您好,欢迎访问三七文档
学习目标能使用设备生产出合格的纯化水有对水质分析的正确操作方法能找出影响产品质量的主要原因能清洁保养设备了解纯化水制备的相关知识了解反渗透法制水运行时的作用和原理熟悉各项水质检测的相关知识制水过程水质分析与调整反渗透机组各组件的清洗知识目标重点能力目标(应知)难点(应会)学习内容第一节纯化水制备与反渗透基础知识第二节纯化水的制备操作第三节纯化水制备过程中的质量控制第四节机组内各系统的清洗和保养第五节练习题制药用水的定义与分类制药工艺用水主要是指制剂配制、使用时的溶剂、稀释剂及药品容器、制药器具的洗涤清洁用水。1)饮用水:符合国家饮用水标准的自来水,又称原水。2)纯化水:为饮用水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得的、不含任何附加剂的供制药用的水。3)注射用水:是以纯化水作为原水,经蒸馏冷凝冷却后经膜过滤制备而得的水。4)灭菌注射用水:依照注射剂生产工艺为灭菌注射用水制备所得的水。药用水制备方法与特点1)电渗析法:是在电场的作用下利用阴阳离子交换膜对原水脱盐的方法。但制水纯度低,多用于水的预处理。2)离子交换法:是以球形树脂与水中的离子交换(脱盐)的方法。但去除热原不够,多用于洗涤或用作制备注射用水水源。3)反渗透法:以此法为基础的高纯水,能除去水中所有杂质。4)蒸馏法:是以去离子水或纯化水作为原水,经蒸馏冷凝冷却后制备而得的水。注射用水和纯化水的区别我国现行法规对注射用水和纯化水的区别:1)质量要求:除纯化水规定的检查项目外,还必须检查PH、铵盐、细菌、内毒素,而且微生物限度比纯化水严格。2)应用规定:纯化水只可作用配制普通药物制剂用的溶剂或试验用水,不得用于注射剂的配制,注射用水可作为配制注射剂用的溶剂。纯水制备工艺流程传统工艺:原水-原水泵-多介质过滤器-活性炭过滤器-精密过滤器-一级反渗透设备-中间水箱-中间水泵-离子交换器-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-微孔过滤器-用水点.新工艺:原水—原水泵—多介质过滤器—活性炭过滤器—药洗水箱—保安过滤器—一级反渗透装置—中间水箱—二级反渗透装置—纯水箱—EDI超纯水装置—超纯水箱—蒸馏水器—用水点.注:EDI--是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。反渗透制水特点“反渗透法”是目前水淡化中最有效、最节能的技术,完全能达到注射用水质量要求。发达国家早以将此法取代高耗能“蒸馏法”作为法定制水方法。优点:设备、工艺简单、操作方便、占地少、适应性强。设备运行稳、能耗低、水质好、无污染、维护成本低。无相态变化。无化学变化。有效成分损失极少,适宜热敏性物质。选择性好,可在分子级内进行物质分离缺点:需高压设备,原水利用率只有75-90%。膜要定期清洗。反渗透系统水处理反渗透系统集中控制系统反渗透预处理系统横流过滤化学药剂添加微滤阻垢剂超滤分散剂直流过滤调节ph值活性炭过滤加氯/除氯多介质过滤石灰软化锰砂过滤其它保安过滤热交换器离子交换除气器软化紫外杀菌阴阳床混合床反渗透后处理系统横流过滤化学药剂添加微滤调节ph值超滤加氯反渗透精处理离子交换其它阴阳床亚微米保安过滤器混合床除气器EDI储存糸统电渗析一种以高于渗透压的压力作为推动力,利用选择性膜只能透过溶剂(如水),而不能透过溶质(如盐水),使溶液中的溶剂,以与自然渗透相反的方向通过半透膜进入膜的低压侧,从而达到从水体中有效提取纯水的膜分离过程。注解:反渗透属于压力驱动型膜分离,是利用压差为动力的膜分离过滤技术,反渗透膜孔径小至纳米级,在一定的压力下,水分子可以通过RO膜,而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜,从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。反渗透定义反渗透演释260年前:法国科学家诺莱特从溶液中发现渗透与渗透压现象。