纯化水制备工艺及控制技术解析

纯化水制备工艺及控制技术解析

郑永菊

海南先声药业有限公司 海南海口 570100

摘要：纯化水在各大制药厂和化工工厂被广泛地使用，对化工业和制药工厂的发展极其重要。纯化水的质量在一定程度上决定了制药工厂和化工工厂所产出的产品的质量。本文主要从纯化水常见的制备工艺方法出发，对现阶段实际的纯化水制备工艺流程控制技术进行了相关的阐述，最后是对纯化水制备流程的相关技术组合方案和分析，为纯化水制备工艺的选择和安装验收运行提供相关的参考工作，为纯化水的制备工艺提供一定的经验，避免纯化水在生产过程中出现相似的问题。

关键词：纯化水制备工艺；控制技术；解析

1、引言

纯化水是制药工厂中使用得最多的物质，纯化水通常用作原料或者配料，对其他物质具有极强的溶解作用，在使用纯化水的过程中，在吸收制药材料的同时，还能够吸附许多的化合物，具有极强的包容性和容纳性。纯化水的制备工艺方法主要包括树脂离子交换法、蒸馏冷凝法、电渗析法、电法去离子、反渗析法、超滤法等依然常见的工艺方法。纯化水作为使用最广的物质，不仅贯穿在制药过程的配液中，还包含制药工厂中相关设备的清洗，是使用量最大的媒介。纯化水水质的好坏直接影响了产品的质量，在现阶段纯化水制备流程逐渐完善的情况下，要不断将相关的设备进行优化，将纯化水的生产广泛投入到各个行业中。

2、纯化水的制备工艺方法

2.1、树脂离子交换法

纯化水传统的制备方法就是采用树脂离子交换法，该方法通过不断地的改变技术革新，在效率上有了质的提升。树脂离子交换法主要采用的原理是利用阴阳树脂离子去除金属离子的一种方法。这种方法投资小，使用起来也比较方便，大部分的工厂能够承担该技术所产生的费用。值得注意的是，树脂离子交换法需要用酸和碱进行定期的处理，在进行处理过后所产生的废液对环境有一定的危害，因而在进行排放时要注意必须符合相应的PH标准，等到废液显中性合格之后才能排放到环境中去，树脂离子交换法比较适合用于纯化水利用率不高的生产工厂。

2.2、蒸馏冷凝法

蒸馏冷凝法制备纯化水的原理主要是利用沸点不同进行制备。蒸馏冷凝水制备纯化水的原理主要步骤先是将原水通过加热，待到蒸发之后，然后再通过冷凝除去水中的离子，但是蒸馏冷凝法制备纯化水的成本高，耗能大，因而当前大部分工厂和化工厂极少使用蒸馏冷凝法制备纯化水。

2.3、电渗析法

纯化水的制备工艺还有一种常用的方法——电渗析法。电渗析法制备纯化水主要利用的原理主要是通过电渗膜片将原水进行分离和浓缩，然后再将金属离子从原水中去除的方法。电渗析法在制备过程中会排放大量的浓缩水，在制备过程中比较耗能，并且所生产出来的纯化水的使用效率低。其次，在进行制备的过程中，要注意对定期交换冲洗电极的阴阳极，因而这一方法不太适合用于工业生产，一般用于水的系统前处理工序上。

2.4、电法去离子

电法去离子制备纯化水的方法实际是树脂离子交换法和电渗析法两种技术的结合，主要是利用混合的树脂床和选择性的渗透膜及电机确保水处理工艺和树脂的再生不断。电法去离子制备纯化水的方法能够有效去除原水中的微量离子，所生产出来的纯化水的水质较高，纯化水中不存在上述制备方法中所残留的带有腐蚀性的酸和碱，不再需要化学方法就能够产生高质量并且无污染的水质。

2.5、反渗析法

反渗析法和电渗析法在原理上存在比较相近的地方，反渗析的方法主要是利用反渗析模，通过借助外界的压力，使原水中的水分子分离出来，从而达到一个物理过滤的作用，并且还能够达到除盐的目的。反渗析模可以有效除去水中的杂质，并且除盐的效率高达百分之九十八，在制备过程中也不需要使用任何的化学试剂，对纯化水的制备过程无污染，是一种极其环保科学节能的纯化水制备方法，能够采用此方法大量应用于实际的生产中。

