二级反渗透工艺制取医药纯化水

2005年9月第二届中国膜科学与技术报告会二级反渗透工艺制取医药纯化水羊仲明许学锋(浙江四通环境工程有限公司陈浩,浙江湖州,313000)摘要:介绍二级反渗透技术制取医药纯化水工艺,特别是二级反渗透浓水分级回流技术的应用状况.结果表明,二级反渗透浓水分级回流技术的应用,一方面提高了水的综合利用率;另一方面也明显改善了终端产水水质.关键词:反渗透;二级反渗透;分级回流;纯化水中图分类号:T0Q28.8文献标识码:B纯化水是指采用蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其它适宜方法制得的不含任何附加剂的供药用的水〔`〕.目前,制取纯化水的常用工艺为反渗透+混床、二级反渗透和反渗透+电除盐,它们由于其各自的特点,因而其应用范围各有不同.1医药用水质要求及水处理工艺医药纯化水对电导率、离子含量等有一定要求,主要水质指标如表1表1医药纯化水主要水质指标项目数值电导率(/声·cm)镇2硝酸根(/咫·L一`)簇0.06重金属(/咫·L一`)(0.3TC〔!/(陀·L一l)簇500为达到要求的纯化水水质,目前主要采用的水处理工艺为反渗透十混床法、二级反渗透法和反渗透+电除盐法,以下为三种工艺比较.表2三种水处理工艺比较保要求日趋严格条件下,其应用相对受到限制.在反渗透+电除盐工艺中,由于电除盐装置对进水水质要求极为严格,一级反渗透产水经常不能达到电除盐装置的进水水质标准,因而大多需采用二级反渗透产水作为电除盐装置的进水,这样使设备投资成本大幅升高,导致其应用也相对受到投资成本的限制.而二级反渗透工艺,以其设备投资成本适中,操作维护简单、环保等特点,使其应用比较广泛.2二级反渗透处理工艺本系统可分为预处理、一级反渗透、二级反渗透、杀菌处理4部分,简要工艺流程如下:原水、预处理*一级反渗透*二级反渗透一杀菌处理一纯化水2.1预处理预处理装置的主要作用是使外网原水经处理后,达到反渗透装置对进水水质的要求z[](见表3).表3反渗透装置主要进水水质指标项目数值工艺好好低低低反渗透+混床二级反渗透反渗透+电除盐产水水质合格合格合格投资成本低适中高运行成本操作维护复杂简单复杂环境保护较差浊度(/NTU)日〕1余氯(/mg·L一`)<1<4<0.1在反渗透十混床工艺中,虽然反渗透除去了进水中的极大部分离子,但混床再生仍需酸碱处理,因而处理过程中有废酸碱再生液排放,污染环境.在环反渗透装置的传统预处理为多介质过滤器和活性炭过滤器,主要利用过滤器内的介质如石英砂等截留进水中的悬浮物、胶体杂质,降低出水浊度;利用过滤器内装填的活性炭吸附进水中的余氯、有机物等,降低进水中的仪)l〕含量,从而使预处理产水作者简介:萃仲明(1967一),男,工程师,主要从事膜技术在水处理工程中的应用.膜科学与技术2005水质达到反渗透装置的进水要求.超滤膜过滤精度大大优于传统的石英砂过滤精度,因而使超滤装置具有产水浊度低等优点.但超滤膜具有过滤精度高的优点,也导致超滤膜易受到污染,过滤性能不易恢复的缺点,使其应用受到限制.目前,随着可反冲超滤装置的出现,使受污染的超滤膜性能易得到恢复,从而使超滤装置在反渗透装置的预处理中广泛应用成为可能.下表为2种预处理工艺比较.表42种预处理工艺比较设备投资占地面积型4<2<工艺产水浊度入TU大小传统过滤超滤<1<0.1较低较高超滤装置以其优良的产水水质,有效保护了后继反渗透膜的被污染速率;从而保证了反渗透设备的稳定运行,延长了反渗透设备使用寿命.2.2一级反渗透反渗透装置是本系统的核心部分,经反渗透装置处理的水,能去除绝大部分无机盐、有机物、微生物、细菌等.反渗透装置是根据不同的水量要求,由多支反渗透膜元件组装而成;反渗透膜元件又由多片反渗透膜组合而成.目前工业上常用的反渗透膜为聚酞胺复合膜,该类膜由三层材料复合而成「3〕,表面层为聚酞胺膜,表面孔径10urn左右,厚度约2000mn,该超薄分离层为反渗透膜的核心层,原水进水中的极大部分盐类、细菌、有机物等截留主要由该分离层完成;中间层为高透水性的聚矾微孔膜,其孔径为1500二左右,用于支撑表面薄膜;最底层为无纺布,它为整个膜片提供高支撑强度.酞胺复合膜元件,具有较大的膜面积,相对较大的产水通量,对NaCI、aCC卜、MgCb等盐类具有9%以上的脱除率;由该类元件组成的反渗透装置一般脱盐率达到98%以上.2.3二级反渗透当一级反渗透产水不能达到终端用水水质要求时,可用二级反渗透进一步处理.由于反渗透膜不能脱除溶于水中的二氧化碳,通常在二级反渗透装置进水中加人Na〔)H,用于调节进人pH值,使二氧化碳转化为碳酸氢根,被反渗透膜除去,降低终端出水电导率一般二级反渗透产水能达到表5要求.表5二级反渗透产水水质项目数值电导率(/岭·cm一l)毛2硝酸根(/雌·L一l)(0.06重金属(/滩·L一`)蕊0.3T(犯/