60年前:美国科学家从生物中发现了反渗透现象。由此提出反渗透设想的基本理论架构。50年前:美国科学家利用仿生学原理,研制成功第一张高分离效率和高透水量的反渗透膜,反渗透膜分离技术才变为现实。反渗透:它所描绘的是一个自然界中水分子自然渗透过程的反向过程。“反渗透法”是目前水淡化中最有效、最节能的技术。反渗透技术生产的纯水,纯净度几乎达到100%,是目前人类掌握的一切制水技术中最高要求。把相同体积的淡水和盐水分别置于一容器的两侧,中间用理想半透膜隔开,淡水侧的水将透过半透膜,自然的向盐水一侧流动,盐水一侧的液面会比淡水的液面高出一定高度,形成一个压力差,此时压力差值即为渗透压。若在膜的盐水侧施加一定压力,那么水的自发流动将受到抑制而减慢,当施加的压力达到某一数值时,水通过膜的净流量等于零,达到渗透平衡状态。若在盐水一侧施加的压力大于渗透压时,水的流向就会逆转,盐水中的水会向淡水侧流动,这一过程(现象)称为反渗透处理的基本原理。反渗透原理膜…...膜:涉及人类社会生活所有领域。生物膜、非生物膜,膜技术引领着科技发展的未来,正在把我们的生活带入一个更新的时代。膜组的分类孔径材质物理结构其它微滤膜超滤膜纳滤膜反渗透膜无机膜有机膜陶瓷膜玻璃膜金属膜醋酸纤维膜聚酰胺膜聚氟膜聚醚砜聚合膜纤维素膜非纤维素膜对称性膜非对称性膜复合膜高压膜超低压膜低污染膜板式膜管式膜中空纤维式膜螺旋卷绕式膜螺旋卷绕式渗透膜组件是将两张单面工作的反渗透膜相对放置,中间夹有一层原水隔网,以提供原水流道。在膜的背面放置有多孔支撑层,以提供纯水流道。将这样四层材料一端固封于开有细孔的中心管上,并以中心管为轴卷绕依次叠好的多层材料而成。在卷轴的一端保留原水通道,密封膜与支撑材料的边缘,而另一端保留纯水通道,密封膜与隔网的边缘,将整个卷轴装入机壳中即成组件。利用高压力迫使原水以较高的流速沿隔网空隙流过膜面,纯水透过膜而汇集于中心管,带有截留物的浓缩水则顺隔网空隙自组件另一端汇集引出。每个组件由数个元件串联组合而成中空纤维渗透膜中空纤维反渗透组件是由数万至数十万根中空的细丝状反渗透膜束集在一起用树脂二端固封,并用其成型为管板状卷绕,再将整束纤维装在耐压管壳内构成组件。内压式组件是自一端管内通入原水,透过纤维壁渗出,在壳内汇集并引出纯水,浓缩水由纤维另一端引出。外压式组件为,原水自管壳一端引到中心的原水分布管后,进入中空纤维膜的纤维之间,在流体压力推助下反渗透到纤维中心,再于树脂管板端部汇集引出为纯水。被中空纤维膜截留的浓缩水在纤维外汇集并穿过隔网,自管壳上的浓缩水引出管引出。反渗透脱盐机理1、溶解-扩散理论溶质和溶剂都能溶于均质的非多孔膜表面层内,由于溶解度的差异及在膜相中扩散性的差异影响,各自在浓度或压力造成的化学势推动下膜孔被溶剂撑开,生成动态活膜孔,扩散并通过膜表面。2、优先吸附—毛细孔流理论当液体中溶有不同种类物质时,其表面张力将发生不同的变化。当水溶液与高分子多孔膜接触时,则对水是优先的正吸附,膜在与溶液界面上将形成一层被膜吸附的的纯水层。在外压作用下,通过膜表面的毛细孔,从而可获取纯水。3、氢键理论在压力作用下,溶液中的水分子和醋酸纤维素的活化点——羰基上的氧原子形成氢键,而原来水分子形成的氢键被断开,水分子解离出来并随之移到下一个活化点并形成新的氢键,于是通过一连串的氢键形成与断开,使水分子离开膜表面的致密活性层而进入膜的多孔层。由于多孔层含有大量的毛细管水,水分子能够畅通流出膜外。反渗透膜过滤示意各膜组对物质的分离孔径分离对象分离法分离膜的种类微滤MFCI-OH-H-Na+Ca+卵清蛋白蔗糖病毒各种胶体层乳胶油乳化液H2(2.3)Co(3.1)O2(2.9)H2O(3.4)葡萄球菌大肠菌超滤UF纳滤NF气体、液体分离,反渗透RO10-8㎝10-7㎝10-6㎝10-5㎝10-4㎝10-3㎝1A10A100A1000A1μm10μm25205020050020005000252050渗透汽化膜透析膜ED微滤膜MF超滤膜UF纳滤膜分体分离膜反渗透膜RO圆盘过滤一般过滤离子交换膜IEM各种膜分离对象MF膜---气、液、固相分离。