用于纯化和分配水且具有消除生物污染的隔离壁的系统及装置制造方法

用于纯化和分配水且具有消除生物污染的隔离壁的系统及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及处理水纯化系统(18)，其包含封闭水流环路(107)，所述环路包含至少一个处理水供应点(A)、至少一个纯化水使用点(U)、泵构件(101)、灭菌构件(106)及过滤构件(103)，所述系统的特征在于区域(106)包含所述供应点(A)及位于所述供应点(A)上游的水提取点(P)，且所述提取点(P)及所述供应点(A)二者均位于所述灭菌区域(106)的区段(106B)中，所述区段(106B)通过所述区域(106)的另两个区段(106A、106C)与所述环路(107)和所述区域(106)的两个连接点(RM、RV)隔开。本发明涉及使用此系统的方法。
【专利说明】用于纯化和分配水且具有消除生物污染的隔离壁的系统及装置
[0001]本发明涉及用于纯化和分配水的系统，特别是装配有纯化水流环路的系统。本发明还涉及使用所述系统纯化和分配水的方法。
[0002]多种应用，特别是分析化学及分析生物学实验室需要使用纯水或甚至超纯水。这些系统也用于医学治疗(例如透析)或用于需要极高纯化程度的生物分析仪(用于血液、尿液等)。
[0003]人们已设计出水纯化系统来产生具有期望品质的水。
[0004]因此，专利文献US2008/0230450、US7, 250，619、US5, 259，954、US4, 495，067、US4, 810，388及EP1875818阐述了使用多个在包括紫外灯及一次性(disposable)过滤器的线路中处理水的步骤产生纯化水的方法。
[0005]专利文献JP3223660具体阐述了在80°C下将纯化水储存于槽中，随后经由超滤过滤器分配于线路中。
[0006]图1、图2及图3根据最新技术状态图解说明用于纯化和分配纯水或甚至超纯水的系统 13、13’ 及 13’’。
[0007]系统13及13’通常用于分析生物学及分析化学实验室中的应用。所述系统也用于医学治疗(例如透析)，或用于供应生物分析仪。
[0008]在图1中，用于纯化和分配水的系统13与处理水产生系统10关联，所述处理水产生系统以本领域技术人员已知的方式(例如通过反渗透及电去电离)由(例如)自来水EV产生处理水。处理水产生系统10通常呈称为一级回路的回路形式。
[0009]系统13产生准备分配至所述处理水的使用者的纯纯化水或超纯纯化水。系统13主要由回路100构成，所述回路是用于纯化水流的封闭环路。回路100通常称为二级回路。
[0010]系统10通过管道11将处理水供应至流动环路100，所述管道11在供应点20处进入环路100中。在水流方向上于供应点20下游，环路100包含泵101、通常在254nm下发射的紫外(UV)灯105及过滤组件103，所述过滤组件通常为包含过滤膜3的微滤过滤器103。泵101使流动环路100内能维持流并补偿不同水纯化组件及液压回路中的水头损失。将过滤器103安装于环路100的分流道(diversion)上。
[0011]使用者自系统13抽出纯化水的使用点104位于过滤器103下游。使用者未抽出的纯化水继续在封闭环路100中经由阀102流向泵101的入口。阀102于过滤器103的入口处产生足够回压(backpressure)以于分配点104处获得流动。在阀的开放压力下，自泵101的流动使纯化水能够在环路100中流动。阀102属于校准阀或排放阀类型。
[0012]水纯化和分配系统13可通过用于水处理的至少一个组件12完成。组件12通常属于离子交换树脂筒类型和/或含有用于吸附有机物质的材料的筒类型和/或超滤类型。组件12优选置于泵101与UV灯105之间(如图1中所示)。根据未显示的变化形式，组件12也可置于UV灯105与过滤器103之间。组件12可使得能消除由系统10产生的水中含有的残余离子、有机物质、颗粒或致热原。组件12在图1中以虚线表示。若不存在组件12，则简单管道将泵101连接至UV灯105。[0013]图2的系统13’表示图1的系统13的变化形式，其中环路100’包含槽17代替简单供应点20。系统13’主要由回路100’构成，所述回路是用于纯化水流的封闭环路。槽17由以下二者供应:通过处理水产生系统10经由管道11产生的水及未于使用点104处提取的纯化水，所述纯化水经过阀102后到达槽17上游侧。泵101连接至所述槽17的出口。
[0014]此外，系统13’使得能通过环路100’中的循环使水由槽17间歇性再循环，与使用者进行任何抽出无关。例如，这使得可使水在使用者不进行抽出的时段期间不在槽17中滞留过长时间。
[0015]根据未表示的变化形式，可消除环路100’在过滤器103与槽17之间部分中的水流，其中在需要时在线路中于使用点104处分配水。
