純化水制取系統(tǒng)終端處理設備選擇對比

藥用工藝用水主要分為飲用水、純化水和注射用水3類，其中純化水是經(jīng)原水預處理、一級反滲透、二級反滲透(也可以是混床、EDI或電滲析)制備而成。制取純化水的終端處理設備種類較多，其成本、產水質量、操作、維護、成本各不相同。

運行對比：
混床
混床在有效的交換周期內，出水水質穩(wěn)定，其電阻率可達l4 MQ，一旦到達失效終點，則電導率會急劇上升，出水水質也隨之不穩(wěn)定。由于其交換周期受到操作工的操作水平、再生劑質量、預處理水質以及樹脂本身的質量等因素的影響，因而存在有效周期時間長短不確定的因素。所以，在(反滲透+混床)的系統(tǒng)中至少存在兩個混床，一用一備，以減小混床突然失效而帶來的風險。
二級反滲透
二級反滲透是利用反滲透膜的半透性和微孔性來去除水中的雜質，從而使水得到凈化的設備。但由于受到半透膜膜孔直徑的影響，對于水中化合價低(一、二價)的鹽類離子去除效果較差，并因此影響產水的最終電導率。為了提高二級反滲透的出水電導率，除需在預處理中增加陽離子交換柱來去除水中的硬度，同時在一級反滲透的出水還必須增加脫氣塔來去除水中的游離性二氧化碳。同時，我們也調查了本公司藥物研究所和液體二號樓純化水制各系統(tǒng)的運行，其終端處理采用二級反滲透，自運行來，通過對前級系統(tǒng)進行加強監(jiān)督、管理，二級反滲透出水水質一直穩(wěn)定，其出水電導率正?？刂圃?．7／~s／cm左右。
EDI
EDI又稱連續(xù)電除鹽(EDI，Electro deionization)，其是利用混和離子交換樹脂吸附水中的陰陽離子，同時這些被吸附的離子又在直流電壓的作用下，分別透過陰陽離子交換膜而被除

去。其也是將兩種已經(jīng)成熟的水凈化技術(電滲析和離子交換)相結合，溶解的鹽在低能耗的條件下被去除，在運行過程中不需要化學再生，并且出水電阻率較混床出水還要高，叮達l0～18．2 MQ·cm，滿足國家電子級水I級標準。EDI對一級反滲透出水電導率沒有太高的要求，進水電導率在4～30~s／cm都能夠合格產水。可能需增加軟化裝置，去除水中的鈣、鎂離子。若電導率較高時只需調節(jié)運行電流的大小和加藥量(氯化鈉)的大小。EDI屬于環(huán)保型技術離子交換樹脂不需酸、堿化學再生，節(jié)約了大量酸、堿和清洗用水，大大降低了勞動強度。更重要的是無廢酸、廢堿液的排放，屬于非化學式的水處理系統(tǒng)，它無需酸、堿的貯存、處理及無廢水的排放。

 

操作對比
混床
混床再生時問比較長，再生中需耗用大量的RO水將混床沖洗合格，如液體一號樓再生一個混床正常情況需耗用10 t左右的RO水?；齑驳脑O備操作在純化水系統(tǒng)中是比較復雜的，從一開始的領用酸、堿到最后的再生結束最少需兩個班的多人配合，勞動強度較大，同時由于混床的交換有效周期的縮短會帶來混床的頻繁再生，進一步加大了再生時的勞動強度?；齑苍偕鷷r，其需與酸、堿進行接觸，對操作工來說是一種危險性的操作，而且再生時雖然操作工穿戴有勞動保護用品，但仍存在著一定的人身安全危險?；齑苍偕蟮氖褂糜行谂c操作工的經(jīng)驗、工作責任心及再生化學試劑的質量有著很大關系，由于其操作大部分靠經(jīng)驗操作，難免會出現(xiàn)混床再生后在備用期內就失效，不能使用的事情，這樣就有可能會影響正常生產。
二級反滲透
在實際使用中，二級反滲透操作相對于混床來說比較簡單，只需要啟動進料水泵(其他輔助設備與其聯(lián)動)，整個機組將正常運行，操作工只需根據(jù)出水電導率及pH值來調節(jié)氫氧化鈉量，以及巡查脫氣塔風機運轉是否正常和定期清洗過濾海綿。
EDI
由于EDI是由幾個產水量相同的模塊組成，根據(jù)實際純化水的使用量開啟或停止EDI模塊，手動操作比較頻繁，但操作比較簡單，只需開啟EDI進水閥門、極水閥門和濃水閥門，以及在打開電源的同時根據(jù)出水水質調節(jié)加藥量(氯化鈉)及電解電壓和電流的大小，對操作工的職責要求較高。

 

