提高反渗透系统纯化水产水量 3页

'第31卷第10期工VOo1．31NQ】02008年1O月ct．2008提高反渗透系统纯化水产水量朱雪松(华北制药康欣有限公司，河北石家庄050400)[摘要]反渗透膜法制取医用纯化水由于其优点显著，已得到广泛应用。对产水量降低的问题，讨论了其形成的原因，并提出了提高反渗透系统产水量的对策。[关键词]反渗透；膜污染；进水温度；清洗[中图分类号]TQ085．411[文献标识码]B[文章编号]1003—5095(2008)10～0038—03纯化水系指水中的电解质几乎已完全除去，水中原水一原水箱一原水泵一预处理过滤器一软化器一5m过滤器一～级高压泵一一级反渗透一二级高压泵一二级反渗透不溶解的胶体物质与微生物微粒、溶解气体、有机物l浓水I浓水等也已被去除之很低程度的水。纯化水制备主要设备图1纯化水制各系统流程包括原水(华北制药康欣有限公司用自来水)、预处理2．1原水对反渗透产水量的影响装置、一级反渗透膜组件、二级反渗透膜组件，反渗透2．1．i原水温度系统主要去除水中的离子、有机物、悬浮物和杂质等，进水温度对反渗透产水量有较大影响，由于进水纯化水的产水量和质量直接关系到药品生产的质量温度升高，进水温度每增加1℃水的粘度会降低，进和成本。水温度每增加l℃，膜的透水能力大约增加2．7％左1使用过程中产水量组件逐渐降低右，而膜的最佳进水温度为25℃。随着纯化水制备系统使用时间的延长，其反渗透反渗透膜对温度的要求表明，如果能够恒定膜的系统产水量出现了逐渐下降的趋势，与设备使用初期进水温度，则可以保证膜的产水量和产水质量(电导相比，产水量下降幅度达到了30％，一方面浪费了水率)，并且保护膜组件，延长膜的使用寿命。因此，可考源，增加了成本，另外其产水量的降低已经不能满足虑设置一台换热器，控制水温。不断扩产的制剂生产的需求。2．1．2原水的pH值2反渗透产水量的影响因素及解决方法反渗透运行过程中，pH值应该控制在4～7之原水进入原水箱后经原水泵加压后进入多介质间，由于水偏酸性，对于醋酸纤维素膜来说较适合，当过滤器，滤除水中的悬浮物、胶体物质、有机物及余pH值在此范围外时，膜的老化和水解速度会加快；对氯，然后进入软化器。软化器内装有强酸性钠离子软于芳香聚酰胺膜，由于对游离的氯离子比较敏感，当化树脂，能有效去除钙、镁等硬度离子，将硬水变成软游离氯<0．1mg／L时，pH<8为宜，当游离氯<水，防止沉积于反渗透膜上，保证水质并延长膜的使0．25mg／L时，pH>8为宜。用寿命。经软化后的水再经一个5um过滤器，滤除水2．1．3原水压力中>51-tm的微粒。5um过滤器出水流入一级反渗由于自来水厂经常出现低压供水，造成原水供应透系统，高压泵将微过滤器出水升压至工作压力，然不足停机，导致产水量降低。提高反渗透压力可使产后均匀分配给压力容器。水流被反渗透膜分开，并在水量增加，原水的正常压力对于反渗透系统维持正常压力容器内形成纯净水和浓水两条水流。浓水从最后的压力起到重要作用。一个压力容器流出排放地沟，纯净水从装有反渗透膜2．2多解质过滤器对产水量的影晌件的压力容器里流出来，进入二级反渗透系统，进行过滤器通常用于去除原水中的悬浮物、胶状物、二次净化。其流程如图1所示。有机物和余氯，当滤层截污量过多而影响设备正常运[收稿日期]2008-06—12行时，需要反复冲洗填料。[作者简介】朱雪松{1980一)，男，助理工程师，从事化工医药2．2．1多解质过滤器产水水质分析设备管理工作。产水水质分析结果如是浊度高、污染指数高，原 第1O期朱雪松：提高反渗透系统纯化水产水量-39·因一般在精砂过滤器；余氯高，原因一般在活性炭过水还原，树脂中的钙镁离子又被钠离子转换出来，重滤器。新生成钠型阳离子交换树脂。再生用食盐水溶液通常2．2．2原水水质分析要经过澄清处理后才能使用，浓度以10％为宜。如果原水浊度、COD上升，对精砂过滤器的周期水中钙镁离子对反渗透膜产生较大影响，直接影制水量，产水水质影响最大。当在周期内产水水质超响产水量的高低，因此软化器的正常与否影响产水标时，需立即采取措施。量。2，2．3活性炭检查2．4反渗透装置如果进水正常，而产水余氯或COD超标，就应对反渗透装置是系统的核心部分，经过反渗透装置活性炭填料进行检查。处理的水，能去除绝大部分无机盐、有机物、微生物、活性炭对进水余氯和有机物的吸附有一定的容细菌等杂质。反渗透装置根据产水量及产水水质要求量；当吸附饱和时，应更换。可以由多只或多级组成。2．3软化器2．4．1反渗透膜污染特征软化器通过离子交换过程，去除原水中的钙镁离反渗透系统经长期运行，在膜面上会积累胶体、子，所采用的为钠型阳离子交换树脂。金属氧化物、细菌、有机物、水垢等物质，从而造成膜在软化器的离子交换过程中，水中的钙镁离子被的污染。各种不同的膜表面污染引起R0系统性能变钠型阳离子交换树脂中的钠离子置换出来后存留在化是不同的(表1)。