鄭州BR-2500L/h 制藥實(shí)驗(yàn)室純化水設(shè)備是專為制藥研發(fā)、分析檢測及小試生產(chǎn)場景設(shè)計(jì)的緊湊型超純水系統(tǒng)，以 “預(yù)處理 - 雙級 RO-EDI 精制” 為核心工藝鏈，融合多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室專屬優(yōu)化技術(shù)。該設(shè)備可穩(wěn)定產(chǎn)出電阻率≥15MΩ?cm、TOC≤200ppb、微生物≤0.1CFU/100ml 的超純水， USP<1231>、EP 及《中國藥典》對制藥實(shí)驗(yàn)室用水的嚴(yán)苛要求，同時(shí)具備 2500L/h 常規(guī)產(chǎn)水能力與 3000L/h 峰值輸出，適配實(shí)驗(yàn)室多樓層、多場景的間歇式用水需求。
鄭州BR-2500L/h 制藥實(shí)驗(yàn)室純化水設(shè)備
一、預(yù)處理系統(tǒng)：RO 膜的壽命保障屏障
預(yù)處理系統(tǒng)通過四級遞進(jìn)式凈化，將市政自來水轉(zhuǎn)化為滿足 RO 膜進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)原水，從源頭降低膜污染風(fēng)險(xiǎn)，使 RO 膜使用壽命延長至 3 年以上（傳統(tǒng)工藝平均 1.5 年）。
（一）多介質(zhì)過濾單元
采用 φ600mm 立式濾罐（316L 不銹鋼），內(nèi)部分三層裝填精制濾料：底層為 8-16 目石英砂（厚度 400mm），中層為 4-8 目石英砂（厚度 250mm），上層為 2-4 目無煙煤（厚度 150mm），總濾層厚度≥800mm。運(yùn)行流速嚴(yán)格控制在 10m3/h，通過機(jī)械截留與吸附協(xié)同作用，去除原水中的懸浮物、膠體顆粒及鐵銹，使出水濁度≤0.1NTU、SDI（污染指數(shù)）≤3，滿足 RO 膜對進(jìn)水的關(guān)鍵指標(biāo)要求。
設(shè)備配備自動反沖洗系統(tǒng)，采用 “氣水聯(lián)合反沖” 模式（壓縮空氣強(qiáng)度 18L/(m2?s)，反洗水強(qiáng)度 15L/(m2?s)），每 24 小時(shí)運(yùn)行一次（或進(jìn)出口壓差≥0.15MPa 時(shí)觸發(fā)），反洗時(shí)間 12 分鐘（氣沖 3 分鐘→水沖 5 分鐘→正洗 4 分鐘），確保濾料恢復(fù)吸附能力。罐底采用 60° 錐底設(shè)計(jì)，配合排污閥快速排空，避免反洗殘留水二次污染。
（二）活性炭吸附單元
選用 φ500mm 吸附罐（316L 不銹鋼），填充碘值≥1000mg/g 的椰殼活性炭（粒徑 0.8-1.2mm，裝填高度 1200mm），通過多孔結(jié)構(gòu)的物理吸附與化學(xué)吸附作用，特異性去除水中余氯（反應(yīng)生成 Cl?）、有機(jī)污染物（如腐殖酸）及部分重金屬離子。運(yùn)行流速 8m3/h，空床接觸時(shí)間≥10 分鐘，確保出水余氯≤0.1ppm，避免 RO 膜因氯氧化而降解。
活性炭罐配備在線余氯監(jiān)測儀（檢測限 0.01ppm），當(dāng)出水余氯＞0.05ppm 時(shí)自動報(bào)警并切換至備用罐（雙罐交替運(yùn)行設(shè)計(jì)）?；钚蕴扛鼡Q周期為 6-8 個(gè)月，更換時(shí)采用 “水封法” 避免活性炭粉塵進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)，確保更換過程無二次污染。
（三）軟化樹脂單元
