郑 琳 余洪秀
浙江金华康恩贝生物制药有限公司， 浙江 金华 321000
摘要：制药企业通过全膜法水处理技术替代原离子交换树脂脱盐技术，结合三膜分离技术，有效纯化脱除污染物、脱盐，提取出符合制药工业需要的高纯度水。由于水处理技术的进步，整个膜法已趋于成熟，具有不需酸碱再生、操作简单、排水水质稳定等诸多优点。除采用全膜水处理过程产生纯水外，该污水也可被用于环保工程。全膜水处理技术一种集 UF (超滤)、 EDI (连续电解)、 RO (反渗透)等多种先进技术于一身的综合性水处理工艺。该工艺能有效地去除水体中的污染物，改善水质，减少水环境污染。本文从生产实际纯水的有效操作数据出发，介绍了全膜法水处理技术在制药工业中的应用。实验证明，该工艺可提高纯水制备效率。
关键词：制药工艺；全膜法；水处理技术；运用分析
引言
随着社会的发展，制药工业的快速发展，对于药品原料配制纯净水的要求也在不断提高，任何一点杂质都可能影响药效。常规制药厂主要采用离子交换水制造工艺，不能满足医药行业的需要。此外，制药厂水质污染也很严重、纯水制备质量不高等问题十分明显，影响了制药行业的发展。为解决这一问题，制药厂新建多个全膜法水处理技术引入了全膜法水处理技术。采用这种先进的高纯水处理技术，大大降低了纯水制备过程中的酸碱排放和水污染，并改进了系统自动管理功能。
1 全膜法水处理技术工艺
（一）除盐系统
与传统软化用一级 RO脱盐系统相比，新工艺采用二级 RO脱盐工艺。其最大特点是高达99%的脱盐率。软处理过程不受水分变化的影响，在后期处理时可满足要求[1]。
（二）预处理系统
与传统的砂子、木炭过滤相比，活性炭的作用是吸附有机物质，在吸附过程中会产生细菌，造成水质污染，同时活性炭容易沉淀较小的碳粒，污染水处理工序的膜。炭素和 OF能有效地去除活性炭中的有机物。吸附剂的危害可以减少污染，改善水质。
（三）深脱盐系统
与传统的混合床脱盐相比，采用EDI法脱盐新工艺。它最大的特点是操作简便，药物用量少，脱盐效果好，水质高。常规的混床脱盐方法选择要消耗大量的再生剂，酸、碱含量大，容易造成污染。EDI系统深度脱盐要求控制 RO的水质，净水质达到EDI入口水标准，可长时间维持正常工作，从而提高出水水质。
2 全膜法水处理技术设计方案
（一）预处理双线作业设计
全膜法水处理技术，有效整合了作为水处理主体的“超滤-反渗透-EDI”三膜分离技术。前处理、预脱盐和精细脱盐模块可以有效地去除污染物，它有效地缓解了传统水处理技术的不足，满足了药品对水的要求，提高了水处理系统的整体性能，降低了纯水制备的成本，使膜工艺更加紧凑、可靠，制造出纯水更高效、高质量、低成本。设计了两条预处理线并行工作。即30m3/h和25m3/h超滤(UF)平行组同时预处理。两者既相对独立，又相互关联。通过预处理设计，确保至少有一组系统在处理过程中出现问题时仍能正常工作，不影响后续水处理过程。这种方法能有效地减少各种设备的轻水波动。该系统实现了砂滤、超滤、预处理水的反洗、空气清洗、超滤在线清洗、化学清洗[2]。
（二）反渗透系统的设计
主要选用一层、五层结构反渗透系统设计，其一级反渗透规格为40BW30-365、一个壳和五芯、5-3芯的结构，进水时加入的试剂是防垢剂(防垢)、亚硫酸氢钠(除残留氯)。RO规格包括25个BW30-400、1个壳体、5个核芯、3-2个组件，供水时将加入氢氧化钠(可调节 pH值)。二级反渗透主要用于中和酸碱，减少加碱的量。采用二级反渗透设计，可提高进水速度，减少污垢，改善脱盐效果。
（三）超滤系统设计
