多种膜分离技术集成使用不仅使这一高要求得以实现,在经济上也显示出较大优越性。反渗透(RO)代替离子交换做为初脱盐,可避免频繁的酸碱再生,并可连续运行,沈阳工业纯水设备提高了产水效率;超滤(UF)代替多效蒸馏进行除热源,不仅减少了一次性设备投资,还大量节约蒸汽,降低了能耗。以华北制药股份公司109车间5T/h原料用水的制备系统进行详细说明如下:
1.原水水质、产水水质和处理能力
原水水质对于整个系统的设计至关重要。纯净水设备的进水为石家庄的地下水,水中硬度较高,全年平均温度较低,同时由于管道等设备老化,二次污染严重。使得对设计中前处理要求较高。出水水质分三段要求。第一段软化水,硬度要求低于18℃dH,处理能力10T/h;第二段无盐水,出水水质电阻>2.0MW .cm,实际出水可达到3.0 M.W .cm~5.0 MW .cm,处理能力5T/h;第三段除热源水,出水水质按药典各项规定进行检查,采用鲎试剂检测,检测浓度0.5EU/ml。
2.工艺流程图(图1)
反渗透系统采用美国DOW公司的复合膜,丹麦格兰富高压泵,并配以保安过滤器、高低压保护和出水电导率在线检测,可保证系统的脱盐率达到98%以上,回收率70%以上。采用混床做精脱盐,可使无盐水的比导阻达到3.0-5.0 MW .cm,远远高于GMP规定的0.5 MW .cm的要求。由于使用RO系统,使混床再生周期可达一个月,降低酸碱污染,减轻工作强度。
终端采用大连化物所除热源(切割分子量为10.000Dalton) 中空纤维膜,再配以全自动的正洗、反洗、药洗等流程,出水水质达到药典规定注射用水标准。由于采用全自动控制和进水水质在线检测, UF系统出水能力和出水水质得到充分的保证。
最后,按照GMP要求,除热源水采用60-80℃高温贮和大循环式输送系统,保证使用点水质不受二次污染。
3.和传统工艺的经济比较
传统工艺中,采用离子交换(IE)和电渗析+离子交换(ED+IE)工艺制备无盐水。根据不同的进水水质(如TDS含量),我们把反渗透+离子交换系统(RO+IE)和传统工艺进行有关耗水量和操作费用的比较(见图2,3)。由图可知,虽然IE系统的耗水量较低,但RO+IE系统的操作费用最低,特别是随着TDS含量增加,其优势更加明显。