基本介紹
- 中文名：製劑室純水機
- 工藝介紹：RO—I+MB型預處理—反滲透
- 技術要求：採用全自動控制系統
- 有關說明：該系統中預處理部分主要由計
定義,工藝介紹,設備技術要求,工藝設備說明,注意事項,考慮因素,清洗步驟,
定義
自然界有這樣一種自然現象，當將一張半透膜將稀薄溶液(如純水)與濃厚溶液(如鹽水)隔開，稀薄容液會向濃厚溶液滲透並保持相應的滲透壓，此現象稱為滲透現象，如在濃厚溶液處施壓大於該滲透壓的壓力，則濃厚溶液會向稀薄溶液一側滲透，此現象稱為逆(反)滲透現象，該技術是目前國際上公認的高新技術，它藉助外加壓力的作用使溶液中的溶劑透過半透膜而阻留某些溶質，它是一種分離、縮和提純的有效手段。反滲透膜表面微孔尺寸一般在10A左右，孔徑是頭髮絲的5000分之1，它能有效去除微粒、膠體、細菌、致熱源及有機物和絕大部分離子。
目前國內外反滲透膜材質主要為芳香族聚醯胺低壓複合膜、醋纖(CA)，近期又推出了更為先進的超低壓複合膜，它們的主要性能比較如下：
項目 | 醋纖膜 | 低壓膜（CAP） | 超低壓膜（ESPA） |
脫鹽率（以2000PPMNaCl為基準） | ≈90% | ≥99% | ≥99% |
操作壓力（均為卷式結構） | 2.6MPa | 1.5 MPa | 1.05 MPa |
PH使用範圍 | 5.5~6.0 | 2~10 | 2~10 |
使用壽命 | 1年 | 3~5年 | 3~5年 |
由於醋纖膜在材質及性能上存在先天不足(易被細菌吞蝕、PH使用範圍窄、脫鹽率低等)，因此推廣套用困難較大，目前該材質膜已逐漸被淘汰，起而代之的是一種高脫鹽率、低壓、穩定性好的複合膜。
二、進口組裝反滲透裝置介紹：
成品膜元件來國內組裝，該反滲透裝置由下列幾部分組成：
1、材質為芳香族聚醯胺，有低壓及超低壓兩種;
2、膜容器(材質為玻璃鋼);
3、多級高壓泵(材質為優質不鏽鋼);
4、儀表電器部分：由電導儀、PLC程控器、水溫顯示、壓力顯示、高低壓保護等組成，選用美國、台灣或國產名牌組成;
5、機架及管路系統：機架一般採用不鏽鋼材質，管路部分高壓採用優質不鏽鋼、低壓採用國產A.B.S或UPVC工程塑膠，電磁閥均採用進口品牌。
根據國內水質特點，本裝置中還設計了定期自動清洗功能，即在反滲透裝置正常運行2~4小時後(可根據水質情況設定)自動用出水返作原水對膜表面沖洗3~5分鐘，以衝去膜表面的懸浮雜質，膠體等的積累物，這樣可有效防止膜表面因污染而造成的產水量衰減，脫鹽率下降現象，並延長膜的使用壽命。
工藝介紹
1、RO—I+MB型預處理—反滲透—離交系統
加絮凝劑
↓
清洗系統 再生系統
2、RO—II型預處理—二級反滲透
加絮凝劑
↓
原水箱→原水泵→多介質過濾器→活性炭吸附器(軟化器)→精
調節PE值
↓
濾器→精濾器→一級高壓泵→一級反滲透→中間水箱→二級高壓泵
↑
清洗系統
→二級反滲透→純水箱→純水泵→用水點
設備技術要求
製劑室純水機採用全自動控制系統(亦可採用手動控制)，運行時可設定自動反洗、再生程式;
一級反滲透和二級反滲透設有回流管道，反滲透設備設化學清洗裝置和消毒裝置;
在一級反滲透和二級反滲透間設有PH調節裝置，保證設備產水電導率符合藥典要求;
二級反滲透膜採用帶正電荷的抗污染反滲透膜，以保證反滲透設備能長期穩定運行;
一級反滲透管路採用 304不鏽鋼材料，二級反滲透採用 316L 不鏽鋼材料;
在第一級反滲透和第二級反滲透設備中均裝有線上電導檢測儀表，產水電導率可隨時觀看;
一級反滲透前設有低壓保護開關，二級反滲透前設有低壓保護和高壓保護開關;