[0016]图3图解说明阐述于专利US4，969，991A中的特定系统13’ ’，其包括描述于图2中的系统的组件，只是存在以下事实:UV灯能对两个不同回路灭菌。系统13’’构成生产线，且不包含用于纯化水流的实际封闭环路，如将于下文解释，但槽17中含有的处理水可经由环路26流动，与使用者进行任何提取无关，以借助其经过UV灯105’来纯化。
[0017]在图3中，UV灯105’具有两个单独且独立的液压回路105’A及105’B。通过系统10处理的水经由管道21、22及23通过经过UV灯105’的回路105’A填充槽17。槽17中储存的水可通过使用泵101’及管道26在回路105’A中流动。管道26及21进入供应回路105’ A的单一管道22中。通过纯化组件12纯化来自槽17及泵101的水，然后通过管道24经过UV灯105’的回路105’B并经由管道25到达使用点。不提供水的循环。
[0018]因此，通过图3图解说明的专利US4，969991阐述在线使用具有两个单独流的UV灯105’，其中一个流用于处理填充槽17的水，另一流用于在使用点25处直接分配水。
[0019]根据此构造，UV灯`仅在水提取及间歇性循环周期期间使用(开启)。产生系统10与槽17之间的管道26并不能消除产生回路与分配回路间发生回流污染或交叉污染的所有可能性。此外，此构造复杂且花费高，因为其需要额外的硬件，例如两个泵及单独流UV灯。
[0020]现有技术的系统13、13’及13’ ’均需要对流动环路及线路进行规律去污，例如每隔I至3个月。该去污通常通过用热水或用至少一种选自氯、过氧化物或任何其他氧化组份的化学产品清洁来实施。该去污必须由合格技术人员实施，这会使水纯化系统的使用变得复杂，同时显著增加成本。
[0021]存在其他使用过滤器的方法，所述过滤器实际上为单用途过滤器。这些过滤器在每次使用后或在极少使用次数后更换。
[0022]此外，UV灯的存在不能解决所有污染问题，例如因潜在“污染”的水引起的交叉污染或回流污染。此外，在使用期间，尤其在水滞留于回路(例如槽)中时，极难恒定地维持极低量的细菌，因为使用者不再提取纯化水且所述灯已熄灭。即使在来自槽的水间歇地在UV灯中流动时也如此，因为凝结水滴存在于槽的上部上，所述水滴富含细菌且当其下落时会污染槽中的水，这意味着，到达槽内的新灭菌的水再次受到污染。
[0023]因此，所产生的问题为设计并制造水纯化系统，其能够分配纯化水，同时确保最低微生物(通常小于100CFU/L)，且同时适应使用者所期望纯化水的处理水产生流的速率及使用速率。CFU意指“菌落形成单位”。
[0024]确切而言,无论自纯化回路提取纯化水的频率如何,使用者必须随时可获取纯化水。此外，必须尽可能少地停用用于去污的系统。[0025]根据本发明的系统有利地使得能提供有效解决方案，且能缓解现有技术装置的缺点。
[0026]为此，本发明的一个方面涉及处理水纯化系统，其包含用于水流的封闭环路，所述环路包含至少一个处理水供应点、至少一个纯化水使用点、至少一个泵构件、至少一个通过UV辐射灭菌的构件(其界定通过UV灭菌的区域)及至少一个过滤构件，
[0027]所述系统的特征在于通过UV灭菌的所述区域包含供应点以及在环路中的流动方向上位于供应点上游的至少一个纯化水提取点，且所述提取点及所述供应点二者均位于所述UV灭菌区域的区段中，所述区段通过所述UV灭菌区域的另两个区段与环路和所述灭菌区域的两个连接点隔开。[0028]纯化水提取点通常与至少一个提取构件关联。如将于下文解释，其也可用于使水在环路中再循环，此为供应环路的另一手段。
[0029]通过UV灭菌的构件通常为UV灯。最通常地，UV灭菌区域为包含含有UV灯的包壳(envelop)或套管(casing)的装置。此装置通常在其长度上装配有4个连接点，从而界定3个灭菌区段。最通常地，UV辐射灭菌区域在环路中水的流动方向上位于使用点上游。
[0030]泵构件通常为至少一个泵。
[0031]过滤构件通常为至少一个位于且极靠近使用点上游的过滤器，优选为最终过滤器，例如微孔或超滤过滤器。
[0032]环路和灭菌区域的两个连接点通常为上游点(M)及下游点(V)，上游连接点在环路中水的流动方向上在下游连接点之前。
[0033]因此，本发明借助UV灭菌区域中的不同区段以及提取点及供应点的构造及定位巧妙地使得可产生二级流动环路，在所述环路内不具有死角或不与未针对细菌污染加以保护的处理水供应回路连接。位于纯化水流动环路与供应回路或甚至处理水再循环回路之间的边界处的持续活动(开启)uv壁的存在，使得在二级环路中流动的水能保持极低程度的细菌污染(在环路中小于lCFU/mL且在使用点处小于100CFU/L)，同时特定而言避免回流污染或交叉污染。