树脂中；软化器内树脂的再生是将转型后的树脂用盐表1+污染物类型盐透过率／s压差／△P产水量／vp金属氧化物(Fe、Mn)迅速增加>2(1)迅速增加>2(1)迅速降低2o％～3o％(1)钙沉淀CaCO、CaSO明显增加10％~20％增加10％~25％略有降低10％胶体无或缓慢增加>2X(2)缓慢增~JN>2X(2)缓慢降低>2X(2)混合胶体(有机物、硅酸铝)迅速增加>24Jjf(1)缓慢增加>2(2)缓慢降低>2(2)细菌无或稍微增加增加>2下降>30~50％阳离子聚合物无无或微增加明显下降注：(1)表示发生在1～2d之内；(2)表示发生在2～3周以上；为初始运行或上一清洗后的值；P为反渗装置进出口压差(进水压力减浓水压力)。有时可能有几种污染物混合在一起，因此，根据表3清洗液配方(HYDR~NAUTICS推荐)具体情况分别对待。膜污染特征与清洗剂用量和清洗清洗液成分配比比例pH调整时间配方选择见表2～表4。表2类型清洗液；翁清洗时间／h三磷酸钠(Naf-~O，fj7．7kg4十二烷基苯磺酸钠0．97kg用H2SO4调整到pH=7．5RO水379LCF转第56页) ·56·第1O期PLC24Vi／o回路(开关量)大部分来自现场开扰，但延时时问要考虑工艺与设备能够承受的最小时关信号，24V线路与220VAC线路出现并行走线或问，否则会发生意外。③2位阀软件抗干扰法，二位阀同穿一根电缆穿线管时，220VAC大电压对24V产限位开关经常出现误动作信号而实际阀未动作，可采生了干扰。可出现PLC开关量卡输入指示灯低频闪烁用两限位开关信号互为互锁条件，可有效避免干扰信或瞬间导通一下等故障现象而造成停车。号。要注意阀卡在中间位置对制药系统会产生什么影应对措施：电缆桥架设计时，最好把4～20mA模响，以确认能否采用此法。拟量信号线、PLC24VI／0开关量信号线、22．0V3．4变频器电磁辐射干扰造成停车Av电缆线或信号线分槽敷设。PLCI／O端子上并接在有些情况下，PLC的输出4～20mA到变频器50~--iO0微法电容，以释放大的交流电信号。PLC采输入端、变频器输出4～2OmA到PLC的输入端进行用220VAC输入卡件，以提高导通门坎电压，增强抗连接。由于变频器产生高次谐波，所以在PLC的输入干扰能力。PLCI／O开关量回路供电电源采用隔离端和输出端都出现了较大的干扰，使PLC系统无法正加净化电源。进PLCI／0开关量输入卡前加继电器隔常工作。离，继电器的抗干扰能力比PLC卡强，可有效阻断干应对措施：输入端和输出端都加隔离卡，可有效扰信号造成的误动作停车。常开触点变成常闭触点。地阻断干扰信号；PLC输入卡和输出卡各通道间都正常生产中如果现场触点是常开的，闭合停车，这种必须互相隔离的；4～20mi模拟量信号电缆要单独触点易受到干扰(因为正常电压型)。可采用取其常闭走屏蔽电缆桥架或用钢管穿线。触点，正常生产过程中闭合，断开停车，则抗干扰能力4结束语增强(因为正常为电流型)。PLC系统抗干扰排除误动作，一直是制药行业的软件抗干扰措施：①软件开关屏闭法，例如，一设一大难题。对于故障的排除，要不断地积累经验，细心备总停车信号A常出现干扰误动作而停车，而引起该观察才能找出问题所在，特别是干扰问题，现象无重设备停车的8路信号却没有动作。经分析，如果8路复，偶然性很大，于变万化，是最棘手的。只有通过实信号任一路出现动作后应该出现A信号停车，而8路践经验的积累，才能从千变万化中找出规律，得出正信号都没有动作时，则不应该出现A信号停车，出现确的结论，加以解决。A信号停车则为干扰信号。显然再增加一个用8路信当然，矫往不可过正，一味地采取加大抗干扰力号的常开触点(正常关闭)串联与A信号常开触点(正度，可能造成不停车(正常工艺停车时)故障，例如二常关闭)并联，可有效地屏蔽干扰信号。这里要注意的选二(要慎用)，可能造成不能停车的大事故，毕竟我是，出现A信号停车只有且惟一是由8路信号引起们的联锁系统主要的任务是停车，这样最大限度地保的，没有其他因素。否则，不能用此法。②软件延时器证安全。法，此方法为常用方法。加延时屏蔽掉频率较快的干·_．-，。1---◆-◆·◆-◆-◆-◆-◆-◆_◆-◆-◆-◆-◆-◆-◆-◆-◆-◆-◆-◆-◆-◆_◆-◆·(上接第39页)．表4清洗液配方(通用配方)当性能下降到一定程度时即(1)产水量比初始或上次污染种类清洗液(不混合使用)清洗后降低10％～2o％；(2)脱盐率下降10％oRO系统出现上述任何一种情况，R0系统就必须清洗。3结论(1)o．2％HCl溶液pH2～4钙沉淀物·(2)柠檬酸pH2～4高产水量，优良的水质，是每一个纯化水制备厂家所急需解决的问题，也是提高产品技术经济指标的有机物、胶体物(1)O．2％HCI溶液pH2～4手段之一。本文针对制药行业常用的反渗透系统提出(2)柠檬酸pH2～4了影响产水量的诸多因素，同时提出了相应可行的解细菌(1)1％甲醛溶液决方案，为提高反渗透系统产水量和产水质量奠定了(2)1％NaHSO3当反渗透系统随着运行，性能会有一定的下降，基础。'