一級、二級反滲透水回收率可調整，一級反滲透回收率 60%-65%，二級反滲透回收率70%;
前處理裝置均採用原裝進口件;前處理設備間管路採用 UPVC管材。
純化水儲水罐帶呼吸過濾器，輸送管道裝有紫外線殺菌器和微孔過濾器，保證純水符合衛生要求。
工藝設備說明
RO—I+MB型純水製取系統由預處理部分、反滲透脫鹽部分、離子交換及精處理等幾部分組成，該系統根據醫藥行業GMP規範中對水處理系統的要求設計，現已被廣泛用於醫藥等行業。
該系統中預處理部分主要由計量加藥、多介質過濾器、活性炭吸附器(或軟化器)、精濾組成。一般情況下因地表水中含有餘氯，故採用活性炭予以吸附去除，以保護反滲透膜不被氧化;地下水一般情況下硬度較高，故採用軟化器軟化以防止CaCO3及CaSO4在膜濃水側的沉積，地表水源因渾濁度較高，故選用5μ、1μ兩道精濾進行處理。
反滲透部分選用低壓及超低壓大通量複合膜，並配套不鏽鋼多級泵，裝置脫鹽率達到≥97~98%國際同期先進水平，並能去除水中的絕大部分有機物、細菌及致熱源物質。
離子交換部分地表水源因含鹽量低，經反滲透去除97~98%後，所剩離子已不多，故僅採用混床即可。地下水源若含鹽量在500PPM以下也可採用混床，500PPM以上則推薦選用陽、陰、混工藝，對HCO3—較高的水源為延長陰床使用周期，可考慮增加脫氣塔裝置。
精處理部分一般選用紫外線殺菌和0.22μ微孔膜過濾，選用的是原裝進口紫外線殺菌器，以確保殺菌效果。
RO—II型二級反滲透系統是一種先進的處理工藝，它是在反滲透出水的基礎上再進入一次反滲透，在進水≤500PPM情況下，二級反滲透出水電導可≤2μs·cm-1，符合醫藥行業有關用水要求，該工藝最大的優點是徹底省去了離子交換再生過程中的酸鹼處理，缺點是一次性投資較高，因此該工藝較適用於醫院、高新技術企業等要求不能有廢酸鹼排放的用戶。
本系統中其它主要配套件，增壓泵全部選用進口產品或國產名牌，水質監測計量儀(電導儀、電阻儀、PH值儀、流量計等)選用進口產品或國產名牌，主要執行件(如電磁閥、高低壓保護開關等)均選用進口產品。
注意事項
為確保反滲透系統長期穩定運行，應特別注意以下幾個問題：
由於各地的水質均不相同，因此投加絮凝劑須根據具體水質進行調整，過多、過少都不利於去除懸浮雜質及膠體，一般推薦市政自來水投加鹼式氯化鋁量為3~5PPM，水質較差則再投加助凝劑(聚丙烯醯胺)2PPM，同時須注意水溫的變化，經精砂過濾、活性炭吸附、兩道精濾後，出水一般濁度可達≤0.3NTU，SDI(污染指數)<4。
對於地下深井水，懸浮雜質和膠體不是主要去除對象，應重點防止硬度及鐵、錳等離子的危害，硬度較高時須採用軟化器，將Ca++、Mg++離子軟化成Na+離子，徹底杜絕濃水側結垢沉澱而致堵塞膜，對於系統考慮到投資費用困素，可採用投加阻垢劑來防止濃水側結垢，但運行費用較高，而且硬度須在一定限度內，具體須由膜製造商提供的設計軟體計算結果為準。
地下水源預處理是否需要活性炭吸附器須根據具體情況而定。若地下水經過市政自來水廠處理，處理過程中曾投加過含氯物質，則在設計中必須加上活性炭吸附器，而若用戶直接從地下取水自用，未投加含氯物質，則可省去該設備以節省投資。
對預處理系統，應定期對多介質精砂過濾器進行反衝，定期更換濾芯。在活性炭吸附器工作六個月後，應每隔15天對其測定一次(有測試試紙)，觀察是否失效，若吸附器失效應及時更換活性炭。對軟化器，首先要確定其再生周期(有測試滴定液)，以防止未經軟化的水進入反滲透系統，從而造成危害。
2、膜選型設計：
設計反滲透系統時，應考慮設備投資和運行成本的平衡，既能保證產水量和產水水質，又能減少投資、降低能耗。