[0034]根据本发明，“处理水”意指来自处理一级环路的水的方法的水，“纯化水”意指通过纯化第二环路的水的方法处理的水。
[0035]此外，“去污”意指消除可能存在的活组份或致热原组份的作用。此作用通常在特定时间下实施。在本发明上下文中，所用“通过UV灭菌”意指借助一次或多次紫外辐射通常以连续操作对活要素的破坏作用。
[0036]最后，根据本发明，“纯化”意指污染物的消除，所述污染物可为颗粒污染物、离子污染物、有机污染物或活污染物。如本领域技术人员已知，根据污染物类型，纯化技术可极为不同:反渗透(用于离子或有机污染物)、离子交换树脂(用于离子污染物)、活性炭(用于有机污染物)、过滤(用于颗粒污染物和/或用于活污染物)、超滤(用于活污染物和/或细菌副产物和/或致热原)、UV (用于活污染物，若紫外辐射在254nm下，此为最通常情形；及用于有机污染物，若紫外辐射在185nm下)。
[0037]本发明用于纯化水流的封闭环路也称为二级环路或在本文中更简单地称为环路。本发明的系统为在环路中设计有连续水流的真正封闭环路系统。由于在环路中流动及进入环路中的水始终经过灭菌区域，因此在环路中流动的水被连续纯化。[0038]在本发明上下文中，至少一次自环路的提取点处提取纯化水。若需要，也可补充水，所述水将通过经过灭菌区域来灭菌。最后，也可优选于单独时间提取纯化水并于所述相同提取点补充水。因此，根据供应环路的处理水的流量与由使用者抽出水的流量二者来使用不同可能性。
[0039]环路中的流量通常大于或等于使用者所期望的纯化水的流量。使用者所提取的水的流量通常可变，且可将其定序。
[0040]进入本发明的系统中以供应环路的处理水的产生速率可等于或大于所分配纯化水的流量。在此情形下，根据本发明，通常将过量产生的处理水放置储存或使其在例如产生处理水的回路中再循环。
[0041]进入本发明的系统中以供应环路的处理水的产生速率通常也可小于所分配纯化水的流量。在此情形下，根据本发明的实施方案，通常可通过添加通过所述系统纯化且放置储存的水来增加供应环路的水的流量。这种将过量纯化水放置储存在例如槽中以使得之后能使用其作为补充的可能性是本发明的系统的优选实施方案的一个优点。
[0042]无论以过量模式还是以补充模式，在不同于处理水的供应点的UV灭菌区域中的提取点处将水放置储存，且使得能对纯化水灭菌。
[0043]因此，水提取点使得可将放置储存的过量纯化水输送至槽和/或输送至处理水产生系统的入口，无论其是否供应环路。
[0044]根据第一实施方案，提取点适于使得能将纯化水放置储存，通常为至少一个槽中，其中所述纯化水预先经过灭菌区域的区段，从而降低槽中造成细菌污染的可能性。因此，本发明的系统进一步包含至少一个储存槽。这种槽通常连通大气，且能由提取构件供应。这有利地使环路能连接至大气。因此，与槽中纯化水的大气连接有利地使得可将在灭菌区域中流动的任何残余气体排放至所述大气，所述残余气体最通常来自对环路的过滤构件的清洗。
[0045]在这种情形下，优选地，所述系统包含用于对槽实施UV灭菌的至少一个额外构件，其优选置于所述槽中或甚至浸没于槽中。此额外灭菌构件适于对潜在地存在于所述槽的至少一部分中的液体以及所述槽的非浸没壁灭菌，所述非浸没壁潜在地受来自所述液体的凝结污染。
[0046]根据第二实施方案，提取点适于使水能至少部分地在处理水产生系统中，优选在供应本发明的系统的一级回路中再循环。这通过预先经过灭菌区域的区段来实施，从而可降低一级回路造成细菌污染的可能性。在此情形下，本发明的系统包含至少一个能由提取构件供应且适于供应至少一个处理水产生系统的再循环管道。
[0047]有利地，根据本发明，流动环路优选借助UV灭菌区域中不同区段以及提取点及供应点及视情况使用点的构造及定位，而不具有死角或不与未针对细菌污染加以保护的处理水供应回路连接，且其中所述UV区域为持续活动UV壁，其位于纯化水流动环路(二级回路)与供应回路(一级回路)之间的边界处，其使在二级回路中流动的水能保持在环路中小于lCFU/mL且在使用点处小于100CFU/L的极低程度的细菌污染。
[0048]根据本发明，通过组合前述第一及第二实施方案，提取构件也可用于同时供应槽及供应处理水产生系统。
[0049]泵构件及过滤构件通常在环路中水的流动方向上依次布置于环路上自供应点至提取点的环路部分，优选自供应点至使用点的环路部分中。
[0050]因此，本发明借助在UV灭菌区域中建立三个不同区段巧妙地使得可产生二级流动环路，在所述环路中不具有死角或不与未针对细菌污染加以保护的处理水供应回路连接。
[0051]置于环路上的每一灭菌构件及可置于槽上和/或槽中的额外灭菌构件通常包含至少一个UV灯(即汞蒸气灯或放电灯(例如氙灯))或者至少一个LED (发光二极体)。灭菌构件发射具有杀菌性质的紫外辐射。根据本发明，灭菌构件通常持续活动(开启)，以在用于处理水的(一级)产生回路与用于纯化水的(二级)回路或环路之间建立防止生物污染物(基本上为细菌)通过的连续壁。
