純化水制備工藝在制藥生產中的應用

王 東

上海復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的一種制備方式，此技術主要是借助樹脂離子交換性能，過濾水質中的金屬離子。在整個離子交換系統中，需定期使用酸和堿進行再生處理。因為此種類型的再生劑殺菌效果較好，是控制交換系統微生物的主要方式。在設計離子交換系統時，可以將其設計為混合床，也可以設置獨立的陰床、陽床。將樹脂再生排放的廢液排放至相應的廢液中，經特殊處理后，待水箱PH值達到中性后方可排放，從而降低對生態環境的污染。由于此工藝的投資費用較小.廣泛應用在一些科研機構或者用水需求量較小的生產車間.

1.1.2 蒸餾冷凝法 在藥廠制藥過程中，蒸餾冷凝法是一種傳統純化水制備工藝，其是通過加熱蒸發原水，在經冷凝處理，去除水質中的離子物質，從而生成純化水，在應用此工藝過程中，會消耗大量能源。

1.1.3 電滲析法(ED) ED主要是通過應用靜電及選擇性滲透膜進行分離濃縮處理，然后用水沖洗金屬離子。因為此工藝不具備較強的電流樹脂和離子去除功能，相對效率較低，此外，在應用電滲析系統時，要求定期對陰陽兩極進行交換和沖洗，從而保證系統的正常運行，因此將其廣泛應用在純化水系統的前處理工序中，僅起到輔助凈化水質的功能。

1.1.4 電法去離子(EDI) EDI是結合了離子交換和電滲析兩種水凈化技術，它作為新型膜分離技術，可以安全高效的過濾水質中的微量離子，提高純化水電阻率，將電阻率控制在15Ω·cm以上，在深度處理鹽時無需化學產品，不僅會提高水的利用率，而且整個過程不會污染生態環境，且EDI模塊可以連續不間斷進行純水制備工作，全程無需進行化學再生處理。

1.1.5 反滲透法 反滲透法是應用一定的壓力，通過反滲透膜分離溶液中的溶劑，方向與滲透方向正好相反，可以通過應用比滲透壓大的反滲透法，對溶液進行分離、提純和濃縮。通過對反滲透技術進行應用，可以過濾水質中的溶解鹽、病毒、細菌等。

反滲透膜分離的主要對象是溶液中的離子物質，在整個分離過程中無需任何化學物質，即可去除水中鹽份，除鹽率高達98%，因此，可以看出，此工藝具備較強的節能、環保優點，已經成為廣泛應用的預脫鹽工藝。

1.2 反滲透制水系統

1.2.1 多介質過濾器 多介質過濾裝置中的精致無煙煤和酸洗石英砂，可以有效過濾原水中粒度比20微米大的雜質、膠體和小分析有機物，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得到減少，并降低對環境的污染。

1.2.2 活性炭處理器 用于凈水的果殼活性炭，可以有效吸附水質中的余氯和有機物，過濾鐵化物、懸浮物、膠體渣，從而提高水質的純凈度。在反滲透膜技術中，活性炭處理器是一項準備工作，應將余氯控制在0.1PPm以下，SDI不得大于4，進而提高反滲透膜的使用年限，另外，經過活性炭吸附飽和后，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生濃縮時，溶度積超過規定要求，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、二氧化硅等結垢，引起的化學污堵。軟化器是通過對鈉型陽離子樹脂中可交換的Na+陽離子進行利用，交換出水中的鈣、鎂離子，從而對原水進行軟化，使原水具備一定的軟度，有效避免反滲透膜表面出現結垢現象，最大限度提高反滲透膜處理效果和使用年限，定期用食鹽再生樹脂。

1.2.6 紫外線滅菌器 在紫外線殺菌過程中，主要是通過對波長在200―300nm的紫外線進行利用，完成殺菌工作，通過紫外線滅菌裝置消毒滅菌時，在不影響水性質的前提下，殺菌率達98%。其具備殺菌效果好、效率高、可去除所有病菌的優點。

2 純化水制備工藝在制藥生產中的應用

2.1 純化水制備流程

2.1.1 預處理 預處理系統由原水輸入泵、活性炭過濾裝置、多介質過濾裝置、轉化裝置等組成。

2.1.2 主處理(初級除鹽設備、深度除鹽設備) 主處理系統由高壓泵、RO殼體、EDI設備或者混床、RO元件、保安過濾設備、純化水箱構成。

2.1.3 后處理 后處理系統由臭氧發生設備、純水泵、氣液混設備、微孔過濾設備、紫外線滅菌設備構成。

2.1.4 純化水輸送分配系統 混床制水工藝的具體流程:原水―加壓泵―多介質過濾設備―活性炭過濾設備―軟化水的設備―保安過濾設備― 一級RO―中轉水箱―高壓泵―混床或者EDI設備―儲存純化水的水箱―純水輸送泵―臭氧發生設備―紫外線滅菌設備―微孔過濾設備―將純化水分配至相應的系統―用水位置。

2.2 純化水制備工藝在制藥生產中的應用方案分析

2.2.1 流程分析 (1)目前，獨立的電滲析、一次蒸餾冷凝法、離子交換工藝已經無法滿足實際所需，已被淘汰。(2)一級、二級RO+EDI工藝、二級RO工藝的制水工藝各方面均比其他制水工藝效果好，且全程無需化學試劑再生，對自然環境無污染，是一種節能環保性能較高的制水工藝。(3)在純化水電阻率達標的基礎上，前端預處理流程較為完整，系統則在運行過程中具備較強的安全穩定性，在預處理環節，在一級RO+EDI、二級RO、二級RO+EDI工藝流程中均設置了相應的自動軟水控制器，可以對原水進行軟化處理，使其成為軟化水，避免反滲透膜表面出現結垢問題，顯著提升了反滲透膜的處理效果和使用年限。

3 結束語

通過文章分析可以看出，通過一級RO+EDI、二級RO、二級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、環保方面均具備較強的優勢，可以廣泛應用在制藥生產中，且未來發展前景較好。