2.6、超滤法

纯化水超滤法的制备工艺与上述几种工艺方法一样，存在较大的相似性，主要是利用膜技术将原水中的有机体、细菌、病毒采用机械过滤的方法进行过滤。超滤法中的过滤膜孔径通常在0.1-0.01nm之间。超滤法的主要起作用的是机械分离，在利用超滤法制备纯化水的过程中通常采取切向相对运动的技术来完成过滤的作用，这一流程不仅降低了过滤膜的失效速度，还有利于在后期地清洗，符合我国对于工业生产过程中操作的原则，满足了可持续性要求的发展。

3、纯化水制备工艺流程控制技术的选择

3.1、纯化水工艺流程的相关技术

纯化水的制备流程主要由四个阶段组成，主要包括纯化水的预处理、一级除盐和二级除盐、终端过滤等四个部分，为了能够使相关的工作人员能够从本文参考一定的纯化水制备的价值，下面将逐一对四个阶段的相关目的和原理进行详细的阐述。

3.1.1、预处理

纯化水制备工艺中的预处理主要目的是为了能够通过混凝、沉淀、过滤和软化等相关的步骤，除去原水中大量的悬浮物、杂志和细菌等对纯化水有污染的物质，达到彻底除去原水中的有害物质的作用。纯化水在进行预处理的过程中所涉及到的处理装置有原水泵、多介质和活性炭以及过滤器、软化器等一系列的设备，每个设备在进行净化原水的过程中都起着至关重要的影响。

3.1.2、主处理

纯化水中的主处理为上文所提到的一级除盐和二级除盐。一级除盐主要是为了除去原水中的污染物，将其中的溶解的污染物利用相关的手段达到分离的作用。二级除盐在一级除盐的基础上可以对其中的重金属类污染物和难除的细菌、毒素进行二次处理，确保纯化水的进一步除盐作用。主处理在制备纯化水的制备过程中主要涉及到的处理装置有高压泵和保安过滤器、RO壳体和元件，除此之外，还有EDI装置、纯化水箱等。

3.1.3、终端过滤

纯化水中的终端过滤在一级除盐和二级除盐的基础上，采用紧密精装的过滤器，利用过滤装置的中紧密设备将原水中的难以除去的细菌和杂质进行再次处理，将活性炭中流失的固体颗粒物进行完全的处理，确保终端过滤中的净化水能够通过一系列的净化得到质量最好的纯化水。终端过滤中涉及到的设备主要有纯水泵，臭氧发化器以及紫外线灭菌器。

3.1.4、纯化水制备工艺流程表

在制备纯化水的过程中，要注意结合工厂的实际需求制备工艺流程表，根据纯化水的制备流程设计流程表。工艺流程表可以直接反映纯化水的相关制备流程，对制备流程中的相关设备也有准确的定位和解析。例如在纯化水在制备过程中的可遵循以下的流程。先向设备中加入原水，在进入原水加压泵，在多介质过滤器中过滤有害的杂质，然后再将原水引入活性炭装置器中进行一级除盐，处理之后进入软化器中，然后将其引入中间水箱中，再通过一系列的操作分配到系统中，最后再输送到相应的送水点。

3.2、纯化水制备流程的相关技术组合方案和分析

纯化水相关制备工艺流程已经将树脂离子交换法，电渗析法以及冷凝蒸馏法等工艺方法进行了淘汰。纯化水中的所涉及到的一级除盐和二级除盐应采用反渗析的制备方法，保证纯化水在制备处理后的质量能够优于其他工艺流程。该技术不用再添加相应的化学试剂，不会造成环境的污染，在保护环境的同时，还节约了大量的能源，是比较适用于工业流程的制备方法。在保证纯化水电阻率的条件下，预处理的流程设置有利于整体纯化水制备的正常运行，预处理能够降低纯化水的硬度，将原水中的硬水变为软水。反渗透法和电法去离子的技术能够延长反渗透膜的工作效率，所制备出的纯化水水质也更高。

4、结语

纯化水的制备工艺有多种方案，但是我国现阶段大量使用的制备工艺流程所采用的技术为反渗透法和电法去离子技术，这几种工艺制备方法与其他技术相比在一定程度上具有更强的实用性，不管是从纯化水的制备效率，还是纯化水所产出的质量，都具有一定的优越性能，但在具体的制备过程中，要结合企业工厂的实际生产情况将最佳的纯化水制备方案设计出来。

参考文献：

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