中國藥典注射用水)
預處理系統
供水中含有多種雜質,如懸浮物、膠體、有機物和無機鹽等,為保證本系統中反滲透預除鹽部分的正常運轉,則必須先去除水中的懸浮物、膠體、有機物等,使反滲透的進水達到要求,故本系統設置原水預處理系統。原水預處理系統包括原水箱、原水增壓泵、多介質過器、活性炭過濾器。
1、 原水箱
原水箱用于貯存進入本系統的原水,其目的是為了防止進水壓力波動影響系統運行,并提供足夠存水滿足濾器反洗所需。
2、原水增壓泵
為下道工序提供穩定的壓力和水量。一用一備配置,過濾器反洗時兩臺同時運行。反洗兩泵同時運行。
3、多介質過濾器
多介質過濾器設計1臺,安裝位置位于反滲透裝置進水前。
過濾器罐體材質選用FRP或SS304材質,過濾器的設計濾速10-15m/h。
過濾器內裝墊層卵石、石英砂、無煙煤等材料。當水從上流經濾層時,水中部分的固體懸浮物質、膠體等進入上層濾料形成的微小眼孔,受到吸附和機械阻留的作用被濾料的表面層所截留。同時,這些被截留的懸浮物之間又發生重疊和架橋作用,就好像在濾層的表面形成一層薄膜,繼續過濾著水中的懸浮物質,這就是所謂濾料表面層的薄膜過濾。這種過濾作用不僅濾層表面有,而當水進入中間濾層也有這種截留作用,稱為滲透過濾作用。此外,由于濾料彼此之間緊密地排列,水中的懸浮物顆粒流經濾料層中那些彎彎曲曲的孔道時,就有著更多的機會及時間與濾料表面相互碰撞和接觸,將水中的細小顆粒雜質截留下來,從而使水得到進一步的澄清和凈化,為后續設備的運行提供了良好的進水條件。
隨時間推移過濾器的前后壓差將會很快升高,直至失效。此時需要利用逆向水流反洗濾料,使過濾器內填料懸浮松動,從而使粘附于填料表面的截留物剝離并被水流帶走,恢復過濾功能。過濾器配備自動控制器,通過程序設定,自動實現過濾器的運行、反洗、正洗功能的轉換。
活性炭過濾器設計1臺,安裝位置位于反滲透裝置進水前,多介質過濾器出水之后。
過濾器罐體材質選用FRP或SS304材質,過濾器的設計濾速10-15m/h。
活性炭過濾器利用活性炭的吸附特性將水中的有機污染物、微生物及溶解氧等吸附于炭的表面,增加微生物降解有機污染物的機率,延長有機物的停留時間,強化生物降解作用,將炭表面吸附的有機物去除;還可去除水中的異臭異味,去色度,去除重金屬、合成洗滌劑以及脫氯等,此外活性炭的選擇吸附性,不但可吸附電解質離子,還可使高錳酸鉀耗氧量(COD)得到很好的控制和降低。該設備具有吸附、生物降解和過濾處理的綜合作用,不但可保證處理效果穩定,而且效率高、耐沖擊負荷、占地小、操作管理簡便易行且運轉費用低等優點。此外作為反滲透裝置的前處理,可有效防止反滲透表面的有機物污染,而不受其本身進水溫度、pH值和有機混合物的影響。
隨時間推移過濾器的前后壓差將會很快升高,直至失效。此時需要利用逆向水流反洗濾料,使過濾器內填料懸浮松動,從而使粘附于填料表面的截留物剝離并被水流帶走,恢復過濾功能。過濾器配備自動控制器,通過程序設定,自動實現過濾器的運行、反洗、正洗功能的轉換。
軟化過濾器設計1臺,安裝位置位于反滲透裝置進水前,活性碳過濾器出水之后。
過濾器罐體材質選用FRP或SS304材質,過濾器的設計濾速10-15m/h。
全自動軟水器內裝有鈉型陽離子樹脂,其交換功能可將水中溶解的鈣鎂離子交換出來,從而降低水的硬度,避免反滲膜結垢,延長反滲透膜的使用壽命。全自動軟水機去除鈣鎂離子的化學原理如下:
2RNa+ + Ca2+ « R2Ca2+ + 2Na+
適合的預處理對反滲膜裝置長期安全運行是十分重要的。有了滿足反滲透進水水質要求的預處理,就可以確保產品水(反滲水)流量維持穩定、脫鹽率維持在某一值上時間長、產品水回收率可以不變、運行費用做到最低、膜使用壽命最長等。
反滲透(RO)除鹽系統
1、保安過濾器
安裝于反滲透高壓泵進水端前,其目的是濾去由于預處理工序可能帶來的大于5μm的顆粒、雜質。在預處理工序后由于這些顆粒經反滲透(RO)主機的高壓泵后可能會擊穿反滲透膜組件,從而造成大量鹽漏和串水現象,影響出水水質,同時也可能會劃傷高壓泵的葉輪。