采用 φ400mm 離子交換柱（316L 不銹鋼），裝填 001×7 食品級強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂（粒徑 0.3-1.2mm，裝填量 0.6m3），其總交換容量≥1.2eq/L（以 CaCO?計(jì)）。通過 Na?與水中 Ca2?、Mg2?的置換反應(yīng)，將原水硬度從通常的 100-300ppm 降至≤1ppm（以 CaCO?計(jì)），防止 RO 膜表面形成難溶性鹽垢（如碳酸鈣、硫酸鈣）。
樹脂再生采用 “逆流再生” 工藝，當(dāng)出水硬度＞0.5ppm 時(shí)自動啟動再生程序：首先以 8m3/h 流速反洗 10 分鐘（膨脹率 50%），然后通入 8% NaCl 溶液（用量為樹脂體積的 2 倍），再生流速 4m3/h，最后正洗至出水 Cl?≤10ppm。再生廢水經(jīng)中和處理（pH 調(diào)至 6-9）后排放，符合環(huán)保要求。
（四）保安過濾單元
作為 RO 膜的最后一道防護(hù)屏障，采用 40 英寸大流量過濾器（316L 不銹鋼外殼），內(nèi)置 5μm 聚丙烯折疊濾芯（6 支并聯(lián)，冗余設(shè)計(jì)），對≥5μm 顆粒物的截留率≥99.9%。濾芯采用熱熔焊接技術(shù)，無粘合劑溶出風(fēng)險(xiǎn)，且具備耐溫 80℃、耐酸堿（pH1-13）特性。
過濾器進(jìn)出口安裝壓差變送器（精度 ±0.01MPa），當(dāng)壓差≥0.1MPa 時(shí)自動報(bào)警提示更換濾芯。濾芯更換采用快開式端蓋設(shè)計(jì)，更換時(shí)間≤5 分鐘，且外殼內(nèi)表面經(jīng)電解拋光（Ra≤0.8μm），避免微生物滋生。
二、雙級反滲透（RO）核心系統(tǒng)：深度脫鹽主力
雙級 RO 系統(tǒng)通過兩級膜分離的協(xié)同作用，實(shí)現(xiàn)從預(yù)處理水到高純水的轉(zhuǎn)化，總脫鹽率≥99.7%，為后續(xù) EDI 精制提供優(yōu)質(zhì)進(jìn)水。
（一）一級 RO 單元
采用 4 支 Filmtec™ BW30-400 膜元件（2 支串聯(lián) ×2 組并聯(lián)），單支膜面積 400ft2，設(shè)計(jì)脫鹽率≥98%。運(yùn)行壓力 1.5±0.1MPa，水溫控制在 25±2℃，產(chǎn)水量 3.8m3/h，回收率 60%。為提高水利用率，將一級 RO 濃水（約 2.5m3/h）循環(huán)至原水箱，通過流量調(diào)節(jié)閥控制回流比例，使系統(tǒng)整體回收率提升至 70% 以上。
膜殼采用 FRP 材質(zhì)（耐溫 60℃，耐壓 3.0MPa），進(jìn)水端安裝電動慢開閥，避免開機(jī)時(shí)的水錘沖擊損傷膜元件。系統(tǒng)配備在線電導(dǎo)率儀（精度 ±0.1μS/cm）與壓力變送器，實(shí)時(shí)監(jiān)測進(jìn)水、產(chǎn)水、濃水的關(guān)鍵參數(shù)，當(dāng)脫鹽率下降 3% 或產(chǎn)水量下降 15% 時(shí)，自動提示進(jìn)行化學(xué)清洗。
（二）二級 RO 單元
以一級 RO 產(chǎn)水為進(jìn)水，配置 2 支低壓高脫鹽膜元件（型號 ESPA4-4040，串聯(lián)運(yùn)行），單支脫鹽率≥99%，總脫鹽率≥99.9%。運(yùn)行壓力 0.8±0.1MPa，產(chǎn)水量 2.5m3/h（與設(shè)備標(biāo)稱產(chǎn)能匹配），回收率 80%，濃水（約 0.6m3/h）回流至一級 RO 進(jìn)水端，進(jìn)一步提高系統(tǒng)水資源利用率。
二級 RO 產(chǎn)水經(jīng)在線電導(dǎo)率儀監(jiān)測（25℃時(shí)≤5μS/cm），合格產(chǎn)水進(jìn)入中間水箱（500L，316L 不銹鋼），水箱配備液位傳感器（精度 ±5mm），通過高 / 低液位信號聯(lián)動控制 RO 系統(tǒng)啟停：高液位（80%）時(shí)停泵，低液位（20%）時(shí)啟泵，避免頻繁啟停。
