为满足制药、实验室、电子等行业对高纯度水质的严格要求，纯化水过滤系统需基于原水水质、产水标准及使用场景，科学集成多级净化单元。以下为一套系统化、可定制的纯化水过滤设计方案，兼顾高效性、稳定性与合规性。

一、设计原则

● 分阶段处理：遵循“预处理 → 深度脱盐 → 后处理”的逻辑流程，逐级去除杂质。

● 模块化配置：各功能单元独立运行又协同作用，便于维护与扩展。

● 水质保障：实时监测关键参数（电导率、TOC、微生物），确保出水符合《中国药典》或USP标准。

● 运行安全：设置压力保护、液位联锁、自动冲洗等功能，防止设备损坏或水质劣化。

二、系统组成与工艺流程

1. 原水预处理模块

目标：去除悬浮物、余氯、有机物和硬度离子，保护核心膜系统。

● 多介质过滤器（精砂过滤）

○ 滤料：石英砂、无烟煤等分层填充

○ 功能：去除≥10μm颗粒物，降低浊度至<1 NTU

○ 控制：定时反冲洗，防止堵塞 2

● 活性炭过滤器

○ 滤材：颗粒活性炭（GAC），比表面积500–2000 m²/g

○ 功能：吸附余氯、有机物、异味和色素，防止RO膜氧化

○ 注意：需定期巴氏消毒（60–80℃热水循环）或蒸汽灭菌，控制微生物滋生 2

● 软化装置（可选）

○ 树脂类型：钠型阳离子交换树脂

○ 反应原理：2RNa + Ca²⁺ → R₂Ca + 2Na⁺

○ 应用条件：当原水硬度 > 300 mg/L（以CaCO₃计）时建议配置

○ 再生方式：NaCl溶液再生，周期性自动执行 2

● 保安过滤器（精密过滤）

○ 精度：5 μm 聚丙烯熔喷滤芯

○ 作用：拦截前段泄漏的细小颗粒，保护RO膜

○ 更换标准：压差 > 0.1 MPa 或定期更换 2

2. 深度净化模块核心脱盐单元，决定系统产水纯度。

● 反渗透系统（RO）

○ 膜类型：聚酰胺复合膜，孔径 < 1 nm

○ 脱盐率：≥98%，可去除细菌、病毒、胶体及分子量 > 300 Da 的有机物

○ 运行参数：操作压力 1.0–1.5 MPa，回收率 75–85%

○ 配置建议：一级RO用于普通纯化水；二级RO或RO+EDI用于高纯水 2

● 电去离子系统（EDI）

○ 原理：结合离子交换树脂与电场驱动，连续去除离子

○ 优势：无需酸碱再生，无化学废液排放，环保且运行成本低

○ 出水指标：电导率 < 0.1 μS/cm，电阻率 > 10 MΩ·cm

○ 适用场景：GMP车间、注射用水系统前处理 2

3. 后处理与分配模块

确保终端用水安全、无菌。

● 紫外线杀菌（UV）

○ 波长：254 nm（杀菌）+ 185 nm（光氧化降解TOC）

○ 功能：灭活微生物，降低总有机碳（TOC）至<5 ppb

○ 安装位置：储罐出水端或循环回路中 2

● 终端微孔过滤

○ 滤芯：0.22 μm 聚醚砜（PES）或聚四氟乙烯（PTFE）膜

○ 用途：截留可能脱落的树脂碎片、炭粒或微生物，实现无菌过滤

○ 应用于：静脉注射用水、细胞培养等高风险场景 2

● 纯化水储存与循环

○ 储罐材质：316L不锈钢，带呼吸器与液位控制

○ 循环方式：闭环循环，流速 > 1 m/s，避免死水区

○ 消毒策略：定期热水巴氏消毒（70–85℃）或臭氧清洗 2

三、典型工艺路线（按需求选型）

四、关键控制参数与监测

系统应配备在线传感器、PLC控制系统，实现数据记录、报警提示与远程监控。

五、维护与验证建议

● 定期维护：更换滤芯、清洗RO膜、校准仪表、执行CIP（原位清洗）

● 周期性验证：每半年进行一次全系统验证（IQ/OQ/PQ），确保持续合规

● 应急预案：设置旁路、备用泵、断电保护，保障连续供水

本方案融合了物理过滤、膜分离、离子交换与物理消毒等多维技术，既保证了出水品质，也提升了系统的智能化与可持续性。实际设计中应根据原水检测报告与具体用水标准进行个性化调整，确保技术合理、经济可行、长期稳定。