考慮因素
(1)、膜材質類型：
目前國內外膜供貨商主要有聚醯胺複合膜和醋酸纖維膜兩種，醋纖膜雖較便宜，但因脫鹽率底(≥95~97%)且膜易被細菌侵蝕，因此使用較少，複合膜脫鹽率高(≥99%)、使用壽命長，因此被廣泛採用。
(2)、水通量：
產水通量是單位有效膜表面的產水量，水通量低，污染速度就低，要想降低水通量可選擇膜面積較大的膜元件或採用更多數量的膜元件，但成本相應會增加，觀察表明，一旦超過一定量的水通量，其污染速度將呈指數上升，對不同水質和不同污染物含量的水源膜供應商均給出了建議的水通量範圍，當然這些設計原則的基礎是必須有足夠的預處理，具體有膜供應商提供的軟體計算為準。
(3)、橫向流速：
為了控制地表水反滲透系統中的污染速度，選擇最佳膜面橫流速度與選擇水通量同樣重要，給水和其產生的濃水在膜表面的橫向流速越高，膜污染速度就越低，高橫向流速可增加湍流程度，從而減少顆粒物質在膜表面上的沉澱或在隔網空隙處的堆積，也提高了膜表面上的高濃度鹽分向主體溶液的擴散速度，從而減少了難容鹽沉澱在膜表面上的危險。
嚴格按照設計規範來設計每支膜的水利用率(單支膜水利用率≤15%)，從而確定整個裝置的水利用率，將為保證膜的橫向流速起到關鍵作用。
3、膜的清洗和維護：
反滲透系統最終是需要進行清洗的，在你的RO系統表現出污染的傾向、長時間停運之前、或按計畫進行常規保養時，建議你清洗RO系統。當出現下列污染特徵(標準化後產水量下降10~15%)時，標準化後產水水質下降10~15%，或者給水與濃水間的壓降增加10~15%)時，表明你的RO系統需要清洗了。
由於RO系統出現污垢而需要清洗的頻率隨地點的不同而不同。一般習慣上接受的清洗頻率是3至12個月一次。如果每個月你不得不清洗一次以上，你就應該改善RO的預處理系統，調整RO系統的運行參數，如果每1~3個月需要清洗一次，則需要在提高當前設備的運行水平上做工作，但是否需要改進預處理系統較難判斷。
在RO設計中通常會忽視使用RO產品水沖洗系統中的污垢，採用該法可減少RO的清洗次數。在設備停運期間用產品水浸泡RO膜組件有助於溶解污垢和鬆散沉積物，因此降低化學清洗頻率。
污垢地點不同所需要清洗掉的污垢物也不同。但往往存在的污染
物不止一種，因此使問題複雜化，常見的污染物種類有：
碳酸鈣垢
硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鍶垢
鐵、錳、鋁等的金屬氧化物
膠狀沉積物(無機或無機、有機混合物)
自然或合成有機物
生物質(生物污泥、黴菌或真菌)
通常需按特定的次序使用各種不同的清洗藥品清洗，以獲得最佳的清洗效果。
清洗步驟
1、用給水或產品水進行低壓沖洗，以去除設備運行時的濃水和污染物。
2、按製造商的說明配製清洗液。(在此之前須根據具體情況確定污染種類)。
3、將清洗液加入到第一段中並保持60分鐘(對小系統不分段，可一次性清洗)，此時你可能需要調節流量緩慢增加，防止清除出來的污染物將給水通道堵塞。在將清洗液回流到RO清洗箱之前應排放掉從系統中的水和剛開始的20%的清洗液。當PH值變化超過0.5單位時，重新調到目標值。
4、可選擇浸泡和再循環步驟。浸泡時間為1小時至一夜，視製造商的建議而定。但是應該注意保持正確的溫度和PH值，而且這也會增加膜與清洗藥品的接觸時間。
5、用產品水進行低壓沖洗，以去除在清洗系統各反滲透系統中的所有殘存藥品。
6、一旦某設備的所有各段均清洗完成後，該RO裝置可以重新投入運行。通常RO的產水水質要用數小時甚至幾天的時間才能穩定下來，尤其是在經過高PH溶液清洗之後。