過濾器本體材質采用SS304不銹鋼制作,過濾器的結構滿足快速更換濾元的要求,過濾器頂部裝設排氣閥,濾元表面濾速不大于10m3/m2·h(以濾芯表面積計)。
保安過濾器的工作壓力為0.2MPa-0.5MPa,當運行一段時間后,由于水中的顆粒、雜質將濾芯表面堵住,過濾器的進、出口壓差將變大。當壓差大于設定值(通常為0.05-0.07Mpa)時應當及時更換,避免由于濾芯的堵塞而形成背壓對系統造成損壞。
2、 高壓泵
高壓泵的作用是為反滲透本體裝置提供足夠的進水壓力,保證反滲透膜的正常運行。根據反滲透本身的特性,需有一定的推動力去克服滲透壓等阻力,才能保證達到設計的產水量。
3 反滲透裝置
反滲透技術是近二十幾年來新興的高新技術,它利用逆滲透原理,采用具有高度選擇透過性的反滲透膜,能使水中的無機鹽去除率達到99%,同時,也能脫除水中的各種有機物、微粒,大大提高產品清洗合格率,且無污染,因而在純水制備方面得以廣泛采用。
經過預處理后合格的原水進入置于壓力容器內的膜組件,水分子和極少量的小分子有機物通過膜層,經收集管道集中后,通往產水管再注入純水箱。反之不能通過的25%水和98%以上的陰陽離子和其它物質經由另一組收集管道集中后通往濃水排放管,排出系統之外。系統的進水、產水和濃水管道上都裝有一系列的控制閥門、監控儀表及程控操作系統,它們將保證設備能長期保質、保量的系統化運行。
反滲透膜元件為日本上市股份公司日東電工株式會社所屬的美國海德能公司制造,反滲透膜元件型號為CPA2,或其它知名品牌的膜元件,它們是世界上用于制備純水性能最好的膜元件之一。
4、自動控制
反滲透系統的自動操作功能包括:高壓泵、沖洗電磁閥的順序啟動和停止;系統啟動后,計量加藥泵會根據系統的工作與否自動加藥,系統停運時反滲透裝置自動進行低壓沖洗,以防運行中反滲透膜表面產生的污垢在膜表面沉積,系統具有完備的自動/手動控制功能,可保證裝置在不同工作環境下運行其完善的安全保護體系提高了系統的可靠性及使用壽命。操作人員可通過就地儀表盤操作系統,完成各工藝流程操作。
精脫鹽后處理系統
淡水箱的反滲透除鹽水水質仍達不到高純水用水標準,還需進行進一步脫鹽處理。反滲透除鹽水由純水增壓泵加壓,經過紫外線殺菌后送入精制離子交換器深度脫鹽處理。精制離子交換器產水穩定電阻率達5兆歐以上,通過交換反應能徹底除去水中的殘余離子,出水電阻率≥5兆歐,產品水完全符合并超過2010版中國藥典規定的純化水水質標準,最后送去高純水用水系統。
無菌水箱
用于儲備第二級反滲透裝置的產水,并向終端用水提供水源。水箱上裝設有0.22µm呼吸過濾器以及液位傳感器,通過液位實現第二級反滲透裝置和純水輸送泵的起停。為避免產水收到二次污染,無菌水箱材質采用316L不銹鋼材料制作,滿足衛生質量要求。
純化水輸送泵
將無菌水箱中的水輸送到終端用水點,純化水輸送泵受到無菌水箱上液位連鎖控制,當水箱處于低液位時,水泵停止運轉,避免水泵在無水狀態下運轉造成損壞。為確保終端用水水量和壓力的穩定性,輸送泵采用循環輸送方,24小時工作,可自動切換,配備2臺,1用1備。
UV殺菌器
為能有效的控制產品水中的微生物指標、TOC指標、細菌指標,達到終端使用要求,在將無菌水箱中的水輸送到用水點之前配備有紫外線(UV)殺菌裝置。
紫外線是一種肉眼看不見的光波,存在于光譜紫外線端的外側,故稱之為紫外線,依據不同的波長范圍,被割分為 A 、 B 、 C 三種波段,其中的 C 波段紫外線波長在 240 - 260nm 之間,為最有效的殺菌波段,波段中之波長最強點是 253.7nm。利用紫外線的殺菌功能,超純水在流動過程中通過紫外線殺菌器后,水中余存微量的細菌、TOC、微生物等將被徹底除掉。
紫外線殺菌器與純化水輸送泵實現聯動,在水流經過的時候自動點亮使用,為過流式殺菌。
終端微濾器
為確保終端用水的清澈、無雜質,同時去除產品水中可能會殘留的細菌尸體、消除內毒素、熱源和微粒等,在將產品水輸送到終端用水點之前,設置有終端過濾器,過濾器精度設置0.22μm。