度。

水中殘留的臭氧一般通過紫外線輻射來去除，254 nm的紫外線能把臭氧轉變成氧氣。較為普遍的設計是維持儲罐中臭氧濃度在0.02～0.1 mL/m3之間，在分配環路的起始端用紫外線輻射去除臭氧。為了對環路本身進行消毒，紫外線在不用時可以關掉，臭氧會在環路中循環。破壞臭氧所需要的紫外線量一般是控制微生物需要量的2～3倍，應該通過做測試來證明在使用點沒有臭氧。

3.2.5 紫外線

紫外線經實踐證明能減少儲存和分配系統中微生物的數量。紫外線波長在200～300μm的時候有殺菌能力，這個波長范圍低于可見光譜。紫外線通過使DNA失去活性來減少微生物。紫外線經常被認為是殺菌裝置，但實際上光線的有效性取決于它作用的水的質量、光線強度、水流速度、接觸時間和細菌類型等。

3.2.6 過濾

與其他的微粒物質一起，細菌和內毒素可以通過過濾去除。過濾的介質可能是微濾2～0.07μm也可能是超濾0.1～0.005μm這樣的數值范圍。但必須保證這些過濾器過濾介質的完整性。

（1）微孔過濾。微孔過濾包括使用筒式過濾器、折疊式過濾器和錯流過濾膜元件。這些過濾器能去除在100～0.1μm之間大小的微粒。筒式和折疊式過濾器允許水從垂直于水流方向的濾芯纖維壁流過。由于過濾器的孔徑較小，微粒被截留在過濾器的外壁，或在過濾器內部（筒式過濾器）。經過一段時間后，過濾器里充滿了微粒，需要更換一個新的濾芯。

（2）超濾。超濾可以用來從水源中去除有機物和細菌，還有病毒和熱原。過濾孔徑一般在0.10～0.01μm之間。錯流超濾強制使水平行地流過過濾介質，太大的微粒通不過膜元件，在濃水流中排出系統（一般是進水流的5%～10%）。這允許過濾器進行自清洗并減少了經常更換元件的需要。這類過濾器可以應用在特定情況下儲罐后面的“維持”措施。一般而言，對于任何的純水系統而言，不推薦使用儲罐后面的過濾。這是考慮到在過濾器前面的一側細菌會繁殖，雖然過濾器的孔徑在理論上比細菌的大小要小，但最終在過濾器后面一側還可能會發現細菌。另外，需要注意的是，過濾器潛在的滋生物聚集可能會增加微生物生長的機會。然而，循環泵后面的過濾器有時應用于水系統當中。系統設計應以所獲得的儲罐前的水質為基礎，不能依靠儲罐后面的過濾器對水進行純化處理。

3.2.7 循環

大多數新的水系統的分配是用一個循環回路，循環的主要目的是減少微生物的生長或微生物附著在系統表面的機會。雖然這個方法存在異議，但是與水的湍流相結合的剪切力可以抑制滋生物的聚集和細菌在表面的附著。要達到此效果的流速通常認為是要超過3 ft/s（0.9 m/s）或雷諾數大于2 100，研究表明：去除生物膜需要的流速要高于實際水系統的流速（高于15 ft/s），然而，高的流速（5 ft/s或更高）結合使用抗菌劑（如臭氧或氯）可能在很長的時間內能有效地去除生物膜。如果在短期內水的使用次數高，流速可能會下降，只要使系統維持在正壓就不會對系統產生影響。在熱系統和冷系統中，循環也是用來使整個系統維持在適當的溫度。

如果對分支的長度有限制，在短的分支管段的端頭可以維持在湍流狀態。這個限制的長度隨著分支管段直徑的不同而不同，受主管道直徑的影響較小。按照經驗法則，最大死角是6倍分支管道直徑，這個經驗法則對于在大的主管上有小的分支的情況下可能很難達到，這可能會導致過長的死角產生。為了防止死角的產生（如果死角是一個使用點），還需要考慮操作溫度、主管內水流速度和使用頻率等因素。