（三）RO 清洗系統(tǒng)
集成 200L 清洗箱（PE 材質(zhì)）與清洗泵（流量 2m3/h，揚(yáng)程 30m），可實(shí)現(xiàn)酸洗（檸檬酸溶液，pH2.0-2.5）與堿洗（EDTA-2Na+NaOH 溶液，pH11.0-11.5）自動切換。當(dāng)一級 RO 壓差＞0.25MPa 或二級 RO 產(chǎn)水電導(dǎo)率＞8μS/cm 時(shí)，啟動清洗程序：循環(huán)清洗 60 分鐘（含浸泡 30 分鐘），沖洗至產(chǎn)水電導(dǎo)率恢復(fù)至初始值的 95% 以上。
清洗系統(tǒng)管路采用衛(wèi)生級快裝接口，所有與清洗液接觸部件均為耐腐蝕材質(zhì)（316L 不銹鋼或 PVDF），確保清洗效果且無二次污染。
三、電去離子（EDI）精制系統(tǒng)：超純水終級制備
EDI 系統(tǒng)通過離子交換樹脂與直流電的協(xié)同作用，將二級 RO 產(chǎn)水進(jìn)一步純化，無需化學(xué)再生即可穩(wěn)定產(chǎn)出電阻率≥15MΩ?cm 的超純水，滿足制藥實(shí)驗(yàn)室高精度分析需求。
（一）EDI 模塊核心參數(shù)
采用 IONPURE™ LX-Z 系列 EDI 模塊（2 臺并聯(lián)，單臺產(chǎn)水 1.5m3/h），每臺模塊包含 100 對陰陽離子交換膜（均相膜材質(zhì)），填充核級混床樹脂（陽樹脂：陰樹脂 = 1:2），有效膜面積 0.5m2/ 對。運(yùn)行時(shí)直流電壓在 0-600V 范圍內(nèi)自動調(diào)節(jié)（通常運(yùn)行在 300-450V），電流 5-10A，濃水循環(huán)流量為產(chǎn)水量的 20%。
模塊產(chǎn)水經(jīng)在線電阻率儀（帶溫度補(bǔ)償，25℃時(shí)顯示值）實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)電阻率＜15MΩ?cm 時(shí)自動報(bào)警，提示檢查進(jìn)水水質(zhì)或進(jìn)行模塊清洗。EDI 濃水排放口安裝電導(dǎo)率儀，通過調(diào)節(jié)濃水閥開度控制濃水電導(dǎo)率在 50-100μS/cm，確保模塊運(yùn)行在優(yōu)良狀態(tài)。
（二）免化學(xué)再生優(yōu)勢
相較于傳統(tǒng)混床，EDI 系統(tǒng)具有顯著環(huán)保優(yōu)勢：
（三）EDI 保護(hù)系統(tǒng)
進(jìn)水端安裝紫外線殺菌器（254nm，劑量 30mJ/cm2），殺滅可能存在的微生物（去除率≥99.9%），防止樹脂被生物污染；同時(shí)設(shè)置限流閥與壓力保護(hù)閥，當(dāng)進(jìn)水壓力＞0.5MPa 或流量波動＞20% 時(shí)，自動切斷進(jìn)水，保護(hù) EDI 模塊不受損傷。
四、循環(huán)分配與消毒系統(tǒng)：水質(zhì)穩(wěn)定性保障
系統(tǒng)采用 “恒壓循環(huán) + 雙屏障消毒” 設(shè)計(jì)，確保從 EDI 產(chǎn)水到用水點(diǎn)的全流程水質(zhì)穩(wěn)定，避免二次污染。
（一）恒壓變頻供水
配備衛(wèi)生級離心泵（316L 不銹鋼葉輪，機(jī)械密封為 EPDM），采用變頻控制技術(shù)（0-50Hz），使管網(wǎng)壓力穩(wěn)定在 0.3±0.1bar，滿足多樓層（≤3 層）用水點(diǎn)的壓力需求。水泵流量 3.5m3/h，確保管道內(nèi)水流速維持 1.0-1.5m/s（湍流狀態(tài)），減少微生物附著滋生。
