專利名稱：一種制藥用水的生產(chǎn)工藝及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種純水的生產(chǎn)工藝、方法及設(shè)備，尤其是一種制藥用水的生產(chǎn)工藝及設(shè)備。
制藥用水，主要是指蒸餾水(純化水)、注射用水。
飲用水經(jīng)過一次蒸餾可制得蒸餾水，用作溶劑或稀釋劑，經(jīng)二次蒸餾，可制得注射用水，用作注射劑的溶劑或稀釋劑。
目前，國內(nèi)外普遍采用去離子技術(shù)與蒸餾法相結(jié)合的方法來制取注射用水，即首先將飲用水經(jīng)反滲透、離子交換或電滲析制得純化水，純化水再經(jīng)蒸餾，可制得注射用水。
顯然，反滲透、離子交換、電滲析等去離子技術(shù)制取純化水代替蒸餾水，要比那種需要鍋爐提供熱源的蒸餾法具有節(jié)能、無污染等優(yōu)點，而且便于設(shè)計成移動式裝備，用于野外、野戰(zhàn)條件下的純水需要，特別是滿足野戰(zhàn)機動醫(yī)院等制藥用水的需求。
在去離子技術(shù)中，最有效的是離子交換，通過陰、陽離子交換樹脂與原水中的陰、陽離子交換作用去除水中的陰、陽離子來提高水質(zhì)。然而離子交換樹脂達(dá)到飽和后需要化學(xué)再生，即用酸液處理陽樹脂，堿液處理陰樹脂，再生過程會排放大量的廢酸液和廢堿液，造成環(huán)境污染。
80年代中后期，美國推出了一種實用型電去離子(Electrodeionization簡稱EDI)技術(shù)。電去離子技術(shù)的特征在于將電滲析和離子交換有機結(jié)合，即在電滲析裝置中，填充按一定比例混合的陰、陽離子交換樹脂，構(gòu)成電去離子組件，該組件接入水處理系統(tǒng)中，在一定的直流電壓、電流及水流量等條件下，可以制取純化水。電去離子組件中的陰、陽離子交換樹脂可以通過極化條件下水的解離作用而自行再生，離子交換和樹脂再生同時發(fā)生，所以又稱連續(xù)去離子技術(shù)，不需要對離子交換樹脂進行酸堿再生，而能連續(xù)有效地去除水中的可溶性鹽類等陰、陽離子，避免了環(huán)境污染等許多問題。
由于上述水處理過程是在常溫狀態(tài)下進行的，在離子交換床及其它部位容易滋生細(xì)菌，釋放細(xì)菌內(nèi)毒素，所以對制藥用水來講，必須還要考慮去除細(xì)菌內(nèi)毒素等問題。
因此，在整個水處理過程中，需要通過系統(tǒng)設(shè)計，采用科學(xué)合理的綜合工藝來滿足制藥用水的質(zhì)量要求?，F(xiàn)在各種純水的生產(chǎn)工藝及裝置仍存在如需要酸堿再生、或未完全除去水中的各種雜質(zhì)，不能達(dá)到滿意的純度要求等缺陷。
本發(fā)明的目的是提供一種有效去除水中陰、陽離子以及所有其它雜質(zhì)，實現(xiàn)深度脫鹽、高度凈化，連續(xù)生產(chǎn)高純度制藥用水的工藝和設(shè)備。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的采用超濾作預(yù)處理，反滲透和電去離子為核心，荷電微孔濾膜作終端處理，原水經(jīng)過這四個主要步驟，生產(chǎn)高純度制藥用水。
1、超濾預(yù)處理采用切割分子量為5萬～7萬的超濾，可截留原水中的微粒、膠體、細(xì)菌等雜質(zhì)，使原水的污染指數(shù)降至3以下。
如果原水濁度較高，可在超濾前設(shè)置砂濾器或其它相應(yīng)的粗濾器，降低原水濁度，減輕超濾的負(fù)擔(dān)。
如果原水硬度較高，可在超濾后設(shè)置離子交換樹脂軟水器，降低原水硬度，防止在其后連接的反滲透膜膜面結(jié)垢。
2、反滲透初級脫鹽采用高性能的超薄復(fù)合反滲透膜對超濾預(yù)處理的水進行初級脫鹽，系統(tǒng)脫鹽率可達(dá)96％～99％，水利用率達(dá)50％～75％。反滲透可以去除水中的細(xì)菌、病毒、細(xì)菌內(nèi)毒素、大部分可溶性鹽類及分子量在200以上的有機物。一般情況采用一級反滲透，如果原水含鹽量較高，可采用二級反滲透。
由于反滲透膜對水中的氯敏感，在反滲透前，增加活性炭吸附濾器或一種高純度銅鋅合金濾料KDF(kinetic degradationfluxion)等，將水中的氯含量降至0.1mg/L以下。
3、電去離子深度脫鹽該組件采用電去離子(EDI)技術(shù)，使水中殘留的陰、陽離子通過離子交換以及直流電場作用下的離子定向遷移等過程排出系統(tǒng)，而使水的純度得以進一步提高，根據(jù)需要可使制得的純水電導(dǎo)率達(dá)到0.5μs/cm至0.06μs/cm，實現(xiàn)深度脫鹽的目的。