[0052]此外，通常不可能发生回流污染或交叉污染，因为UV灭菌区域中始终发生二级回路的流体与处理水产生回路的流体间的交换。此为本发明优点之一。
[0053]灭菌区域的区段的构造有利用地也能使环路中流动的流体冷却。确切而言，流体主要通过UV灯耗散的能量加热至通常25-40°C，这对于细菌的产生不利。根据本发明，有利地通过在至少一个区段中与供应水混合来冷却此流体。
[0054]因此，根据本发明，可通过使热水或化学产品以远低于现有技术的频率(通常仅每隔6至12个月)经过来将环路去污。
[0055]泵构件最通常为泵。此外，泵构件优选与存在于环路上的止回构件关联，所述止回构件优选为止回阀(或释放阀)。泵构件通过补偿针对过滤及液压回路组件的水头损失，有利地使得能在使用点处提供期望量的纯化水并在封闭流动环路内维持流。
[0056]过滤构件通常为过滤器组件或过滤器，最通常优选为包含至少一个膜的绝对过滤器，例如包含孔径为0.22 μπι或0.1 μπι的膜的过滤器。此过滤器优选位于使用点处。此过滤器优选与连接至环路的分流管道(diversionary pipe)关联,所述管道为清洗管道。当过滤器包含膜时，所述管道在环路中水的流动方向上位于所述膜上游。
[0057]当过滤构件为包含膜的过滤器时，其通常包含用于连接至环路的两个管道。第一连接管道通常位于过滤器膜上游。当自使用点的抽取已结束时，所述第一连接管道使环路中流动的全部纯化水能冲洗所述膜，这有利地消除位于所述膜上游和位于所述膜上的滞留体积的水，所述滞留体积的水再通过通常连接至环路下游侧的第二连接管道排出，所述滞留体积的水自所述环路返回，从而能够清洗(即自动抽空)存在于所述膜处的任何残余气体。
[0058]过滤构件优选位于纯化水分配环路上的分流道上。这有利地使得能够实现环路与使用点之间的完全隔离。过滤构件也可位于环路上的线路中，环路中流动的水经过所述过滤器，且使用点位于所述过滤器下游的环路上。然而，在这种情形下，使用点并不通过例如膜与环路分开，且抽取点处的水存在回流污染的风险。
[0059]使用点通常位于过滤构件的位置处，且更优选地位于过滤构件上。过滤构件则称作“最终(过滤构件)”。当过滤器为膜过滤器时，使用点优选位于膜下游。
[0060]根据本发明， 所述系统可另外包含额外过滤构件，其优选为包含至少一个膜的超滤过滤器。此超滤过滤器根据本发明定义为包含截止阈值通常在1，OOODa至1，000, OOODa之间变化的膜的过滤器。截止阈值由本领域技术人员根据所寻求的效能来选择。此超滤过滤器通常保留存在于流体中的分子，其中所述分子可溶解或不溶解，分子量因膜的选择而构成保留的确定因素。在本发明上下文中，保留阈值通常经选择以使得能去除纯化水的热原。
[0061 ] 过滤构件也可为带正电绝对过滤器，其组合0.1 μ m或0.22 μ m特性的最终过滤器的性质与超滤过滤器的性质。确切而言,其正电荷使得能通过亲和力吸收致热原。此过滤器可用作过滤构件，而不存在额外过滤构件。
[0062]额外过滤构件优选位于所述泵构件下游及所述过滤构件上游，从而使得分流管道将所述额外过滤构件连接至环路中位于灭菌区域上游的点。此分流管道通常用于清洗气体的管道且当额外过滤构件为包含至少一个膜的过滤器时，其连接一个或多个膜上游与环路中位于灭菌区域上游的点。
[0063]因此，根据本发明的优选实施方案，额外过滤构件进一步包含分流管道，其为清洗管道，通常连接过滤构件(当所述额外过滤构件为膜过滤器时，在位于膜上游的点处)与环路中位于使用点下游及UV灭菌区域上游的点。
[0064]有利地，此分流管道使得可清洗(即抽空)所存在的残余气体。
[0065]此分流管道的存在使得能实施自动清洗，这非常有利。实际上，现有纯化系统仅能实施手动清洗。然而，所述手动清洗操作难以实施，尤其在使用者并非合格技术人员时。
[0066]分流管道通常经构造以使得可以所述管道中自环路提取的水的较低流速有效地抽空气体。这通常暗示在环路的不同管道中维持足够线速度，以避免在其壁上形成任何生物膜。
[0067]因此，分流管道通常且优选经构造以通过经过所述分流管道的水运输过滤构件或额外过滤构件中所含任何残余气体,藉此将所述气体抽空至例如槽中的大气中。即使在本发明上下文中极不优选，对于`分流管道而言也可能地，也可在分流管道中部分地抽空任何残余气体。在此情形下，分流管道包含至少一个气体抽空构件。可通过(例如)使用限制性构件或通过减小构成分流管道的管的直径有利地限制分流管道中的流动。
[0068]优选地,根据本发明，在交付使用(commissioning)前,本发明的系统的所有过滤构件的完整性已经测试，达到100%。