3.3 微生物生長控制方法

預處理系統中控制生物生長的方法有定期消毒、紫外（UV）光以及氯/氯胺。

3.3.1 定期消毒

定期消毒即采用排定的時間表或者根據需要使用消毒的方法，它包括：熱消毒、化學試劑消毒、介質的再生或更換、沖洗或排放。

加熱的方法，美國藥典中的指示有機物是在60℃以上被殺死，并且大部分致病有機物不能增殖。當溫度大于80℃時會全部殺死，在該溫度下的消毒時間是1～2 h，總的循環時間包括加熱和冷卻時間可能是4～8 h。具體溫度和時長需要根據特定元件或設備的特性而確定，熱消毒的方法通常在碳床、過濾器以及分配系統中使用。隨著技術的發展，現在RO和EDI也有能承受熱消毒方式的產品得到應用。

化學消毒劑（當不可使用氯時）包括：過氧化氫、腆、氨基化合物以及有機或無機的高氧化性化合物，消毒時間是0.5～4 h，還有附加的消毒劑添加時間及將其從系統中沖洗干凈的時間。總循環時間可能是8 h，具體的藥劑濃度、消毒時間需要根據特定元件或設備的特性確定。

為將微生物生長降到最低而進行的溫度控制可使2次消毒的間隔時間延長。低于15℃的溫度將降低微生物的生長機率。防止滯流和盲管也能將微生物的生長機率降到最低。在停機期間，各個操作單元可采用循環回路。

特定的定期消毒（如再生、更換介質以及排水）方法：特定的定期消毒次數取決于設備以及特定的設計。所有的消毒方法（消毒的頻率和消毒的時長）是根據系統和消毒劑來定的，并且必須是經過驗證的。

3.3.2 紫外燈

由于使用方便，紫外燈處理是很普及的控制微生物和消毒的形式。水以控制的流速暴露在紫外燈下。紫外燈可以滅活微生物的DNA，阻止復制并因此使細菌減少。在預處理系統中，當氯/氯胺以及熱法無效或不可行時，使用紫外線。進入紫外線的給水必須沒有懸浮固體，因為它們可以“遮蔽”細菌阻止其與紫外光充分接觸。紫外燈通常用于控制RO的給水（它是不可用氯或熱法控制的），還用于控制在系統停頓時期非氯處理的循環水。紫外線在處理的水中沒有殘留，因此，只有在紫外光可直接接觸微生物時才有效。

3.3.3 氯

在市政水輸送前或輸送期間，經常使用氯消毒水。向系統中添加劑量水平為0.2～2 mL/m3的氯以殺死細菌。為了保持“殺死的可能性”，會在偏遠的水配送點，氯的目標水平大約是0.2～0.5 mL/m3。但是，如果供水嚴重污染了有機物，氯可能會反應并形成特定的氯化碳氫化合物（三鹵甲烷THMs）。其他情況下，氯會消散并且在市政分配系統的偏遠端點，氯的殘留為0。在原料水以及去除氯之前的預處理系統中應監控氯的濃度。

分子氯對水純化系統中的元件有不利影響。它會導致超濾和RO中使用的膜變質，尤其是聚酰胺膜。氯在一般飲用水中的濃度下仍然可以導致去離子樹脂的降解、脆化和失去產能（氧化率隨樹脂類型不同）、樹脂降解等。它還會腐蝕不銹鋼，尤其是在升高的溫度下，并可能通過蒸餾系統被攜帶到產品中并污染產品。因此，在多數生產純化水的系統中會考慮在某個點去除氯。