陰離子交換樹脂表面帶有正電荷，容易吸附帶負(fù)電荷的細(xì)菌，樹脂—水界面發(fā)生的水解離反應(yīng)，生成OH-、H+，局部pH值變化，干擾和抑制微生物代謝過程，不利于細(xì)菌的生長，有利于降低細(xì)菌內(nèi)毒素污染。
4、荷電微孔濾膜終端處理荷電微孔濾膜表面帶有較強的正電荷，細(xì)菌和細(xì)菌內(nèi)毒素帶有負(fù)電荷，當(dāng)含微量細(xì)菌和細(xì)菌內(nèi)毒素的水通過荷電微孔濾膜過濾時，這些雜質(zhì)就會被吸附到荷電膜表面。荷電微孔膜濾孔徑可控制在1.6mm以下。由于荷電微孔濾膜對負(fù)電性雜質(zhì)的吸附能力很強，因此，已經(jīng)吸附到膜面的細(xì)菌和細(xì)菌內(nèi)毒素不會脫落。用荷電微孔濾膜作本發(fā)明的終端處理，能有效除去系統(tǒng)中存在的微量細(xì)菌和細(xì)菌內(nèi)毒素，對保證產(chǎn)水的質(zhì)量起到十分重要的作用。經(jīng)過以上的處理，水中的細(xì)菌內(nèi)毒素等被更有效地濾除。
本發(fā)明可以產(chǎn)生如下效果超濾預(yù)處理和活性炭吸附濾器，可以保證后續(xù)反滲透膜的使用壽命，電去離子可制取高純水，保持長時間連續(xù)工作，而不需要停下來進行酸堿再生，解決了以往離子交換樹脂用化學(xué)再生帶來的麻煩和污染，電去離子技術(shù)適合于初級純水的深度脫鹽，將電去離子組件設(shè)置于反滲透膜組件之后，可以更有效地發(fā)揮它的功能。荷電微孔濾膜組件作終端處理，使產(chǎn)品水中的細(xì)菌內(nèi)毒素含量降至一個很低的水平，滿足不同的水質(zhì)要求。
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步描述。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的正視圖；圖4為本發(fā)明的俯視圖；圖5為本發(fā)明的后視圖。圖中1-超濾膜組件、2-活性炭吸附濾器、3-反滲透膜組件4-電去離子組件、5-荷電微孔濾膜組件、6-精密濾芯7-電壓顯示儀表、8-電流顯示儀表、9-調(diào)節(jié)開關(guān)10、11-時間繼電器、12、13-強制沖洗開關(guān)、14-電導(dǎo)儀15-進水壓力表、16-電源總開關(guān)、17-直流電源18、19-電磁閥、20-欠壓保護開關(guān)、21-高壓保護開關(guān)22-動力泵、23-電源插孔本發(fā)明的工藝流程見圖1，主要由超濾膜組件(1)、活性炭吸附濾器(2)、反滲透膜組件(3)、電去離子組件(4)、荷電微孔濾膜組件(5)、機殼及輔助器件組成。原水首先經(jīng)過超濾膜組件(1)做預(yù)處理，然后是活性炭吸附濾器(2)吸附原水中的余氯，再經(jīng)過反滲透膜組件(3)初級脫鹽和電去離子組件(4)深度脫鹽，最后經(jīng)荷電微孔濾膜組件(5)做終端處理，制取制藥用水及高純水。
本發(fā)明小型設(shè)備可采用上下結(jié)構(gòu)，大型設(shè)備可采用左右結(jié)構(gòu)。圖2為小型設(shè)備的一個實施例，分為上下兩層，上層為封閉式結(jié)構(gòu)，安裝有反滲透膜組件(3)，荷電微孔濾膜組件(5)和控制組件、顯示儀表，還有反滲透系統(tǒng)的動力泵(22)，電去離子的直流電源(17)等。下層為敞開結(jié)構(gòu)，安裝有超濾膜組件(1)、活性炭吸附濾器(2)、電去離子組件(4)，見圖5。
為了防止活性炭被水流沖到反滲透膜組件(3)中，在它們之間設(shè)置一個精密濾芯(6)，活性炭吸附濾器(2)和精密濾芯(6)要經(jīng)常更換，以保證設(shè)備正常運行。超濾膜組件(1)可根據(jù)水量大小進行選用，其出水量與反滲透膜組件進水量匹配。反滲透在本實施例中采用一級反滲透。電去離子組件的膜對數(shù)可根據(jù)水量而定，水量大，膜對數(shù)可以增多。電去離子組件(4)的段數(shù)可根據(jù)水質(zhì)的要求而定，水質(zhì)要求高，可適當(dāng)增加段數(shù)。荷電微孔膜可以用平板式濾器，也可以使用卷式濾器。
本裝置的面板設(shè)置有電壓顯示儀表(7)、電流顯示儀表(8)、直流電源(17)的調(diào)節(jié)開關(guān)(9)、控制超濾及反滲透自動沖洗的時間繼電器(10、11)，以及它們的強制沖洗開關(guān)(12、13)、檢測產(chǎn)品水純度的電導(dǎo)儀(14)、原水進水壓力表(15)、總電源開關(guān)(16)，見圖3。
