純化水制備工藝在制藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

王 東

上海復(fù)宏漢霖生物制藥有限公司 上海 200000

1 純化水制備工藝

1.1 純化水制備方法

1.1.1 離子交換 在純化水制備中，離子交換工藝是較為傳統(tǒng)的一種制備方式，此技術(shù)主要是借助樹(shù)脂離子交換性能，過(guò)濾水質(zhì)中的金屬離子。在整個(gè)離子交換系統(tǒng)中，需定期使用酸和堿進(jìn)行再生處理。因?yàn)榇朔N類(lèi)型的再生劑殺菌效果較好，是控制交換系統(tǒng)微生物的主要方式。在設(shè)計(jì)離子交換系統(tǒng)時(shí)，可以將其設(shè)計(jì)為混合床，也可以設(shè)置獨(dú)立的陰床、陽(yáng)床。將樹(shù)脂再生排放的廢液排放至相應(yīng)的廢液中，經(jīng)特殊處理后，待水箱PH值達(dá)到中性后方可排放，從而降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染。由于此工藝的投資費(fèi)用較小.廣泛應(yīng)用在一些科研機(jī)構(gòu)或者用水需求量較小的生產(chǎn)車(chē)間.

1.1.2 蒸餾冷凝法 在藥廠制藥過(guò)程中，蒸餾冷凝法是一種傳統(tǒng)純化水制備工藝，其是通過(guò)加熱蒸發(fā)原水，在經(jīng)冷凝處理，去除水質(zhì)中的離子物質(zhì)，從而生成純化水，在應(yīng)用此工藝過(guò)程中，會(huì)消耗大量能源。

1.1.3 電滲析法(ED) ED主要是通過(guò)應(yīng)用靜電及選擇性滲透膜進(jìn)行分離濃縮處理，然后用水沖洗金屬離子。因?yàn)榇斯に嚥痪邆漭^強(qiáng)的電流樹(shù)脂和離子去除功能，相對(duì)效率較低，此外，在應(yīng)用電滲析系統(tǒng)時(shí)，要求定期對(duì)陰陽(yáng)兩極進(jìn)行交換和沖洗，從而保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此將其廣泛應(yīng)用在純化水系統(tǒng)的前處理工序中，僅起到輔助凈化水質(zhì)的功能。

1.1.4 電法去離子(EDI) EDI是結(jié)合了離子交換和電滲析兩種水凈化技術(shù)，它作為新型膜分離技術(shù)，可以安全高效的過(guò)濾水質(zhì)中的微量離子，提高純化水電阻率，將電阻率控制在15Ω·cm以上，在深度處理鹽時(shí)無(wú)需化學(xué)產(chǎn)品，不僅會(huì)提高水的利用率，而且整個(gè)過(guò)程不會(huì)污染生態(tài)環(huán)境，且EDI模塊可以連續(xù)不間斷進(jìn)行純水制備工作，全程無(wú)需進(jìn)行化學(xué)再生處理。

1.1.5 反滲透法 反滲透法是應(yīng)用一定的壓力，通過(guò)反滲透膜分離溶液中的溶劑，方向與滲透方向正好相反，可以通過(guò)應(yīng)用比滲透壓大的反滲透法，對(duì)溶液進(jìn)行分離、提純和濃縮。通過(guò)對(duì)反滲透技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，可以過(guò)濾水質(zhì)中的溶解鹽、病毒、細(xì)菌等。

反滲透膜分離的主要對(duì)象是溶液中的離子物質(zhì)，在整個(gè)分離過(guò)程中無(wú)需任何化學(xué)物質(zhì)，即可去除水中鹽份，除鹽率高達(dá)98%，因此，可以看出，此工藝具備較強(qiáng)的節(jié)能、環(huán)保優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為廣泛應(yīng)用的預(yù)脫鹽工藝。

1.2 反滲透制水系統(tǒng)

1.2.1 多介質(zhì)過(guò)濾器 多介質(zhì)過(guò)濾裝置中的精致無(wú)煙煤和酸洗石英砂，可以有效過(guò)濾原水中粒度比20微米大的雜質(zhì)、膠體和小分析有機(jī)物，將出水濁度控制在0.5NTU以下，COD小于1.5mg/L，從而使原水中的雜質(zhì)得到減少，并降低對(duì)環(huán)境的污染。

1.2.2 活性炭處理器 用于凈水的果殼活性炭，可以有效吸附水質(zhì)中的余氯和有機(jī)物，過(guò)濾鐵化物、懸浮物、膠體渣，從而提高水質(zhì)的純凈度。在反滲透膜技術(shù)中，活性炭處理器是一項(xiàng)準(zhǔn)備工作，應(yīng)將余氯控制在0.1PPm以下，SDI不得大于4，進(jìn)而提高反滲透膜的使用年限，另外，經(jīng)過(guò)活性炭吸附飽和后，可以采取更換或者再生的方式。