超滤系统的材料是一种具有聚偏氟乙烯(PVDF)双蒙皮中空纤维结构的外压超滤膜，具有优良的耐污性、易反洗、焊剂回收及分子量等特点。最后期限最大可达100,000道尔顿。这一系统采用气洗、在线自动化学清洗、低回收率、集中水循环等方法来延长清洗周期，延长清洗时间。超滤膜工艺设置30分钟，分别进行气-水双重清洗、水反洗、前向清洗，有效避免膜表面污染物残留，提高系统效率，延长清洗周期。超滤法比活性炭法能有效地改善制水质量。利用反冲洗、给药及其他处理技术来消除微生物污染，从而满足制药工业 GMP认证的要求。
（四）入口水温控制系统
要严格控制水温，以免水温变化太大而影响纯水水质。该方法在系统进水时，安装了板式换热器。用冷水和蒸气进行热交换。在夏季，用冷水冷却，用蒸汽冷却，整个系统的水温会一直保持在25℃左右。为避免外界水温变化对全膜法水处理技术纯水准备的影响。与此同时，在纯水制备过程中，反渗透生成的水受温度的影响较大，产生的水以合计3%-4%的比例降低。在一定的控制温度下，可大大提高反渗透水的稳定性。
（五）EDI
在EDI设计中，选定8个 GEMK-2模块，每个模块的输出水功率为2.75m3/h，以便日后扩大全膜法水处理技术的生产。为采用多个模块并行工作，各模块的取水量和出水量必须严格控制在同一水平。
3 全膜法水处理技术实际使用效果研究
（一）建设成本低
全膜水处理技术占地面积仅为臭氧活性炭水处理工艺33%~50%，面积相对较小，全膜基础设施建设成本较低。另外，膜法无需酸碱再生，不但简化了工艺，而且满足了环保要求。全膜法水处理技术采用进口离子交换树脂材料。物料采购流程复杂，需提前保管。另外，水处理是再生的关键。离子膜所用酸、碱、盐的质量要求很高，供货商需要附加管理和质量控制。用于再生的盐酸被污染后发生树脂中毒，严重影响纯水指标。新水站的EDI装置分为8个模块。即便其中一个模块出了故障，其他7个模块都不会受到影响，可以正常出水，不影响制药工业的供水。
（二）性能更加完备
全膜法水处理技术自动化程度很高，极大地提高了系统的运行安全性。主设备较低，可保证系统的连续运行，既可降低维护成本，又 可提高使用效率。在运行过程中，水的回收率高， EDI处理可循环使用，排水质量稳定。从最终产生水的抵抗性角度出发，新的全膜法水处理技术使用膜处理EDI产生水，而旧的全膜法水处理技术采用离子交换工艺产生[3]。从超滤后的SDI变化的观点出发，新的全膜法水处理技术超滤后的SDI值始终控制在3以内，旧的全膜法水处理技术控制在3以内，如果碳过滤器不能立即更换滤砂碳，则SDI值将变为>5，不满足反渗透流入的要求。在新建全膜法水处理技术采用超滤器，可以有效地防止活性炭过滤器的消毒，使反渗透水水质变高，使用寿命延长。
（三）方便后续维护
无需额外的前提条件，全膜水处理系统可方便地调试设备。这个过程相当简单。当排泥密度小于5.0时，可进行调试。生产线上用的酸、碱含量较少，从一次设备调试到获得合适的排水效果。
4 结束语
本文通过对膜水处理全过程的设计，对具体制药厂新全膜法水处理技术给水工艺的设计与实际操作进行了详细阐述，并对此作了详细阐述。全膜法水处理技术可有效降低纯水制备成本，减少环境污染，提高体系结构的稳定性和纯水配制质量。对比常规全膜法水处理技术水处理工艺的效果，可以有效地反映出全膜法水处理技术在医药行业发展中的重要作用，为制药业纯水的准备提出新的发展方向。
参考文献：
[1] 丁菲,李除夕,周颖,等. 基于“绿色设计”理念的中药制药膜分离工艺选择原则与方法[J]. 中草药,2019,50(8):1759-1767.
[2] 张羽. 化工制药工程中工艺优化方法探析[J]. 云南化工,2019,46(3):24-25.
[3] 潘林梅,李博,郭立玮,等. 基于膜及其集成过程的中药“绿色浓缩”技术研究进展、关键科学问题与对策[J]. 中草药,2019,50(8):1768-1775.