管網(wǎng)采用 316L 不銹鋼管道（DN40 主管，DN25 支管），所有焊接點(diǎn)采用全自動軌道焊接（內(nèi)表面焊縫凸起≤0.5mm，Ra≤0.8μm），盲管長度嚴(yán)格控制≤1.5D（D 為管道直徑），符合 ASME BPE 標(biāo)準(zhǔn)。設(shè) 6-8 個(gè)用水點(diǎn)（配衛(wèi)生級隔膜閥，設(shè)計(jì)），每個(gè)用水點(diǎn)安裝壓力表（精度 ±0.01bar），確保供水均勻。
（二）雙屏障抑菌技術(shù)
紫外殺菌：在總送管道安裝 254nm 紫外殺菌器（功率 30W），劑量 40mJ/cm2，對水流中的微生物（細(xì)菌、病毒）殺滅率≥99.99%，運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測紫外強(qiáng)度（≥80% 初始值），強(qiáng)度不足時(shí)自動報(bào)警。
臭氧消毒：配備小型臭氧發(fā)生器（產(chǎn)量 5g/h），每周自動進(jìn)行一次臭氧消毒：將臭氧通入循環(huán)系統(tǒng)（濃度 0.1-0.3ppm），維持 1 小時(shí)后，通過活性炭過濾器去除殘留臭氧（殘留量≤0.01ppm），確保用水點(diǎn)無臭氧異味。消毒過程自動記錄臭氧濃度曲線與時(shí)間，可追溯驗(yàn)證。
（三）儲罐與死角控制
采用 1000L 立式儲罐（316L 不銹鋼），內(nèi)表面電化學(xué)拋光（Ra≤0.6μm），罐底坡度≥2%（錐底設(shè)計(jì)），確保排空無積水。儲罐配備 0.2μm 疏水性空氣呼吸器（帶加熱防凍裝置）、旋轉(zhuǎn)噴淋球（CIP 清洗覆蓋率 100%）及磁翻板液位計(jì)（帶遠(yuǎn)傳信號）。
所有閥門采用衛(wèi)生級隔膜閥（膜片為 EPDM），無閥芯死角；三通接頭為斜三通（角度 45°），避免流體滯留；管道點(diǎn)設(shè)排污閥，每周排空一次，防止沉積物積累。
五、制藥實(shí)驗(yàn)室專屬設(shè)計(jì)亮點(diǎn)
設(shè)備針對制藥實(shí)驗(yàn)室的特殊需求（空間有限、精度要求高、合規(guī)性強(qiáng)），在監(jiān)測、布局與合規(guī)性方面進(jìn)行專項(xiàng)優(yōu)化。
（一）水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)
構(gòu)建三級在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，確保水質(zhì)全程可控：
所有在線儀表均通過計(jì)量校準(zhǔn)（每年一次），提供校準(zhǔn)證書，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。
（二）空間優(yōu)化與靜音設(shè)計(jì)
（三）合規(guī)性控制體系
材料追溯：所有與水接觸部件（管道、儲罐、閥門）均提供 3.1B 材質(zhì)證書（符合 EN 10204），包含化學(xué)成分、熱處理記錄及表面處理報(bào)告；密封件提供 FDA 認(rèn)證與生物相容性測試報(bào)告（USP<88>Class VI）。
數(shù)據(jù)完整性：控制系統(tǒng)符合 21 CFR Part 11 規(guī)范，具備：
消毒驗(yàn)證：提供完整的消毒效果驗(yàn)證方案，包括：
六、性能參數(shù)與實(shí)驗(yàn)室場景應(yīng)用
設(shè)備的性能參數(shù)與應(yīng)用場景緊密匹配，可滿足制藥實(shí)驗(yàn)室各類用水需求，同時(shí)具備節(jié)能與環(huán)保優(yōu)勢。
（一）核心性能指標(biāo)
（二）實(shí)驗(yàn)室場景適配性
（三）運(yùn)行與維護(hù)優(yōu)勢
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