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专业人员介绍制药用水系统

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专业人员介绍制药用水系统

发布日期:2015-11-05 00:00 来源:http://www.kyzhy.com 点击:

本文内容从设计依据、国内主要水质分析、常见工艺介绍、设备选型参考以及未来发展方向等几个方面进行制药用水系统的介绍。


  1. 设计依据


(1)水质报告

水质报告通常有水厂提供的,也有疾控中心提供的,一般情况下疾控中心比较准确,建议从使用点取样去检测,水厂的报告都是出厂的数据,可能偏差比较多,也不全面。

通过水质报告的主要检测项,来确定预处理填料选型和RO主机部分的选型。


(2)要达到的水质标准

根据不同的药典标准,以及企业的内控标准的不同,确定好最终的水质标准后,基本上工艺设计的框架就确定了。比如国内的药典标准是纯化水小于4.3um.cm(20℃),但多数药厂的内控标准是<2.0um.cm,在一些水质较差的地区,二级RO的设计可能就无法满足要求。



2.国内主要水质分析


(1)国内水质不同地区,不同季节,差别都比较大,大致上从北向南,从西向东,水质逐渐变好,沿江沿河的地区水质较好。


以国内几个药厂比较集中的地区举例,东北地区普遍水质电导偏高,硬度中等水平,特别是几个工业城市比较明显,也有一些地区靠近水源,比如松花江和牡丹江地区,水质较好,原水电导多在400-500um.cm左右;浙江杭州、广州、江西赣州等地水质在国内处于较好的水平,通常电导比100um.cm略高,硬度为30-50ppm左右;山东地区,电导和硬度指标普遍都偏高,潍坊地区一些地区电导甚至在1000um.cm以上,硬度400ppm以上。


(2)主要关注指标。
1.溶解性总固体(TDS),通常可以间接反映原水的电导情况,一般是TDS的1.5到2.3倍是原水电导的范围,如果不知道原水电导,可以推测一下;
2.硬度(以CaCO3计)。200ppm以下的水质阻垢剂就可以,200-300ppm酌情考虑,350ppm以上建议加软化器。

3.微生物指标。考虑是否加抑菌加药装置。

4.硝酸盐。RO对其去除率不是很高,如果原水比较高,就要考虑是否加EDI。

5.铁锰离子。超标的话考虑的填料更换为锰砂,增加曝气装置等,避免铁锰胶体污染等,铁锰胶体污染属于较难处理的一种污染。




3.常见工艺分析


根据国内的水质情况,常用的工艺设备主要有RO、EDI、预处理过滤器机组(多介质、活性炭、软化器)、超滤、纳滤、紫外、脱气膜等几种,根据不同情况进行组合,衍生出以下工艺。


(1)预处理过滤器机组+两级RO。最传统的工艺,适用于国内很多地区,成本较低,水质能达到药典纯化水要求,但可能无法达到很高要求,比如电导<0.5um.cm,比如某些硝酸盐超标严重的无法达到要求。


(2)预处理过滤器机组+两级RO+EDI。传统工艺的升级版,适用于国内几乎所有水质,水质较好,电导最高可达15-18兆欧,但相对采购、运行和维护成本较高,适用于水针、冻干等高要求、高附加值产品。


(3)预处理过滤器机组+一级RO+EDI。算是二级RO+EDI的精简版,适用于水质较好的情况,特别是硬度较低的地区,同样可以达到较好的电导水平。但EDI对结垢非常敏感,一旦结垢,性能将大幅度下降,所以对预处理硬度要求较高;同时,EDI进水对电导率(当量电导)要求也比较高,所以可能一些水质略差的地区很难满足要求。


(4)超滤+两级RO(+EDI)。最近几年这种工艺应用的不多,缺陷是余氯不好处理,但对于地下水比较合适,因其本身就没有余氯存在,但微生物指标不稳定,预处理采用超滤可以进行完美控制。


(5)超滤+纳滤+两级RO(+EDI)。上一种工艺的升级版,纳滤的孔径介于超滤和RO之间,兼具脱盐和软化的部分功能,但缺陷是有浓水排放,水利用率会降低。


(6)超滤+中压紫外+RO(+EDI)。比较新的工艺,近期研究发现,中压紫外线可以分解余氯,且效果显著,可以用其代替活性炭的脱氯功能,同时紫外本身就可以控制微生物,再加上超滤可以去除有机物,配合软化或阻垢,基本预处理阶段的工作就完成了,这种工艺对于系统微生物控制有显著效果,同时也可以作为全常温设备,代替预处理巴氏消毒和RO的高温消毒。


(7)脱气膜。对于某些水质PH偏酸较多,或地下水CO2较多且不稳定的水质,可以增加脱气膜进行处理,通过真空泵进行去除气体,相对于NaOH加药装置,属于物理处理法,更加的环保,但存在的问题是增加了真空泵,会有一定的运行和维护成本。



4.设备选型参考


根据前文论述,对于设备选型主要有以下几点建议。

(1)明确水质情况和要通过的标准。

(2)对自动化的要求程度。

(3)设备的档次

(4)监控的指标

(5)根据未来发展兖空间



5.未来发展方向


随着工业4.0的到来,大胆推测和预言这一设备的发展,应该包括下面几类方向:

(1)控制集成化。随着远程监控的发展,未来像中央控制室等设置,是发展的必然方向,制水间内的操作将转移到中央监控室集中控制和数据采集。

(2)更高标准的水质要求。通过对国内近几年的水质对比,正在呈现出逐年下降的趋势,而药品的要求却越来越高,两者之间要求的逐渐拉大,必然造成老设备的升级换代,所以新技术的应用导致水质的提高是必然的趋势。

(3)数据的完整链条更清晰。之前国家药监局计算机控制系统招标的确定,以及吉林省20家企业试点的消息公布,检查变成了非常态,监管变成了实时监督,对我们的要求就是自身数据的准确、统一和完整,对于设备而言,就是记录的准确、连续和完整。



本文来自《蒲公英》,作者:朱政和

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