維護對比
混床
(1)日常維護。除正常的再生操作外，由于管道為ABS工程塑料，經(jīng)常需對“跑冒滴漏”進行處理，用ABS膠粘環(huán)境溫度高時需5～6 h，若溫度越低則凝固時間越長，容易影響生產；
(2)年維護。混床在正常使用情況下，每年加入2 kg陰樹脂和1 陽樹脂；每3年需更換1次交換樹脂，同時需對樹脂進行處理，約需2天的時間完成。
二級反滲透
(1)日常維護。由于管道主要為不銹鋼，“跑冒滴漏”的原因一般為卡箍漏水，修復只需幾分鐘，但通常反滲透兩端密封端口處極易產生滴漏現(xiàn)象，維修不易。另外，每月對所有的電器進行一次點檢，同時每天對膜組件進行一次反沖洗，并根據(jù)使用中膜的進水壓力、系統(tǒng)回收率、產水電導率等實際情況對膜進行化學清洗：
(2)年維護。每3年對反滲透膜進行更換，更換整個反滲透膜組，約需1天左右的時間。

EDI
(1)日常維護。由于EDI管道主要為不銹鋼，故其管道的滴漏現(xiàn)象與二級反滲透一樣多為卡箍漏水，維修比較簡單。由于EDI采用了大量的自動化控制系統(tǒng)，一旦自動化控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障檢修比較麻煩，但這種情況一般很少出現(xiàn)。另外，水質不合格則重新調試合格也需較長的時間。
(2)年維護。由于EDI樹脂交換膜的使用壽命只有3～5年，在到達使用年限以后就必須對除控制系統(tǒng)以外的所有EDI組件進行更換，約需l～2天完成。

 

成本對比：
混床
樹脂更換費用以2臺混床(一各一用)，3年更換陰陽樹脂一次費用為12 600元(732號陽樹脂35Okg，7l7號陰樹脂7oo kg)。統(tǒng)~t2007年混床? 共再生了121次，每次需鹽酸36瓶(2 500 ml／瓶)共4 356瓶計80 586元(18．5元／瓶計)，每次需氫氧化鈉80瓶(500 g／瓶)共9 680瓶計46464元(4．8元／瓶計)，則全年共131 250萬元。按每條線每年再生60次計費用需63 000元。全年運行電費：2．2 kW的混床泵1天運行18 h，則1年需7 516．1元。另外，每再生一次需耗費RO水約10t，全年每條線共耗水600 t，按照目前RO水的價格6元／t計，全年共計3 600兀。因接觸酸、堿等化學腐品，每年需為操作工準備大量的勞保用品，如耐酸、堿手套、呼吸過濾器、勞保服等物品。全年1條10 t／h的純化水制取系統(tǒng)混床的運行費用大概在8萬元左右。
二級反滲透
每3年更換反滲透膜1次，共12根(品牌：海德能)，按照現(xiàn)在市場價格需5 400×12=64 800元，則折算成1年需2．16萬元。全年運行電費15 kW的高壓泵1天運行18 h，則1年需5．124 6萬元，2．2 kW脫氣塔風機1天運行18 h，則1年需0．751 6萬元。全年1條1O t／h的純化水制取系統(tǒng)二級反滲透的運行費用大概在8萬元左右。要改為二級反滲透，則需在一級反滲透后面加上1套脫氣塔(去除二氧化碳)裝置，改造費用大概在30萬元左右。
EDI
EDI模塊每3～5年需更換1次，每塊按照現(xiàn)在市場價格為6．4萬元，則更換1次需6．4×3=19．2萬元，則折算成1年(按4年換1次計算)需4．8萬元。全年運行電費每個模塊每小時耗電量為3kw，每個模塊每天運行18 h，則1年需1．024 9萬元。全年1條l0 t／h的純化水制取系統(tǒng)EDI的運行費用大概在6萬元左右。改混床為EDI作為最終處理裝置，無需在預處理中作大的調整，但需在EDI前加軟化裝置，經(jīng)調研，混床改為EDI的改造費用大概在35萬元左右。

 

對策比較

優(yōu)缺點對比

項目對比	混床	二級反滲透	EDI
優(yōu)點	設備初期投入低，出水水質穩(wěn)定，預處理要求簡單，水的利用率較高。	水質較穩(wěn)定，全自動控制，無需酸堿再生，可連續(xù)運行，運行費用低，占地面積小，無污染。	水質穩(wěn)定，全自動 控制，無需酸堿再 生，可連續(xù)運行，運 行費用低，占地面 積小，無污染，水的利用率高。
缺點	閥門多、操作復雜，不能自動化，酸堿再生有危險性，廢水有污染，細菌易在床層中繁殖，ABS管道維修不便。	預處理要求較高，初期投資較大，水的利用率不高。	初期投資較大

綜合對比

項目對比	混床	二級反滲透	EDI
性能	★★	★	★★★
操作	★	★★★	★★
維護	★	★★	★★
運行費用	★	★★	★★★
改造費用	★	★	★★
環(huán)保	★	★★	★★★
綜合	一般	良	優(yōu)

 

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