本發(fā)明屬于生物醫(yī)藥技術(shù)領域，特別適用于自產(chǎn)純化水、注射用水且自產(chǎn)工業(yè)蒸汽能源的企業(yè)。

本發(fā)明是將純化水設備、注射用水設備及對應分配系統(tǒng)的排污管道分別采用雙支路設計安裝，用程序控制及閥組自動切換的方式實現(xiàn)系統(tǒng)排污或者制備產(chǎn)生的不合格水、消毒水及滅菌水排放。在距純化水設備、注射用水設備較近位置地埋一臺不銹鋼集水罐，用于收集純化水設備、注射用水設備在制備過程中產(chǎn)生的不合格水及分配系統(tǒng)排放的消毒、滅菌水，同時利用冷凝水回收設備將收集的不合格水和高熱量消毒、滅菌水直接輸送到蒸汽鍋爐水箱待用或者直接使用。該發(fā)明不僅省去了純化水系統(tǒng)冷卻水管道或冷卻系統(tǒng)的安裝，同時，節(jié)省了純化水設備、注射用水設備及系統(tǒng)消毒或滅菌后介質(zhì)水的降溫排放，也減少了后段污水處理的水量，可利用系統(tǒng)消毒或滅菌后的高品質(zhì)熱水直接用作蒸汽鍋爐的原料水，同時也降低了鍋爐的能耗。從而極好的實現(xiàn)熱能利用及高品質(zhì)水資源的充分再利用。。

背景技術(shù)：

在國家關于節(jié)能減排措施的引導下，現(xiàn)企業(yè)與國民的環(huán)保意識不斷增強，為降低生產(chǎn)成本，節(jié)能減排逐步列入了企業(yè)的頭等規(guī)劃。

目前國內(nèi)生物制藥企業(yè)或生產(chǎn)使用純化水及注射用水的企業(yè)將純化水ro膜、純化水分配系統(tǒng)定期做巴氏消毒處理，藥典同樣要求定期做巴氏消毒或化學消毒處理，為了降低系統(tǒng)消毒后殘留藥物風險，現(xiàn)大多數(shù)企業(yè)選擇高溫膜配置純化水設備，為達抑制系統(tǒng)微生物的繁殖目的，常規(guī)做法是采用每月系統(tǒng)高溫消毒一到兩次來維護系統(tǒng)的正常使用，通常是將純化水儲罐內(nèi)定量的純化水通過分配系統(tǒng)上雙管板換熱器利于蒸汽介質(zhì)加熱到85℃及以上循環(huán)給系統(tǒng)或純化水ro膜消毒，維持消毒結(jié)束后，將雙管板換熱器的蒸汽加熱介質(zhì)切換為冷卻水降溫介質(zhì)，待系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的高溫純化水降溫到40℃以下排放。

對于注射用水分配系統(tǒng)滅菌的常規(guī)做法，將注射用水儲罐內(nèi)定量的注射用水通過分配系統(tǒng)上雙管板換熱器利于蒸汽介質(zhì)加熱到121℃及以上循環(huán)做系統(tǒng)滅菌處理，維持滅菌結(jié)束后將雙管板換熱器的蒸汽加熱介質(zhì)切換為冷卻水降溫介質(zhì)，待系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的高溫注射用水降溫到40℃以下排放。

對于純化水、注射用水設備制備過程中產(chǎn)生的不合格水，通常是直接排放處理，很少做到收集再利用。對于所有的消毒水、滅菌水及制備不合格水的排放，通常是引入到污水處理站連同其它污水一同處理達標后排入市政管網(wǎng)。這些設計應用都是將一些高熱量、高品質(zhì)的水再次增加降溫能耗后白白的浪費排掉，且排放后到了污水處理環(huán)節(jié)又增加一道處理成本，且增加了工業(yè)廢水的排放量。