本裝置還安裝有電去離子直流電源(17)、欠壓保護開關(guān)(20)、高壓保護開關(guān)(21)，電源插孔(23)安裝在后部?？刂瞥瑸V和反滲透自動沖洗的電磁閥(18、19)可以對超濾膜組件與反滲透膜組件設(shè)置定時沖洗，沖洗時間視水質(zhì)情況而定。欠壓保護開關(guān)(20)和高壓保護開關(guān)(21)的作用是當(dāng)自來水壓力過低或停水時，系統(tǒng)會自動停止工作；當(dāng)水壓過高，超過預(yù)定值時，系統(tǒng)也會自動停止工作，見圖4。
本裝置可以長時間穩(wěn)定運行，整個工作過程為自動控制，可實現(xiàn)無人值守。小型設(shè)備產(chǎn)水量10L/h～50L/h，工業(yè)設(shè)備可達(dá)1噸/h。產(chǎn)品水中的細(xì)菌內(nèi)毒素含量低于0.1Eu/me，總有機率(TOC)小于100ng/L，高純水電導(dǎo)率可控制在0.5μs/cm至0.06μs/cm。
本裝置制取的制藥用水等高純水滿足醫(yī)藥及電子領(lǐng)域的工業(yè)用純水要求，可廣泛用于家庭、醫(yī)院等單位的制藥用水以及電子、能源、化工等領(lǐng)域高純水的要求，尤其適用于野戰(zhàn)機動醫(yī)院。
權(quán)利要求
1.一種制藥用水的生產(chǎn)工藝，其特征在于，原水依次經(jīng)過以下四個主要步驟得到制藥用水或高純水1)采用超濾膜組件作為預(yù)處理；2)采用反滲透膜組件對預(yù)處理的水進行初級脫鹽；3)采用電去離子組件實現(xiàn)深度脫鹽；4)采用荷電微孔濾膜組件作為終端處理。
2.一種制藥用水的制取設(shè)備，其特征在于，它主要包括超濾膜組件1、活性炭吸附濾器2、反滲透膜組件3、電去離子組件4、荷電微孔濾膜組件5、輔助器件及機殼，原水經(jīng)過超濾膜組件1做預(yù)處理，通過活性炭吸附濾器2吸附原水中的余氯，再經(jīng)過反滲透膜組件3初級脫鹽和電去離子組件4深度脫鹽，最后到荷電微孔濾膜組件5做終端處理，制取制藥用水及高純水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制藥用水的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述的超濾，其切割分子量為5萬～7萬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制藥用水的生產(chǎn)工藝及設(shè)備，其特征在于，在超濾前，設(shè)置砂濾器或其它相應(yīng)的粗濾器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制藥用水的生產(chǎn)工藝及設(shè)備，其特征在于，在超濾后，設(shè)置離子交換樹脂軟水器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制藥用水的生產(chǎn)工藝及設(shè)備，其特征在于，在反滲透前，增加活性炭吸附濾器或一種高純度銅鋅合金濾料。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制藥用水的生產(chǎn)設(shè)備，其特征在于，活性炭吸附濾器2和反滲透膜組件3之間設(shè)置濾芯6。
全文摘要
一種制藥用水的生產(chǎn)工藝及設(shè)備,集超濾、反滲透、電去離子、荷電微孔膜濾等技術(shù)為一體,使水處理過程更科學(xué)、有效。原水經(jīng)超濾預(yù)處理、反滲透初級脫鹽、電去離子深度脫鹽及荷電微孔濾膜終端處理,可有效去除水中各種雜質(zhì),生產(chǎn)制藥用水或高純水。整個過程自動控制,可長時間連續(xù)穩(wěn)定地運行。小型裝置出水量10L/h～50L/h,工業(yè)用裝置出水量1t/h以上,尤其適于醫(yī)藥領(lǐng)域的制藥用水及電子等領(lǐng)域高純水的需要。
文檔編號C02F9/00GK1253912SQ99111578
公開日2000年5月24日 申請日期1999年8月18日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月18日
發(fā)明者龔承元, 劉紅斌, 朱孟府, 蘇建勇 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生裝備研究所