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国内反渗透水处理技术存在问题及改进措施
更新时间:2015-07-20 发布:www.1024sj.com

概述
制药生产工艺用水可分为原料药用水和制剂用水。制剂用水又分为口服药用水和打针药用水。除原料药配料用水可用自来水外,其余均须用纯水。
反渗透(RO)是水处置中高精技术,90年月中期起在我国的医药行业获得了普遍的运用,它的使用极年夜地延长了传统的离子交换装备的再生周期,削减了酸碱排放量,有益地庇护了生态情况。随着《药品生产质量治理规范》(GMP)技术尺度的深进贯彻与实施,全国许多药厂相继进行技术改造,陆续引进国外的进步前辈技术和装备,RO水处置技术及装备逐渐被制药行业所采用。

1经常使用的反渗透水处置工艺方案
经常使用工艺流程见图1。

2反渗透装备在运用中存在的问题
反渗透除盐较其他除盐装配,如:蒸发器、电渗析、复床等,有着独到的特点和优势,反渗透国产化的工作也日益获得重视。随着反渗透技术运用的增多,泛起的问题也日益严重。笔者近年来对反渗透水处置装配的运用进行了普遍调研,共收集了全国各地各行业的RO水处置装配99套资料,其中全套国外引进的76套,部门国产、部门引进的装备配合组成的有13套,全套装备均为国产的有10套。经整理研究发现,全套进口的正常使用率为30;部门国产、部门引进的装备正常使用率为60;全套国产的正常使用率为10。上述问题的泛起主要有以下几方面缘由:
①全套进口装备由于原水水质的分歧,缺少技术论证及工艺修改,照搬照抄,不适合我国实情。所以反渗透进水一定要凭据原水水质的分歧进行预处置,以知足装备对进水水质的要求。
②有些技术能力较差的企业,不晓得反渗透装配膜元件及其数目的合理选择,膜元件的合理排列等,造成部门膜元件在非正常情况下运行。
③国产膜质量不外关。膜的质量的黑白直接影响到盐及其它杂质的往除率,美国陶氏化学公司生产的Filmtec复合膜,其截留率可稳定在90以上。
④运行治理不严。系统运行时,压力要处于膜的可承受的工作压力范围,避免超强度,超负荷运行,使膜发生气械性损伤,致使泄漏发生。当反渗透系统运行一段时间后,泛起制水量锐减,制水水质恶化或压差增高时,说明膜已需要清洗,此时应将机械转换成清洗状态,使系统自行清洗,即可恢复膜的功能。

