兩級(jí)反滲透在制藥行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

閆立成（新疆銀朵蘭維藥股份有限公司 830000）

一、純化水的制備方法

醫(yī)藥純化水必須達(dá)到一定的水質(zhì)指標(biāo)，電導(dǎo)率不高于2μs/cm,重金屬不高于0.3μg/ml,硝酸根不高于0.6μg/ml:

蒸餾法，可以根據(jù)蒸餾次數(shù)的不同和蒸餾器皿的不同加以分類，一般蒸餾水可以滿足普通實(shí)驗(yàn)室的用水要求。但是這種方法難以排除二氧化碳的溶入，直接導(dǎo)致電導(dǎo)率達(dá)不到相關(guān)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，因此其應(yīng)用范圍難以進(jìn)一步推廣；

離子交換法主要包括了復(fù)床式和混床式兩種制備方式，所謂復(fù)床式，連接方式是按照陽床-陰床-陽床-陰床-混合床，傳統(tǒng)的制備多采用這種連接方式，有利于樹脂再生；所謂混床式，這種方式去離子的效果比較理想，但是不能很好地解決再生問題。離子交換法可以得到大量的去離子水，但是在離子交換樹脂失效后，需要添加一定的酸或者堿來創(chuàng)造還原反應(yīng)的發(fā)生條件，因而會(huì)導(dǎo)致大量的酸堿廢水，廢水的處理費(fèi)用較高，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染。

電滲析法，這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于能耗較低，可以被用來作為離子交換法的前處理步驟。該方法借助外加直流電場(chǎng)的幫助，利用陰陽離子交換膜的選擇性，從而達(dá)到不同離子透過交換膜發(fā)生分離的目的，最終導(dǎo)致水純化和水濃縮。電滲析法的應(yīng)用比較廣泛，產(chǎn)出的水的純度基本可以滿足現(xiàn)代制藥用水要求，但是缺點(diǎn)在于不能有效去除水中有機(jī)物，而且脫鹽率也不及反滲透法，裝置龐大，組裝和使用都要求較高。

二級(jí)反滲透法，是目前制藥行業(yè)的“新寵”，其優(yōu)點(diǎn)很多，既可以避免傳統(tǒng)工藝導(dǎo)致的污染問題，也可以有效控制水處理成本。其作用原理主要是利用膜處理技術(shù)生產(chǎn)純化水，而且純化水也可以達(dá)到目前制藥行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且增強(qiáng)了對(duì)原水水質(zhì)變化的適應(yīng)能力。

二、二級(jí)反滲透處理工藝和應(yīng)用現(xiàn)狀說明

二級(jí)反滲透處理工藝一般分為四個(gè)部分，分別是預(yù)處理、一級(jí)反滲透、二級(jí)反滲透和殺菌處理，最后就可以制得純化水：

1.預(yù)處理

預(yù)處理裝置處理的對(duì)象是原水，通過處理，將原水的濁度、SDI、余氯含量控制在反滲透裝置對(duì)水質(zhì)的要求指標(biāo)內(nèi)。反滲透裝置主要依靠活性炭過濾器和多介質(zhì)過濾器，充當(dāng)過濾器介質(zhì)的物質(zhì)有很多，如石英砂等，都可以起到截留水中雜質(zhì)、懸浮物，降低水的濁度等目的；活性炭過濾器的原理是利用活性炭的吸附作用，減少水中有機(jī)物和余氯，從而使得水質(zhì)達(dá)到反滲透裝置對(duì)水質(zhì)的進(jìn)水要求中。

超濾膜過濾與傳統(tǒng)的石英砂充當(dāng)過濾介質(zhì)相比，處理精度有了大幅提升，極大地降低了水的濁度。但也正是因?yàn)樘幚砭容^高，超濾膜容易受到污染，不容易恢復(fù)其過濾性。可反沖超濾裝置可以很好地彌補(bǔ)超濾膜過濾的缺點(diǎn)，可以盡可能地恢復(fù)受到污染的超濾膜，為超濾裝置的廣泛應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。超濾膜過濾雖然投資較傳統(tǒng)過濾方式多一些，但是處理效率大為提高，可以產(chǎn)生更加優(yōu)質(zhì)的水質(zhì)，有效保護(hù)反滲透膜，使其少受污染，有助于反滲透設(shè)備的維護(hù)和運(yùn)行。

