微生物涵蓋有益和有害的眾多種類，其的生長和存活需要五大條件，包括適宜的營養(yǎng)條件、適量的氧含量、合適的pH值、合適的環(huán)境溫度以及合適的接種量。純化水系統(tǒng)中的大部分微生物是以生物膜為形式存在于系統(tǒng)內(nèi)表面，形成不斷的污染源，很難取樣和定量，也很難用一些常規(guī)的方式處理。目前來說，臭氧消毒是應用廣泛且去除生物膜有效的方法。
純化水系統(tǒng)的微生物負荷發(fā)展的趨勢與細菌生長曲線相關聯(lián)，包括遲緩期、對數(shù)期、穩(wěn)定器、衰退期四個階段，不同階段的生長繁殖速度和菌群數(shù)量有所區(qū)別。因此，在純化水系統(tǒng)設計時掌握微生物變化規(guī)律，可以合理確認消毒和殺菌周期。
純化水系統(tǒng)發(fā)生微生物污染受到多方面因素的影響，主要包括流速、表面粗糙度、死角、坡度、溫度、連接方式等等。對于一些自動化程度不高的純化水系統(tǒng)，人員手動操作是引起污染的重要因素之一。
由于穩(wěn)定流動的水不容易產(chǎn)生大量污染，純化水系統(tǒng)在設計時會考慮流速設計不足帶來的風險，按照企業(yè)的用水量進行合理計算。一般情況下，正常運行時末端回水流速宜設定在1~1.5m/s，管網(wǎng)流速為1.5~3m/s，系統(tǒng)報警流速在小于1m/s。
合適的表面粗糙度是確保水質(zhì)穩(wěn)定的重要影響因素。基于系統(tǒng)整體風險考慮和經(jīng)濟分析，企業(yè)可以結合自身條件選擇電解拋光或者機械拋光。兩種方式各有優(yōu)缺點，電解拋光比機械拋光容易控制微生物繁殖，但它的造價相對高，而且對于整體系統(tǒng)風險控制有限。
根據(jù)GMP要求，管道設計和安裝應該避免死角、盲管。在死角方面，目前純化水系統(tǒng)對微生物污染風險控制比較認可的是3D死角標準，并將其作為純化水系統(tǒng)安裝確認的一個重要檢查項目。
在坡度方面，工程上一般以0.5%的坡度進行水平管網(wǎng)的坡度安裝確認。尤其是新建的純化水系統(tǒng)，盡量滿足“全排盡”原則，盡可能降低微生物污染的風險。
合適的溫度下，微生物繁殖將快速增長并造成水純化水系統(tǒng)污染。常溫純化水系統(tǒng)，一般建議生產(chǎn)時采用較低的溫度來抑制的微生物生長，并且，通過周期性的消毒比如巴氏消毒、臭氧消毒或者純蒸汽消毒的方式來降低系統(tǒng)微生物的負荷。
連接方式上，盡可能采用焊接方式進行管道安裝，這種連接方式微生物滋生最小。注意，杜絕螺紋接。
微生物含量是純化水檢測的一個指標，尤其是制藥行業(yè)，對于微生物指標要求嚴格，如果微生物含量超過系統(tǒng)警戒限，要著手糾正和控制，確保水質(zhì)。
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