3技术改良
3.1机械过滤器的设计
进口装备正常使用率低的主要缘由是预处置装备没有连系我国原水水质差的特点,机械过滤器反冲洗不完全,上层滤砂结块,SDI(污染指标)升高,造成了膜的污堵,影响系统运行。RO装配一般要求SDI<4(各膜元件生产商对SDI有分歧的要求),要到达上述要求,笔者经由过程调研及实践提出以下建议:
3.1.1机械过滤器的选择
连系我国原水水质及装备材质、填料的情况,建议使用双层过滤料过滤器。从过滤的机理来说,应由年夜而小,而现实上机械过滤器都是经由过程上层最细的砂层来截留,故最上层砂轻易梗塞、结块,水头损失增加快。若在砂上层再添加颗粒状无烟煤则增加容污能力,运行周期长,水头损失增加较慢,实践中运用效果优秀。
3.1.2机械过滤器的反冲洗
机械过滤器由于内部装填石英砂比重较年夜,反冲不容易,许多系统运行不稳定是轻忽了反冲洗完全、清洁这个进程,系统上设置的反冲装配均达不到反冲洗强度的要求,这是许多水处置装备生产厂及工程公司存在的问题。经笔者与某处置装备有限公司配合研究及实践,采用气、水频频冲洗的方式,机械过滤器污堵后的反冲洗效果十分较着,砂层清洗情况十分清洁,性能恢复优秀,具体措施是:
①在设计反冲洗装配时,反冲泵、管道必需合适反冲洗量的要求,反冲洗强度为12~15L/(s·m2);
②采用压缩空气擦洗滤料,使滤料概况的污泥等物脱落,其强度为18~25L/(s·m2)。
3.1.3内部填料的选择
内部填料,凭据其排水结构的分歧可选用分歧粒径的石英砂,但最上层石英砂粒径应在0.3mm。在最上部装填0.5~1.0mm颗粒无烟煤,其高度不低于200mm。
3.2活性碳吸附的运用
活性碳吸附器主要有二个功能:①吸附水中部门有机物,吸附率为60左右;②吸附水中余氯。对于直接抽取地下水的用户,可取消活性碳,若硬度较年夜则选用软水器,地表水则必需使用活性碳,由于水中杀菌剂活性余氯具有较强的氧化性,会损坏RO膜,凭据RO系统进水要求余氯<0.1mg/L,所以用活性碳往吸附余氯。另外活性碳脱除余氯其实不是单纯的吸附作用,而是在其概况发生催化作用,所以活性碳不存在吸附饱和的问题,只是损失碳而己。
3.3混凝药剂的选择
在机械过滤器前加进各类凝聚剂及高份子絮凝剂,以往除水中悬浮物、胶体等杂质,但假设不凭据水源实情,一味地添加,不仅改善不了水质,相反会因药剂自己或药剂中所含杂质而使水中带进对RO膜有害的物资,国内有许多制药厂水处置系统存在上述问题。所以药剂的选择年夜有讲求。凭据RO膜的特点:
①凝聚剂应避免使用铝盐类。铝盐类凝聚剂使凝聚进程中易发生铝胶,进进RO概况后不容易清洗;
②不应使用阳离子型高份子絮凝剂。RO膜为阴离子型,阳离子型高份子絮凝剂易与膜连系生成一种难以清洗的高份子膜。假设不重视上述情况,轻则减短膜寿命,重则部门膜元件报废。同时药剂之间的兼容性也不容轻忽,如选用了ST高份子絮凝剂应配合ArgoAF150ul同时使用。
3.4RO系统的探讨
3.4.1保安过滤器的重要性
保安过滤器主要目的是为了保证RO进水不损坏膜组件,一般选用过滤孔径为5μm,凭据前后压差来肯定更调滤芯,压差控制在58.8kPa之内。
今朝国内系统均选用线绕或折迭二种一次性滤芯,即使前后压差不年夜的滤芯,使用时间也不宜太长,由于滤芯易滋长细菌,建议采用14~15t/(h·m2)(m2为滤芯过滤面积。)
3.4.2阻垢剂的使用
反渗透膜污染可分为:生物污染、悬浮物污染、化学污染、胶体污染、细菌污染等。今朝反渗透系统中阻垢剂使用最多的为六偏磷酸钠,但六偏磷酸钠易分化成磷酸根,而磷酸根又是细菌的营养源,所以使用不妥易造成生物污染。另外六偏磷酸钠不容易消融,自己的结垢也影响系统的运行。笔者调研了几家系统运行优秀的厂家,发现均使用英国产FLOCON260产物,该产物做为阻垢剂同时具有:
①可抑制细菌生长而延长清洗周期;
②可避免原水中消融和不消融的铁形成铁胶而影响系统运行和造成膜不成逆污染;
③提高了饱和临界值(LSI值可达2.5),对尽年夜部门原水可以不加酸,对小部门原水也可年夜量削减酸的投加,从而下降了反渗透出水中CO2;
④药剂的成份稳定,可以长时间寄存及开盖使用。为了保证RO系统的正常运行,除选用适合的阻垢剂品种之外,还应凭据原水水质对加药量进行计较,英国Argo已开发成套软件,只需将原水水质输进电脑,各类药剂用量由法式肯定。
3.4.3年夜流量冲洗的设置装备摆设
反渗透在水质分手进程中,膜概况含有许多污染物,由于水份离标的目的与水流标的目的呈90°关系,所以膜概况污染物部门可经由过程年夜量冲洗往来来往除,现实上原来国产组装装备均轻忽了该清洗装配,而进口装备上均配备了清洗装配。今朝笔者接触的一些水处置装备工程公司,均已开发PLC自控年夜流量冲洗系统,该套装配有益于RO膜使用寿命的延长。
3.4.4化学清洗液的选择
RO系统在正常运行情况下,每一年只需清洗3、4次,分歧的污染应选用分歧的药剂。国内一般选用柠檬酸及EDTA为主要成份,但往往清洗效果欠安,而进口清洗液清洗效果较着。如蚌埠第一制药厂,由于淮河水污染严重,操作治理又存在一些问题,成效造成RO膜严重污堵,经由过程3、4次酸洗碱洗,均无较着效果。针对上述情况,笔者与装备生产厂分析了污堵缘由,基本判定为生物污染,年夜胆使用有针对性的进口化学清洗药剂FIOCLEANMC11后,基本恢回复复兴有性能,且增强治理后运行至今性能稳定。
3.4.5反渗透装配的设计
RO装配设计计较有一套复杂的计较方式,今朝国外各膜元件商均已开发了专用软件,只要设计人员凭据原水水质陈述及各膜元件性能初步肯定方案,然后将原水水质输进电脑,由法式软件来验证初步方案的可行性,若不行则发出警告,并告之哪一部门设计不合理。另外设计者应凭据膜元件使用手册中的要求,注重设计应配备的各类庇护措施。
3.5混床紫外线杀菌器及膜滤的选用
混床是提高水质的最终手段,紫外线杀菌器能杀灭水中的细菌,然后经由过程膜滤,往除细菌尸身,这几套设计都可采用常规产物,在此不作叙述。

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