2.一級(jí)反滲透

反滲透裝置可以有效去除大部分的無機(jī)鹽、微生物、有機(jī)物和細(xì)菌等。不同的水量需求的反滲透裝置也有所不同，反滲透膜元件可以組裝形成反滲透裝置，反滲透膜元件是由多片反滲透膜組合而成。聚酞胺復(fù)合膜是目前制取醫(yī)藥純化水最常用的反滲透膜，其是由三層材料復(fù)合而成，聚肽胺膜位于表面層，也是反滲透膜的核心層，大部門的細(xì)菌、無機(jī)鹽、有機(jī)物都是被這一分離層分離的，聚礬微孔膜作為其中間層，具有高透水性，起到支撐聚肽胺膜的目的，無紡布是最底層，主要起到高度支撐的作用。酞胺復(fù)合膜元件的膜面積較大，對(duì)無機(jī)鹽有很好的脫除效果，這類原件組成的反滲透裝置脫鹽率可以超過百分之九十八。

3.二級(jí)反滲透

一級(jí)反滲透有時(shí)候不能產(chǎn)出完全符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的水質(zhì)，此時(shí)需要二級(jí)反滲透深入處理。反滲透膜不能去除二氧化碳，要想調(diào)節(jié)酸堿度，就必須在二級(jí)反滲透裝置進(jìn)水中添加氫氧化鈉，通過酸堿反應(yīng)二氧化碳會(huì)被碳酸氫根所替代，碳酸氫根就可以被反滲透膜除去，還可以有效降低出水電導(dǎo)率，達(dá)到終端用水的要求。

4.殺菌處理

最后一步是殺菌處理，進(jìn)一步殺滅純水中的微生物和細(xì)菌，一般采用的是紫外線殺菌器來完成殺菌工作，提供滿足外供要求的純水。

三、二級(jí)反滲透濃水分級(jí)回流技術(shù)

二級(jí)反滲透濃水分級(jí)回流技術(shù)中,將二級(jí)反滲透濃水一部分回流至一級(jí)反滲透進(jìn)水,而將另一部分回流至二級(jí)反滲透進(jìn)水,可以起到以下作用.

濃水一部分回流到二級(jí)反滲透進(jìn)水，可以加大反滲透膜面流速，改善水流，減少膜面濃差極化,降低反滲透進(jìn)水中鹽分透過反滲透膜的速率,從而提高出水水質(zhì).

濃水一部分回流到二級(jí)反滲透進(jìn)水，該回流優(yōu)化了水流狀態(tài),據(jù)實(shí)際使用狀況,它可有效增加膜的使用壽命.同時(shí)因該濃水pH值較高,回流后可以減少二級(jí)反滲透進(jìn)水的加堿量,從而節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用.

由于分級(jí)回流可以減少返回至原水箱部分的濃水,因此大大降低了高pH值的二級(jí)反滲透濃水對(duì)原水pH值的影響,為實(shí)現(xiàn)二級(jí)反滲透濃水的綜合利用和回收創(chuàng)造了條件。

結(jié)論

二級(jí)反滲透工藝有效避免了傳統(tǒng)工藝的環(huán)境污染問題，而且極大地提高了脫鹽率，自動(dòng)化程度也較高，再加上二級(jí)反滲透濃水分級(jí)回流技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，產(chǎn)水水質(zhì)有了較大的提高，因而二級(jí)反滲透技術(shù)在制取醫(yī)藥純化水領(lǐng)域必將大有發(fā)展前景。

[1]郭程程,母智勇.二級(jí)反滲透進(jìn)水加堿處理技術(shù)的應(yīng)用[J].電力科學(xué)與工程.2011(06).

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