UF膜---澄清、纯化、除热源。NF膜---介于超滤与反渗透之间。RO膜---截留所有的离子。膜元件结构(影片)几种反渗透膜内部构造卷式反渗透膜组件由进水隔网、纯水隔网、RO膜片为组合封边,以多孔中心管为轴卷绕依次叠好的多层(组)材料而成。纤维素膜:卷式非对称醋酸纤维素膜RO膜表皮层中布满微孔,多孔支撑层中的孔径很大,该种不对称结构的膜又称为非对称膜。NittoDenko超低压卷式复合膜卷式反渗透膜片是由将聚砜喷涂在聚酯无纺布表面,形成由基料支撑层、聚砜层、分离层屏障层三层不同材料复合而成。组件则由半透膜、导流层、隔网膜为组合按一定顺序粘合,以多孔中心管为轴,卷绕依次叠好的多层(组)材料而成。未来展望正向渗透法正渗透技术----非加压吸附渗透英国剑桥大学:研发出让水通过多孔膜进入一种浓度很高且容易蒸发的特殊盐(专用盐)溶液中,淡水就可以轻而易举地被提取出来,蒸发后的特殊盐经捕获后可往复使用。美国耶鲁大学:使用了一种基于碳酸氢铵的汲取液,铵离子和碳酸氢盐离子可以吸引水分子通过薄膜,然后加热溶液至40摄氏度,氨气和二氧化碳便会排出,留下纯净的淡水,排出的气体可捕获后重新使用。该能耗仅是目前海水淡化工厂的20%。新加坡南洋理工大学:研发出一种由微管状纤维构成的薄膜,可以使用碳酸氢铵作为汲取液完成对海水淡化。其他科研机构:用碳纳米管来做薄膜的小孔引导水分子通过。或用活细胞的细胞膜的蛋白质来构成的一种生物薄膜,引导水分子通过。新正渗透膜的膜通量是传统反渗透膜的9倍。未来展望正向渗透法反渗透制水设备反渗透制水设备一般由水储存容器、水输送设备、加药装置、各种水过滤器、反渗透膜组件、灭菌器、输水管路、电气控制等部件构成。整个制水设备由水预处理系统、反渗透制水装置、水后处理系统、反渗透膜组清洗系统和电气控制系统等组成。预处理系统一般包括原水箱、原水泵、加药装置、多介质过滤器、活性炭过滤器、保安过滤器等。作用是降低原水杂质,达到反渗透的进水要求。反渗透装置主要包括多级高压泵、反渗透膜元件、膜壳、流量计、电导仪、支架等。其主要作用是去除水中的杂质,使出水满足使用要求。后处理系统是在反渗透不能满足出水要求的情况下增加的配置。主要包括阴床、阳床、混床、杀菌、超滤、EDI等其中的一种或者多种设备。后处理系统能把反渗透的出水水质更好的提高,使之满足纯化水质量要求清洗系统主要有清洗水箱、清洗水泵、精密过滤器组成。当反渗透系统出水指标不能满足质量要求时,对反渗透进行清洗使之恢复功效。电气控制系统由柜内、外仪表、电气控制、保护电路等电器件构成。在PLC控制指令下,完成对各部供电,以保证整个反渗透制水设备(系统)自动、正常运行。实训基地二级反渗透带控制点工艺流程图反渗透进水水质要求项目建议值最大值SDI1545浊度(FTU)0.21含铁量(mg/L)0.10.1游离氯(mg/L00.1水温(℃)5~3545压力(MPa)1.0~1.64.1PH值2~111~12超低压卷式复合膜对进水水质的要求项目建议值最大值SDI1545浊度(FTU)0.21含铁量(mg/L)0.10.1游离氯(mg/L00.1水温(℃)5~3545压力(MPa)1.054.1PH值3~101~12常规卷式复合膜对进水水水质的要求企业反渗透水制备岗位反渗透制水系统实训操作1.反渗透制水机在进入开机启动程序前,应检查各系统内阀门位置、给药箱药液等是否正常,水质化验用试剂与器皿是否齐备。2.打开电源开关,将原水泵开关旋至运行位置。3.将机械过滤器、活性碳过滤器功能阀旋转至RINSE(正洗)位置,冲洗预处理部分10分钟。4.将机械过滤器、活性碳过滤器功能阀旋转至FILER(过滤)位置,进入产水程序。5.完全打开反渗透糸统内压力回流阀和浓水阀。6.将一级高压泵开关旋至运行位置,开启一级高压泵。7.当一级高压泵启动时,调节进水回流阀,将冲洗压力调至0.25±0.05Mpa/c㎡。采用低压、低流量赶走膜元件内和压力膜壳内的空气,8.在冲洗过程中,检查所有管道连接处和
本文标题:纯化水制备
链接地址:https://www.777doc.com/doc-4298119 .html