1.2.3 軟化器 去除原水硬度的方式有兩種，由于微溶鹽在給水慢慢發(fā)生濃縮時(shí)，溶度積超過(guò)規(guī)定要求，然后沉淀至膜上，因此，需采取投加阻垢劑或者軟化鈉離子的方式，避免碳酸鈣、二氧化硅等結(jié)垢，引起的化學(xué)污堵。軟化器是通過(guò)對(duì)鈉型陽(yáng)離子樹(shù)脂中可交換的Na+陽(yáng)離子進(jìn)行利用，交換出水中的鈣、鎂離子，從而對(duì)原水進(jìn)行軟化，使原水具備一定的軟度，有效避免反滲透膜表面出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，最大限度提高反滲透膜處理效果和使用年限，定期用食鹽再生樹(shù)脂。

1.2.6 紫外線滅菌器 在紫外線殺菌過(guò)程中，主要是通過(guò)對(duì)波長(zhǎng)在200―300nm的紫外線進(jìn)行利用，完成殺菌工作，通過(guò)紫外線滅菌裝置消毒滅菌時(shí)，在不影響水性質(zhì)的前提下，殺菌率達(dá)98%。其具備殺菌效果好、效率高、可去除所有病菌的優(yōu)點(diǎn)。

2 純化水制備工藝在制藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.1 純化水制備流程

2.1.1 預(yù)處理 預(yù)處理系統(tǒng)由原水輸入泵、活性炭過(guò)濾裝置、多介質(zhì)過(guò)濾裝置、轉(zhuǎn)化裝置等組成。

2.1.2 主處理(初級(jí)除鹽設(shè)備、深度除鹽設(shè)備) 主處理系統(tǒng)由高壓泵、RO殼體、EDI設(shè)備或者混床、RO元件、保安過(guò)濾設(shè)備、純化水箱構(gòu)成。

2.1.3 后處理 后處理系統(tǒng)由臭氧發(fā)生設(shè)備、純水泵、氣液混設(shè)備、微孔過(guò)濾設(shè)備、紫外線滅菌設(shè)備構(gòu)成。

2.1.4 純化水輸送分配系統(tǒng) 混床制水工藝的具體流程:原水―加壓泵―多介質(zhì)過(guò)濾設(shè)備―活性炭過(guò)濾設(shè)備―軟化水的設(shè)備―保安過(guò)濾設(shè)備― 一級(jí)RO―中轉(zhuǎn)水箱―高壓泵―混床或者EDI設(shè)備―儲(chǔ)存純化水的水箱―純水輸送泵―臭氧發(fā)生設(shè)備―紫外線滅菌設(shè)備―微孔過(guò)濾設(shè)備―將純化水分配至相應(yīng)的系統(tǒng)―用水位置。

2.2 純化水制備工藝在制藥生產(chǎn)中的應(yīng)用方案分析

2.2.1 流程分析 (1)目前，獨(dú)立的電滲析、一次蒸餾冷凝法、離子交換工藝已經(jīng)無(wú)法滿足實(shí)際所需，已被淘汰。(2)一級(jí)、二級(jí)RO+EDI工藝、二級(jí)RO工藝的制水工藝各方面均比其他制水工藝效果好，且全程無(wú)需化學(xué)試劑再生，對(duì)自然環(huán)境無(wú)污染，是一種節(jié)能環(huán)保性能較高的制水工藝。(3)在純化水電阻率達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，前端預(yù)處理流程較為完整，系統(tǒng)則在運(yùn)行過(guò)程中具備較強(qiáng)的安全穩(wěn)定性，在預(yù)處理環(huán)節(jié)，在一級(jí)RO+EDI、二級(jí)RO、二級(jí)RO+EDI工藝流程中均設(shè)置了相應(yīng)的自動(dòng)軟水控制器，可以對(duì)原水進(jìn)行軟化處理，使其成為軟化水，避免反滲透膜表面出現(xiàn)結(jié)垢問(wèn)題，顯著提升了反滲透膜的處理效果和使用年限。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)文章分析可以看出，通過(guò)一級(jí)RO+EDI、二級(jí)RO、二級(jí)RO+EDI處理流程制備的純化水，純度非常高，且在投資、能源消耗、環(huán)保方面均具備較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，可以廣泛應(yīng)用在制藥生產(chǎn)中，且未來(lái)發(fā)展前景較好。