[0069]在实施方案中，本发明的系统包含用于加热环路的至少一部分的至少一个构件，其通常适于加热在环路中流动的水。此加热构件可例如为包围UV灭菌构件的加热套筒，例如当所述灭菌区域由含有UV灯的不锈钢套管构成时。加热构件可为电阻型加热元件。最常见地，这种元件为浸没且位于环路上。加热构件也可由至少一个位于环路上的加热元件构成。此加热构件有利地使得能使用预定周期通常在大于85°C的温度下利用热水将环路去污。
[0070]根据本发明，另外优选地，本发明的系统的一部分且更具体而言环路的一部分中包含过滤构件及邻接回路组件的部分为消耗性组件的套件。根据本发明，“消耗性组件”意指效能适于使用点处产生/分配的纯化水的特定寿命或特定体积的一次性组件。
[0071]消耗性组件通常由过滤构件及邻接管道构成。
[0072]所述套件通常形成单一部分且若可能，在通过辐照或其他技术灭菌或去污的条件下在其包装中递送。这使得能使用简单机械连接构件快速且容易地改变所述消耗性套件，从而降低污染环路或一个或多个过滤组件的风险。所述套件具有有限寿命或有限水处理能力，以在其使用时段期间确保其效能的完整性。所述套件也可包含用于检测及识别的构件，从而使得能分析其在环路上的存在并追踪其寿命或处理水体积。检测构件可呈以下形式:RFID标签、条形码、记忆电路或光学或机械偏振装置或其他构件。
[0073]供应本发明的水纯化系统的处理水产生系统通常包含反渗透处理装置，其中可添加离子交换树脂型去离子步骤或电去电离模块。
[0074]所产生的处理水在其到达环路中时于供应点流入灭菌区域中，这有利地使得可显著地减少在其达到环路中时对处理水的细菌污染。
[0075]有利地，本发明的系统使得可避免微生物对处理水及纯化水的共同污染。
[0076]为降低对水处理系统的水及能量的消耗和/或避免在两次抽取操作间的长时段期间环路中的水温上升的问题，有时需要终止处理水产生系统以及环路的分配泵。然而，本发明灭菌区域的灭菌构件通常必须持续活动，以使处理水产生回路与环路之间的壁保持活动。此外，可有利地提供返回环路中的产生及循环的规律性周期以避免形成生物膜及构成系统的水处理组件及液压回路中产生微生物。实际上，最通常构成本发明灭菌构件的UV灯通常连续开启。 [0077]因此，通过本发明的纯化系统所获得的纯化水中含有的细菌、细菌副产物及生物污染物含量符合 AAMI (Association for the Advancement of Medical Instrument)及EP( “European Pharmacopeia”)设定对水产生限制的规定:
[0078].根据AAMI RD62:2006，用于血液透析的纯水:小于200CFU/毫升(对于微生物)及2EU/毫升(对于致热原);
[0079]?根据AAMI RD52:2004，超纯水:小于100CFU/升(对于微生物)及0.03EU/毫升(对于致热原)；
[0080].根据EP，纯水:小于100CFU/L (对于微生物)及0.25EU/mL (对于致热原)；及
[0081].根据EP，超纯水:小于100CFU/L (对于微生物)及0.03EU/mL (对于致热原)。
[0082]本发明也涉及本发明的系统的任何用途。
[0083]因此，本发明涉及使用此系统的方法，所述方法由纯化处理水的方法组成，所述纯化处理水的方法包含使处理水在封闭水流环路中流动，所述处理水在至少一个供应步骤期间由供应点进入，所述纯化包含至少一个过滤步骤(所述过滤步骤优选为微滤步骤)及通过至少一个灭菌构件灭菌的至少一个步骤，在过滤步骤的位置处提取由所述方法流出的纯化水，
[0084]所述方法的特征在于，其包含在环路中水的流动方向上在位于过滤步骤下游的至少一个提取点处提取环路中流动的水的一部分的步骤，
[0085]且在位于提取点上游的区段中、在位于提取点下游及供应点上游的区段中、及在位于供应点下游的区段中，对在环路中流动的水连续实施灭菌步骤。
[0086]有利地，本发明纯化处理水的方法使得封闭流动环路优选借助UV灭菌区域中不同区段以及提取点及供应点及视情况使用点的构造及定位，而不具有死角或不与未针对细菌污染加以保护的处理水供应回路连接，且其中所述UV区域位于纯化水流动环路(二级回路)与供应回路(一级回路)间的边界处的持续活动UV壁，其使得在二级回路中流动的水保持在环路中小于lCFU/mL且在使用点处小于100CFU/L的极低程度的细菌污染。
[0087]优选地，连续实施本发明的方法，即，水在环路中连续流动。由于在环路中流动及进入环路中的水经过灭菌区域，因此在环路中流动的水被连续纯化。使用者根据其需要连续或不连续地抽取水。
[0088]通过至少一个过滤构件，优选膜过滤器实施过滤步骤。在这种情形下，根据优选变化形式，所述方法应使来自一个或多个过滤区域的任何残余气体自动地排放至大气中。
[0089]优选地，提取步骤与放置储存(通常在至少一个连通大气的槽中)的至少一个步骤关联。