本發(fā)明設計方案解決了上述問題，在滿足藥典對純化水、注射用水系統(tǒng)生產(chǎn)制備與消毒滅菌要求條件下，同時也保證純化水設備、注射用水設備及分配系統(tǒng)正常消毒滅菌的前提下，充分利用企業(yè)已有的冷凝水回收系統(tǒng)，將純化水、注射用水設備制備過程中產(chǎn)生的不合格水收集再利用，將純化水及注射用水分配系統(tǒng)消毒或滅菌后的高溫水直接回收利用為工業(yè)蒸汽鍋爐的原料用水。這樣不僅利用了高品質(zhì)水的高熱能、也省去了純化水、注射用水分配系統(tǒng)降溫冷卻水的耗能，同時也減少了工業(yè)廢水的排放。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對目前純化水、注射用水設備排水系統(tǒng)工藝設計的不足之處，提供了一種通過簡單改變純化水、注射用水設備不合格水排水管道的設計，改變系統(tǒng)消毒或滅菌水排放管道的設計，且增加一套地埋式不銹鋼集水罐，利用冷凝水回收裝置等設備，保證了純化水、注射用水設備制備過程中產(chǎn)生的不合格水收集利用設計，純化水ro膜巴氏消毒后的高溫水直接收集利用設計，純化水分配系統(tǒng)巴氏消毒后高溫水直接收集利用設計，注射用水分配系統(tǒng)過熱水滅菌后高溫水收集利用設計，保證了純化、注射用水系統(tǒng)不合格水及滅菌水節(jié)能回收系統(tǒng)全自動化運行設計，保證了整個系統(tǒng)排水的選擇性再利用及高熱能、高品質(zhì)排水的再利用。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種基于純化、注射用水系統(tǒng)不合格水及滅菌水節(jié)能回收工藝設計，其特征在于,包含以下內(nèi)容：

純化水、注射用水設備不合格水收集利用設計，純化水ro膜巴氏消毒后的高溫水直接收集利用設計，純化水分配系統(tǒng)巴氏消毒后高溫水直接收集利用設計，注射用水分配系統(tǒng)過熱水滅菌后高溫水收集利用設計，純化、注射用水系統(tǒng)不合格水及滅菌水節(jié)能回收系統(tǒng)全自動化運行；其中，

所述純化水、注射用水設備不合格水收集利用設計：

步驟一：純化水、注射用水設備不合格水排放管道分別連接于集水管網(wǎng)到廢水集水罐；

步驟二：純化水、注射用水設備在制備過程中產(chǎn)生的不合格水分別通過各自不合格水排放管道自動流入集水罐；

所述純化水ro膜巴氏消毒后的高溫水直接收集利用設計：

步驟一：將純化水設備ro膜廢水排放管道分為普通排水和消毒水排水管道，并加裝氣動閥設計；

步驟二：ro膜進行清洗時自動關閉消毒水排水管道閥門并從普通排水管道排水；

步驟三：ro膜巴氏消毒后，自動關閉普通排水管道，消毒高溫水無需降溫直接自動從消毒水排水管道排放到集水罐；

所述純化水分配系統(tǒng)巴氏消毒后高溫水直接收集利用設計：

步驟一：純化水儲罐最低點排放管道分為消毒水排水和清洗水排水管道，并加裝氣動閥設計；

步驟二：純化水分配系統(tǒng)或儲罐清洗時，自動關閉消毒水排水管道并從清洗水排水管道排水；

步驟三：儲罐連同分配系統(tǒng)巴氏消毒后，自動關閉清洗水排水管道，消毒用高溫水無需降溫直接自動從消毒水排水管道排放到集水罐；

所述注射用水分配系統(tǒng)過熱水滅菌后高溫水收集利用設計：

步驟一：從制水間純化水設備前段預處理單元出水口分支路到注射用水分配系統(tǒng)的雙管板換熱器作為滅菌用過熱水的降溫介質(zhì)冷卻水使用；

步驟二：注射用水儲罐最低點排放管道分為清洗水排水和滅菌水排水管道，并加裝氣動閥設計；

步驟三：注射用水分配系統(tǒng)或儲罐清洗時，自動關閉滅菌水排水管道并從清洗水排水管道排水；

步驟四：注射用水儲罐連同分配系統(tǒng)過熱水消毒后，系統(tǒng)內(nèi)過熱水繼續(xù)循環(huán)，此時關閉分配系統(tǒng)雙管板換熱器蒸汽加熱介質(zhì)，打開冷卻水（來自于純化水設備預處理單元的軟化水）開始將過熱水降溫，此冷卻水出口調(diào)節(jié)閥與管道內(nèi)過熱水溫度連鎖控制，最終此冷卻水排入集水罐；

