一、某水站制水工藝設(shè)計
純水,是制藥行業(yè)進行藥物制作時所必需的原料之一。為了保證并提高制藥原料中純水的質(zhì)量,我們就需要對純水的制取工藝加以分析和探究。某水站與某制藥企業(yè)達成合作方式,為制藥企業(yè)提供純水資源,促進制藥產(chǎn)業(yè)和水站管理組織的共同發(fā)展。初始期,水站采用離子交換工藝來進行純水的制取,但是這種制取方式存在著一定不足,不僅在制取效果上差強人意,在制取過程中還會產(chǎn)生大量污染物,對環(huán)境造成嚴重污染。鑒于此,相關(guān)研究人員改進了制水工藝,在原有基礎(chǔ)上引進了一種新的水源處理工藝,即全膜法水處理工藝,并取得了較好成績。下面對全膜法水處理工藝和原有的離子交換制水工藝進行比較。
1、工藝設(shè)計對比
1.1預(yù)處理系統(tǒng)之間的比較。傳統(tǒng)制水工藝中,主要采用砂、炭來進行過濾,而現(xiàn)有的全膜法水處理工藝則選擇砂、UF進行過濾,兩者相比較,炭和UF兩者的主要作用都是能夠?qū)λ械挠袡C物加以去除,但在實際效果上,前者活性炭去除有機物的主要途徑是吸附,而在對有機物進行吸附之后很容易在水中滋生其他細菌,細菌在水中生長以及排泄,又再次對水質(zhì)造成污染。鑒于此,我們在制藥行業(yè)中進行高純水的制取工作時,通常會選擇后者,即UF膜來完成。制藥行業(yè)中采用UF膜進行純水制取的最大優(yōu)點是不會像活性炭那樣,對有機物吸附之后還會產(chǎn)生一系列的后續(xù)弊端,再次對已作處理的水質(zhì)進行二次污染。
1.2除鹽系統(tǒng)之間的比較。在傳統(tǒng)制水工藝中,其所配備和采用的水質(zhì)除鹽系統(tǒng)多屬于軟化一級RO系統(tǒng),而全膜法水處理中所采用的除鹽系統(tǒng)則為二級RO系統(tǒng)。其中,前者一級RO系統(tǒng)對鹽分的去除率是一給常數(shù),不會根據(jù)水質(zhì)的不同而改變其鹽分去除率,如果原水質(zhì)的硬度較高,那么其采用軟化一級RO系統(tǒng)處理之后的水質(zhì)硬度也同樣會居高不下。而這樣的水質(zhì)往往不適用也不符合制藥工業(yè)對純水的要求。新處理工藝所采用的二級RO處理系統(tǒng)則可以有效的去除水中含量過高的鹽分,其最高除鹽率可達到99%以上,除了不能對硬水進行良好的處理以外,其他水質(zhì)經(jīng)其處理過后,幾乎都能滿足制藥工業(yè)的要求。
1.3深度除鹽系統(tǒng)之間的比較。傳統(tǒng)混床除鹽與EDI比對?;齑渤}效果很好,問題是操作麻煩,需要消耗大量的藥劑再生,同時帶來環(huán)保問題,混床用強酸性陽樹脂再生劑HCl的比耗(按100%計)50—150g/L,濃度5%—8%。強堿性陰樹脂再生劑NaOH的比耗60—150g/L,濃度2%—4%。制取高純水的離子交換樹脂往往都采用高比耗的再生劑,所以酸堿的用量非常大。由此造成的運輸、儲存、使用、廢液等問題。而EDI結(jié)構(gòu)緊密,占地小,操作簡單,完全自動化,水質(zhì)穩(wěn)定,運行可靠。根據(jù)華瑞制藥廠另一套10m3/hEDI工程,上海復(fù)旦張江生物醫(yī)藥股份有限公司2m3/hRO-EDI工程,卡樂康包衣技術(shù)有限公司1m3/hRO-EDI工程等等累積的經(jīng)驗,EDI系統(tǒng)運行只要嚴格控制好RO純水水質(zhì)符合EDI進水要求,就可確保EDI長期穩(wěn)定運行,產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定。華瑞制藥廠的10m3/hEDI系統(tǒng)2005年10月投入運行至今,EDI產(chǎn)水水質(zhì)仍保持在17MΩ·cm以上。
2、全膜法水處理工藝的介紹
全膜法水處理工藝是在超濾、反滲透以及EDI三種相互分離獨立的膜處理技術(shù)進行有機組合的基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的,其實現(xiàn)了高效率去除水中有機物以及深度除鹽的功能,使得所制作和獲取的純水的純凈度更高、質(zhì)量更可靠,也更能符合制藥工業(yè)對純水原料的要求。全膜法水處理工藝彌補和改善了傳統(tǒng)制水工藝存在的不足,滿足了制水難度日益增加、復(fù)雜水質(zhì)處理更為不易的市場需求,從實質(zhì)上促進和推動了水站整個水處理系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,并在節(jié)約成本,制水效果高效的基礎(chǔ)上,減少了對環(huán)境的污染。
2.1超濾設(shè)計
超濾運行設(shè)計通過增加氣沖,在線自動化學清洗,降低回收率,濃水循環(huán)等手段,減小設(shè)備的污染速度,以期盡可能地延長藥洗周期,降低停工頻率。特別是超濾有每半小時一次的反洗程序,包括有氣水雙洗、水反洗、正洗,及時阻止污染物在膜表面的堆積,使超濾膜化學清洗的周期大大延長。
超濾比原有的活性炭工藝,在制藥行業(yè)的GMP驗證中有明顯的優(yōu)勢。由于活性炭容易孳生細菌,故還需配備活性炭殺菌消毒系統(tǒng),但實際應(yīng)用下來,活性炭的殺菌工藝總不能達到理想效果。而超濾可避免這一問題,通過反洗、加藥等工藝降低微生物污染的可能性,且實際運行效果理想。
2.2反滲透設(shè)計
設(shè)計中考慮采用抗污染性較好的苦咸水元件,并采用一殼五芯設(shè)計,提高設(shè)備的處理性能。一級反滲透用BW30-365共40支,一殼五芯、5-3排列;二級反滲透用BW30-400共25支,一殼五芯、3-2排列;一級進水加藥有阻垢劑、亞硫酸氫鈉,分別用以防止結(jié)垢和去除余氯。
二級濃水用部分回流至高壓泵前,因為二級的回收率高,濃水側(cè)流速偏低,這樣的設(shè)計可以加快進水側(cè)的流速,在湍流的情況下,破壞了滯留層,膜表面不易結(jié)垢,增加除鹽效果。
2.3EDI設(shè)計
多臺模塊并聯(lián)的情況,必須注意每臺模塊的進水量和出水量的一致恒定,所以本次設(shè)計安裝時為每個模塊都配有獨立的調(diào)節(jié)流量裝置,做到每個模塊濃水、產(chǎn)水、極水的流量基本一致,運行穩(wěn)定,延長模塊運行使用壽命。
二、結(jié)束語
綜上所述,全膜法應(yīng)用于制取高純水是一條既經(jīng)濟、又環(huán)保,技術(shù)可靠的制取高純水工藝路線,特別是在當前中國制藥行業(yè)面臨GMP驗證要求越來越高的情況下,全膜法制水工藝應(yīng)加以推廣應(yīng)用。
作者:佚名 來源:中國水處理網(wǎng)