[0090]在此情形下，根据优选实施方案，所述方法进一步包含在环路的至少一个提取点处使放置储存的水的一部分在环路中回流(即，使其流动)的步骤。此回流通常使得能够提供补充水以在环路的使用点处确保足够流动速率。
[0091]本发明的 方法可包含加热环路中流动的水的至少一个步骤。该步骤通常用于在去污周期期间通过使热水(即通常在大于85°C的温度下)经过来将纯化水回路去污。
[0092]本发明的方法可包含至少一个额外过滤步骤，其优选为超滤步骤。
[0093]在此情形下，本发明的方法包含至少两个过滤步骤且在两个过滤步骤之一的位置处提取由所述方法流出的纯化水。优选地，第一过滤步骤为超滤步骤。优选地，第二过滤步骤为微滤步骤。
[0094]根据优选实施方案，所述方法包含至少一个清洗步骤，其通过使环路中流动的水的一部分在环路的分流道中流动。这使水流动，通常使得能在该清洗步骤抽空任何残余气体。这部分水通常占环路中总流量的小百分比:大部分流量发生于环路中。
[0095]优选地，该清洗步骤在过滤步骤实施。这有利地使得能抽空任何残余气体。该清洗步骤通常相对于过滤步骤连续实施，将任何残余气体抽空至大气中。当过滤构件为包含至少一个膜的过滤器时，该清洗步骤通常通过过滤器的一个或多个膜上游的特定出口的分流道实施。该清洗步骤有利地使得能抽空存在于系统中的空气(过滤构件中捕获的溶解气体及空气使得能实施过滤步骤)。
[0096]在优选实施方案中，本发明的方法包含将环路中流动的任何气体抽空至大气中的至少一个步骤。通常，气体来自一个或多个过滤步骤上游侧。优选地，该步骤通过使用槽实施。
[0097]根据附图可更好地理解本发明:
[0098]图1为现有技术的用于水纯化的第一系统的图，
[0099]图2为现有技术的用于水纯化的第二系统的图，
[0100]图3为现有技术的用于水纯化的第三系统的图，
[0101]图4为本发明第一实施方案的用于水纯化的系统的图，
[0102]图5为本发明第二实施方案的用于水纯化的系统的图，及
[0103]图6为图5的水纯化系统的图，所述系统另外装配有用于去污的加热组件。
[0104]图中相同参考符号表不相同组件。
[0105]图1、2及3已于前文评论。
[0106]图4呈现本发明第一实施方案的用于水纯化的系统18。系统18与使用水、通常自来水EV通过(例如)反渗透及电去电离产生处理水的系统10关联。
[0107]系统18包含用于储存纯化水的槽17。系统18也包含含有与阀102关联的泵101的泵构件、包含膜3的微滤过滤器103及UV灭菌区域106，它们均布置于封闭环路107上，用于二级流动。过滤器103位于环路上的分流道上，且供应由使用者抽取纯化水的使用点U0
[0108]处理水产生系统10的处理水通过线路11在布置于UV灭菌区域中的供应点A处进入流动环路107中。
[0109]管道14使得能自环路107在提取点P处提取水。该水对应于通过系统18产生的未在使用点U处使用的过量纯化水，将其放置在槽17中储存。管道14另外使水能在此相同点P处返回以补充供应纯化水产生系统18。尽管未呈现，但当终止环路泵101时，也可向槽17供应由系统10流出的处理水。
[0110]UV灭菌区域106的相对于环路107中纯化水的流动方向位于点P下游的区段为区段 106A。
[0111]UV灭菌区域106的在环路107中纯化水的流动方向上位于点P上游的区段为区域106的区段106C。
[0112]因此，区域106由区段106A、区段106C及由位于点P与点A之间的中间互补区段106B构成。区域106连接至环路107，区域106经由连接点Rm形成环路107上游部分且经由下游连接点Rv形成下游部分。
[0113]当不于使用点U抽取水时，环路107的全部纯化水在区域106中流动，从而维持高灭菌程度的水。在此期间，由系统10产生的水与来自环路107的水于点A处混合。来自环路107的水已通过经过区段106B(若其为于点P处的补充水)或甚至经过区段106B及106C (若其为来自环路 返回的水)来灭菌。点A处的水混合物通过UV灭菌区段106A灭菌。因此，由系统10产生且未在点U抽取的过量水由环路107中流动的水在点P处提取，且在已经过区段106C后放置在槽17中储存。
[0114]在抽取期间，若在U处抽取的水的流动速率小于由系统10产生的水的流动速率，则来自环路107的水流动经过由UV灯构成的灭菌区域106的区段106C及106B，然后在点A处与由系统10产生的水混合。所产生的过量水在其经过灭菌区段106C之后储存于槽17中。若在U处提取的水的流动速率大于由系统10产生的随后在区段106A中灭菌的水的流动速率，则来自槽17的补充水经由管道14供应至环路107。补充水在环路107中流动的第一部分为区段106B，其有利地使得可避免存在于槽17中的微生物回流污染环路107的风险。