步驟五：待過熱水降溫到95℃以下時關閉冷卻水（來自于純化水設備預處理單元的軟化水），自動關閉清洗水排水管道，滅菌后熱水自動從滅菌水排水管道排放到集水罐；

所述純化、注射用水系統(tǒng)不合格水及滅菌水節(jié)能回收系統(tǒng)全自動化運行設計：

步驟一：純化水、注射用水設備不合格水和消毒水、滅菌水自動流入集水罐內(nèi)，集水罐液位傳感器自動感應收集水液位；

步驟二：集水罐液位、冷凝水回收器、鍋爐集水箱全部連鎖控制，集水罐水位到達設定液位后，觸發(fā)冷凝水回水裝置并自啟回收水泵，將回收水自動輸送入鍋爐集水箱，且鍋爐集水箱優(yōu)先接納來自于冷凝水回收器輸送的回收水；

步驟三：收集排水、過熱水降溫、集水罐接收回收水及冷凝水回收器輸送到鍋爐房集水箱整個過程全部為自動化控制，無需人工干預；

本發(fā)明與現(xiàn)有傳統(tǒng)工藝相比，具有的有益效果是：

1、可將純化水、注射用水設備制備過程中產(chǎn)生的不合格廢棄水全部回收再利用；

2、可將純化水設備ro膜巴氏消毒后的水全部回收再利用，其中不僅利用了高品質(zhì)的水資源和消毒水的熱能，而且節(jié)省了消毒水的降溫過程及冷卻系統(tǒng)的安裝，避免了降溫耗能，同時用作鍋爐原水還能節(jié)省此回收水的初升溫能耗；

3、可將純化水分配系統(tǒng)巴氏消毒后的水全部回收再利用，其中不僅利用了高品質(zhì)的水資源和消毒水的熱能，而且節(jié)省了消毒水的降溫過程及冷卻系統(tǒng)的安裝，避免了降溫耗能，同時用作鍋爐原水還能節(jié)省此回收水的初升溫能耗；

4、可將注射用水分配系統(tǒng)過熱水消毒后的水全部回收再利用，其中高效利用了高品質(zhì)的水資源和滅菌水的熱能，雖然過熱水需要降溫到95℃以下回收，但此降溫介質(zhì)使用的是軟化水，滿足鍋爐原水的最低要求，同時降溫能源也可以全部利用，相比原工藝降溫到40℃以下排放又節(jié)約了降溫能耗，用作鍋爐原水還能節(jié)省此回收水的初升溫能耗；

5、整套回收過程為自動化控制，可節(jié)約人力成本的投入和避免了人為出錯的因素。

附圖說明

圖1純化、注射用水系統(tǒng)不合格水及滅菌水節(jié)能回收工藝流程圖

圖2純化水設備示意圖

圖3純化水分配系統(tǒng)圖

圖4注射用水分配系統(tǒng)圖

圖5消毒、滅菌水及不合格水收集管網(wǎng)圖

圖6地埋式集水罐圖

圖7冷凝水回收器示意圖

圖中：hv為手動截止閥/球閥，cv為氣動調(diào)節(jié)閥，av為氣動球閥，y為y型過濾器，st為疏水閥，pu為輸送泵，reg為減壓閥，pt為壓力監(jiān)控裝置，pi為壓力顯示，ce為電導率檢測，ct為電導率傳感，fe為流量檢測，ft為流量傳感，te為溫度檢測，vf為變頻器，fi為電加熱呼吸器，lt為液位監(jiān)控裝置，h為保溫裝置，tt為溫度監(jiān)控裝置。

具體實施方式

閥門初始狀態(tài)：hv001、hv002、hv003、hv004、hv005、hv006、hv007、hv008、hv009、hv021、hv010、hv011、hv018、hv019、hv016、hv022、hv023、hv024、hv060、hv070閥門開啟，reg001閥調(diào)整為適合狀態(tài)，其它閥門為關閉狀態(tài)；