去除氯的2個主要方法是：活性碳和還原作用（常用亞硫酸鹽）。活性碳是通過將氯吸附到碳床上的碳顆粒上來去除氯的，也有一些將氯還原成氯化物的還原作用。去除效率取決于碳床深度、表面速度以及碳的吸附能力。以吸附率為基礎進行設計時，在同樣的操作下，通常對氯的吸附要比對有機物的吸附快得多。基于去除氯的考慮，對空床體積的設計是床深為0.61～0.91 m以及水流速為270～540 L/min·m-3。碳床體積應在吸附能力和更換碳床的頻率間平衡。

需要定期消毒碳床。因為用活性碳法去除氯為微生物的生長提供了極好的條件：流速低、溫暖的介質以及大量的營養。消毒頻率在每天到每周幾次或更少時，熱法消毒是有效的。制定適當的消毒計劃就可以控制碳床的微生物生長。消毒后，在重新啟用碳床前，應沖洗碳床以除去粉末狀的部分活性碳。

3.3.4 還原劑

添加還原劑可以減少氯或氯化物，一般來說選擇亞硫酸鹽（通常是重亞硫酸鈉）作為還原劑。化學反應過程是：SO3-+Cl2+H2O→2Cl-+2H++SO4。添加亞硫酸鹽也需要相應的pH調節步驟。形成的氯化物和硫酸鹽需在后續的去離子化步驟或RO中去除。

優點：能有效地去除氯；比熱消毒的成本低；無再生或更換的要求；運行成本低。缺點：技術上較為復雜；有一些化學試劑處理，包括重亞硫酸鈉以及調節pH的酸/堿；由于在亞硫酸鹽添加槽中有微生物生長的可能性，則需要頻繁（小于5天）地配制亞硫酸鹽溶液；加料系統和監控器的成本較高；比用完即可丟棄的碳的成本要高。

3.3.5 二氧化氯

二氧化氯（ClO2）是一種橙黃色氣體，具有類似氨的刺激味，易溶于水，其溶解度是氯氣的5倍。當濃度低于10 mg/L時是較為安全的，因為二氧化氯濃蒸汽在表壓41 kPa時會爆炸，一般水處理使用的濃度在4 mg/L以下。二氧化氯（ClO2）易揮發，稍一曝氣就會從溶液中溢出。氣態、液態的二氧化氯（ClO2）均易因溫度升高、曝光而發生爆炸，在空氣中的體積濃度超過10%便有爆炸性，故在現場制備時要注意即時使用。二氧化氯水溶液的顏色隨濃度的增加由黃綠色變為橙色。

二氧化氯（ClO2）是一種高效的氧化劑，其氧化能力是氯的2.3倍。與有機物作用時，發生的是氧化還原反應，而不是取代，其結果是把高分子有機物降解為有機酸、H2O和CO2，二氧化氯則被還原成氯離子。幾乎不形成三鹵甲烷（THMs）和四氯化碳等突變和致癌物質，這是與氯相比其最大的優點。

二氧化氯（ClO2）的另一個特點是，用于殺菌時藥效有持續性，可保證在較長的時間內抑制微生物的再繁殖。二氧化氯（ClO2）對細菌、病毒有很強的滅活能力，殺滅率達100%。二氧化氯（ClO2）殺菌效果在pH 6～10范圍內不變，此時ClO2以溶解氣體在水中存在，不水解。當在pH 8.5～9.0范圍內的殺菌能力比pH值為7時更有效，故在較高pH使用較氯效果要好。

4 結語

要獲得衛生質量合格的制藥用水，不能單靠批檢來保證，而要通過合理設計、精心安裝并采用經過驗證的程序來控制。這涉及到系統的硬件和軟件，其中硬件方面的合理設計、精心建造、嚴密驗證、達標運行、有效監控與及時維護，必須得到相關軟件，如生產工藝規程、崗位操作、標準操作規程的支持，并將執行情況在運行記錄中得到反映；軟件必須具有系統性、適用性、動態性和可追溯性，缺一不可。并且，合格的硬件設施只有由具有一定素質的人員嚴格按照相關軟件要求來認真操作和管理，才能體現出其應有的優勢，生產出合格的制藥用水。

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