[0115]在图4中表示的装置中，UV灯15存在于槽17内。此灯15借助规律地间歇地开启(例如每天4次，每次5分钟)使得可降低细菌在槽17内繁殖的风险。槽17的存在也使得能通过经由管道14使环路107中流动的任何残余气体返回至大气来实施自动清洗。
[0116]图5表不本发明第二实施方案的用于水纯化的系统19。相对于图4中表不的系统18，此系统19具体地在过滤方面及在将过量处理水放置储存以供通过使用处理水产生系统10将其再处理的过程方面存在差异。
[0117]因此，系统19与用于处理水产生的系统10关联，系统10用处理水供应供应点A。系统19包含流动环路109，且自固定部分19A及自可去除部分19B形成。
[0118]环路109包含灭菌区域106、泵101、过滤器103 (使用点U位于其分流道中的位置处)及阀102。
[0119]系统19进一步包含额外过滤组件(其为包含膜121的超滤过滤器111且位于泵101下游及过滤器103上游)以及分流管道110或清洗管道。管道110将过滤器111的膜121上游侧连接至位于阀102下游及灭菌区域106上游的点RP。此线路110使得能通过使一部分提取水在将泵101连接至过滤器111的管道113中流动来冲洗任何残余气体(特别是存在于膜121的位置处的参与气体)。此分流线路110特定而言包含自动抽空捕获于膜121上游的任何残余气体的构件(未显示)。此构件最通常基本上由定位于多个组件的间隙中的过滤器及管道组成，以促进清洗。与槽112中的大气连接完成此自动清洗。
[0120]此外，一次性部分19B存在3个液压连接点Ac、Bc及Ce。超滤过滤器111的入口连接至连接点Ce，其清洗出口连接至连接点Be且最终过滤器103通向阀102的环路返回/清洗连接至连接点Ac。因此，在已将系统19置于备用后，可极容易地将包含过滤组件103及111以及与其关联的管的消耗性部分19B与固定部分19A分离并将经灭菌或去污的新部分19B安装至点Ac、Bc及Ce。因此，根据建议使用时间或者进一步根据显示所产生纯化水品质劣化的水分析，规律地更换过滤器及与其关联的管。
[0121]在位于区域106中的提取点P处提取环路109中的过量纯化水，然后经由管道14经过封闭槽16以吸收超出需要的纯化水，随后将所述水放置储存。若管道14的一部分的体积足够，则可自所述部分相当简单地形成此槽16。
[0122]来自所述槽16的过量处理水在处理水产生系统10上游,在属于系统10的开放槽112中再循环。将来自环路109的过滤器清洗的气体喷射至槽112中的大气中。此槽112使得能自动清洗在管道14中流动的水。
[0123]在图5中表示的系统19的情形下，将纯化系统的使用点U处的抽取流动速率限定于用于产生处理水的系统10的流动速率，所述处理水通过来自槽16的体积的补充物补充。
[0124]图6为系统19’的变化形式的图，所述变化形式为图5的变化形式，且其中可对用热水将本发明的纯化水流动环路109’去污的周期制定程序。包围UV灭菌区域106的加热套筒108和/或布置于环路109’上的加热元件114使得能够加热在环路109’中流动的水。
实施例
[0125]在下表1、2及3中，污染值使用来自通过反渗透(RO)及电去电离(EDI)处理水的系统的处理水获得，其中将水用如图5中所表示的系统19纯化。过滤器111包含截止阈值为13，OOODa的单一超滤膜，且过滤器103为膜孔径为0.22 μ m的绝对过滤器。
[0126]汞蒸气UV灯的功率为171
[0127]操作流动速率为:
[0128].泵 101 及管道 113:1.8L/min (恒定)
[0129].清洗管道 110:0.2L/min (恒定)
[0130].自使用点U的抽取:0.5L/min (平均)、1.lL/min (最大)
[0131].进入供应点A中的处理水的产生:0.6L/min (恒定)
[0132]在135天时间内进行量测。
[0133]所得值(平均)呈 现于下表1中。
[0134]表1
[0135]
【权利要求】
1.处理水纯化系统(18、19、19’)，其包含用于水流的封闭环路(107、109、109’)，所述环路(107、109、109’)包含:至少一个处理水供应点(A);至少一个纯化水使用点⑶；至少一个泵构件(101);至少一个通过UV辐射灭菌的构件(106)，所述灭菌的构件界定通过UV灭菌的区域(106);及至少一个过滤构件(103)， 所述系统(18、19、19’)的特征在于通过UV灭菌的所述区域(106)包含所述供应点(A)以及至少一个纯化水提取点(P)，所述至少一个纯化水提取点(P)在所述环路(107、109、109’)中的流动方向上位于所述供应点(A)上游,且所述提取点(P)及所述供应点(A) 二者均位于所述UV灭菌区域(106)的区段(106B)中，所述区段(106B)通过所述UV灭菌区域的另两个区段(106A、106C)与所述环路(107、109、109’)和所述灭菌区域(106)的两个连接点(rm、rv)隔开。