純化水設備制備過程中產(chǎn)生的不合格水收集利用運行模式：

1、純化水設備正常制水時，閥門av002、av003處于開啟狀態(tài)；

2、在純化水設備啟動初期及工作過程中，如電導率傳感器ce01監(jiān)控到純化水出水電導率超標時，av002、av003關閉，同時開啟av001；

3、此時，純化水設備產(chǎn)生的不合格水自流進入收集管網(wǎng)到地埋集水罐內(nèi)；

4、收集水液位通過lt03監(jiān)控，水位到達設定液位時，自啟動冷凝水回收器將收集水輸送入鍋爐房待用；

注射用水設備制備過程中產(chǎn)生的不合格水收集利用運行模式：

1、注射用水設備正常制水時，閥門av012、av013處于開啟狀態(tài)；

2、在注射用水設備啟動初期及工作過程中，如電導率傳感器ce03監(jiān)控到注射用水出水電導率超標時，av012、av013關閉，同時開啟av011；

3、此時，注射用水設備產(chǎn)生的不合格水自流進入收集管網(wǎng)到地埋集水罐內(nèi)；

4、收集水液位通過lt03監(jiān)控，水位到達設定液位時，自啟動冷凝水回收器將收集水輸送入鍋爐房水箱待用；

純化水ro膜巴氏消毒后的高溫水直接收集利用運行模式：

1、純化水設備ro膜巴氏消毒結(jié)束后，開啟av004閥門，消毒后的高溫水自流進入收集管網(wǎng)到地埋集水罐內(nèi)；

2、收集水液位通過lt03監(jiān)控，水位到達設定液位時，自啟動冷凝水回收器將收集水輸送入鍋爐房水箱待用；

純化水分配系統(tǒng)巴氏消毒后高溫水直接收集利用運行模式：

1、純化水分配系統(tǒng)包括儲罐消毒結(jié)束后，關閉av009、cv01閥門，停止pu01水泵，待pt01監(jiān)測到管道壓力為0時，關閉av010閥門；

2、打開av007閥，純化水罐及系統(tǒng)內(nèi)高溫水自流進入收集管網(wǎng)到地埋集水罐內(nèi)；

3、收集水液位通過lt03監(jiān)控，水位到達設定液位時，自啟動冷凝水回收器將收集水輸送入鍋爐房水箱待用；

注射用水分配系統(tǒng)過熱水滅菌后高溫水收集利用運行模式：

1、注射用水分配系統(tǒng)包括儲罐過熱水滅菌結(jié)束后，關閉av016、cv02閥門，待pt02監(jiān)測到管道壓力為0時，關閉av017閥門；

2、打開av006、av018閥門，并運行純化水設備預處理單元，根據(jù)tt05和tt06的溫差變化，調(diào)整cv03閥門的開度，根據(jù)pt02的壓力變化，調(diào)節(jié)pu04的運行頻率，升溫后的冷卻水自流進入收集管網(wǎng)到地埋集水罐內(nèi)；

3、待注射用水儲罐tt04的值到達設定值后（一般為95℃以下），關閉av006、av018閥門，停止pu02水泵、pu04水泵，待pt02壓力值到達0時，關閉cv03閥門；

4、打開av014閥門，注射用水罐及系統(tǒng)內(nèi)高溫水自流進入收集管網(wǎng)到地埋集水罐內(nèi)；

5、收集水液位通過lt03監(jiān)控，水位到達設定液位時，自啟動冷凝水回收器將收集水輸送入鍋爐房水箱待用；

蒸汽冷凝水回水利用運行模式：

1、純化水分配系統(tǒng)冷凝水回收：

1）純化水分配系統(tǒng)巴氏消毒時，先將儲罐內(nèi)定量的純化水通過系統(tǒng)上雙管板換熱器用蒸汽加熱到85℃以上循環(huán)并維持一定時間；

2）加熱過程，純化水儲罐定量儲水后，啟動pu01水泵使所消毒管道內(nèi)的水開始循環(huán)，打開av009、av010閥門，根據(jù)tt02和tt03之間溫差，自動調(diào)節(jié)cv01閥門開度，一直到儲罐tt01溫度達到設定值后，系統(tǒng)循環(huán)維持巴氏消毒且計時；

3）雙管板換熱器加熱介質(zhì)管道內(nèi)的蒸汽冷凝水通過st01疏水閥自流進入收集管網(wǎng)到地埋收集水罐內(nèi)；

2、注射用水分配系統(tǒng)冷凝水回收：

1）注射用水分配系統(tǒng)過熱水滅菌時，先將儲罐內(nèi)定量的注射用水通過系統(tǒng)上雙管板換熱器用蒸汽加熱到121℃以上循環(huán)并維持一定時間；

2）加熱過程，純化水儲罐定量儲水后，啟動pu02水泵使管道內(nèi)的水開始循環(huán)，打開av016、av017閥門，根據(jù)tt05和tt06之間溫差，自動調(diào)節(jié)cv02閥門開度，一直到儲罐tt04溫度達到設定值后，系統(tǒng)循環(huán)維持滅菌且計時；

3）管道內(nèi)的蒸汽冷凝水通過st02疏水閥自流進入收集管網(wǎng)到地埋收集水罐內(nèi)。