2.根据前述权利要求所述的系统(18、19、19’)，所述系统进一步包含至少一个储存槽(16,17)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的系统(18、19、19’)，所述系统包含至少一个再循环管道，所述再循环管道能由提取构件(14)供应且适于供应(112)至少一个处理水产生系统(10)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统(18、19、19’)，其中所述泵构件(101)与存在于所述环路(107、109、109’)上的止回构件(102)关联，所述止回构件优选为止回阀。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统(18、19、19’)，其中所述过滤构件为至少一个过滤器(103)，优选为包含至少一个膜的绝对过滤器(103)，其优选位于使用点处，且优选与连接至所述环路(107、109)的分流管道关联。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统(19、19’)，所述系统包含额外过滤构件(111)，其优选为超滤过滤器(111)，且其优选位于所述泵构件(101)下游及所述过滤构件(103)上游，使得分流管道(110)将所述额外过滤构件(111)连接至所述环路(109)中位于所述灭菌区域(106)上游的点(RP)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统(19’)，所述系统包含用于加热所述环路(109’)的至少一部分的至少一个构件(108)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统(19、19’)，其中所述环路中包含所述过滤构件(111、103)及邻接回路组件的部分为消耗性组件的套件(19B、19’B)。
9.纯化处理水的方法，其包含使处理水在封闭水流环路(107、109、109’)中流动，所述处理水在至少一个供应步骤期间由供应点(A)进入，所述纯化包含至少一个过滤步骤(111、103)，所述过滤步骤优选为微滤步骤(103);及通过至少一个灭菌构件灭菌的至少一个步骤(106)，在所述过滤步骤(103)的位置(U)处提取由所述方法流出的纯化水， 所述方法的特征在于，其包含在所述环路(107、109、109’)中水的流动方向上，在位于所述过滤步骤(103)下游的提取点(P)处提取所述环路(107、109、109’)中流动的水的一部分的步骤(14、112)， 且在位于所述提取点(P)上游的区段(106C)中、在位于所述提取点(P)下游及所述供应点(A)上游的区段(106B)中、及位于所述供应点下游的区段中，对所述环路(107、109、109’)中流动的水连续实施所述灭菌步骤(106)。
10.根据前一权利要求所述的方法，其中所述提取步骤与放置储存(16、17)的至少一个步骤关联。
11.根据前一权利要求所述的方法，所述方法的特征在于，其进一步包含在所述环路(107、109、109’)的所述提取点(P)处使放置储存(16、17)的水的一部分在所述环路(107、109、109’)中回流的至少一个步骤。
12.如权利要求9至11中任一项所述的方法，所述方法包含加热在所述环路(109’)中流动的水的至少一个步骤(108、114)。
13.如权利要求9至12中任一项所述的方法，其中所述方法包含至少两个过滤步骤(111、103)，且其中在所述两个过滤步骤之一(103)的所述位置(U)处提取由所述方法流出的纯化水，第一过滤步骤优选为超滤步骤(I 11)，且第二过滤步骤优选为微滤步骤(103)。
14.根据前一权利要求的纯化处理水的方法，所述方法包含至少一个清洗步骤，其通过使在所述环路(109、109’)中流动的水的一部分在所述环路(109、109’)的分流道(110)中流动来实施。
15.如权利要求9至14中任一项所述的纯化处理水的方法，所述方法包含将在所述环路(107、109、109’)中 流动的任何气体抽空至大气的至少一个步骤(15、112、110)。
【文档编号】C02F1/32GK103608301SQ201280030413
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2012年6月20日 优先权日:2011年6月24日
【发明者】Y·盖涅, D·梅耶尔, J·博勒 申请人:Emd密理博公司