纯化水设备系统工艺介绍

净得瑞 2022.05.14 10:00 12

纯化水设备是用于满足各行业需求制取纯化水的设备,多用于药品、医疗器械、化妆品、食品、保健品等行业,制取纯化水的设备系统则主要由预处理系统、制备系统、分配系统三大部分构建。

一、预处理系统:原水罐、原水泵、多介质过滤器、软化器、活性炭过滤器、板式换热器、保安过滤器

自来水通过进水管道到达原水罐进入纯化水设备开启水处理之行,原水罐起到储存作用,即使当自来水瞬间断水,也能让系统的进水压力与水量保持稳定运行。同时原水罐还配有清洗喷淋球防止罐体上封头氯气腐蚀,并安有呼吸器防止虫鼠等异物进入原水罐。

原水罐中的水依靠原水泵提供的动力,达到原水通过预处理单元到达RO 单元前的压力、流量需求。到达RO单元前,原水会先经由预处理单元的多介质过滤器、软化器、活性炭过滤器的处理,去除原水中的不溶性杂质、可溶性杂质、有机物与微生物,使其主要水质参数达到后续纯化系统的进水要求。

多介质过滤器利用天然石英砂不同粒径大小组成3~5个过滤层,滤除原水中的细小颗粒、悬浮物、胶体等杂质。产水SDI值≤5。

软化器将原水通过钠型阳离子交换树脂,降低原水硬度,防止反渗透膜的表面结垢,影响反渗透膜的使用性能。双软化串联运行,交替再生。产水硬度≤3mg/L。

活性炭过滤器吸附原水中的有机物、氧化剂、色素、异味,保护RO膜不被氧化。产水余氯值≤0.05mg/L。

图一净得瑞预处理.jpg

图一 净得瑞水设备 (从左至右:多介质过滤器、软化器、活性炭过滤器)

在预处理单元,一般情况下原水进行预处理的时候会在系统前端经由板式板式换热器加热消毒处理,把循环的原水温度升到80℃进行巴氏消毒,有效防止预处理系统微生物滋生。原水经过多介质过滤器、软化器、活性炭过滤器后会流向保安过滤器再次处理。

保安过滤器通常设置在纯化水系统的预处理系统之后,在RO系统高压泵之前。保安过滤器属于机械过滤装置,水中的大粒径杂质不能通过孔径为5μm的PP滤芯,被截留在滤芯的表面。保安过滤器是纯化水系统中的组成部件之一,具有净化和保护的作用,相当于为水系统增加一道“安全防线”。在使用过程中,还应注意及时更换滤芯,确保系统产水更加稳定可靠。

二、制备系统:高压泵、RO、EDI

纯化水系统获得稳定、合格的产水水质,其关键技术之一是RO技术。原水经过预处理后得到的预处理水,需经过高压泵才能进入RO系统。在RO装置中,RO膜元件对水中的离子有选择透过性作用,而浓水侧和淡水侧存在压力差,必须借助外界压力才能克服渗透压差使得RO装置正常运作,并符合系统设计要求。因此,高压泵的作用就是提供反渗透所需要的动力,有助于实现溶剂与溶质的分离,是RO装置稳定可靠运行的保证。

一级RO高压泵和二级RO高压泵均采用高能效的离心水泵,泵体过流材质一般为304不锈钢,泵出口采用高压保护。高压泵采用变频控制,具有动力强劲、传动平稳、恒压供水的特点,为后续RO系统稳定出水提供支持。若纯化水设备给水压力过低,可检查高压泵入口处压力情况,检查泵体是否出现漏水、漏气现象,检查精密过滤器滤芯是否发生污堵等等,逐一排查,及时改进,确保纯化水系统正常运行。总的来说,严选性能良好的高压泵,纯化水设备产水水质会更稳定、更可靠,同时有利于延长设备的使用寿命。

反渗透系统简称RO,其工作原理为不同粒径分子的混合物通过半透过性膜时,在压力的驱动下,由于半透过膜的选择透过性的特性从而实现溶质和溶液的分离。

在工艺选择上,纯化水设备采用RO工艺,搭配预处理装置配套使用,产水水质稳定可靠,在制药等行业的制水工程中显现不错的效果。如果用户对产水电导率要求更高,可在反渗透装置后安装EDI装置,实现深度除盐,进一步提高生产工艺用水的水准。

EDI是电去离子装置简称,在医药行业,纯化水设备配置合理的预处理系统和纯化系统来制备更“纯净”的纯化水,从而满足生产工艺过程中的用水需求。在系统设计时,EDI装置通常设在反渗透系统之后,对RO产水进行二次除盐。EDI技术利用电渗析与离子交换除盐技术结合的新型分离技术,可有效去除产水中微量离子,产水电导率可实现小于0.07μS/cm。

图二净得瑞REDI.jpg

图二 净得瑞纯化水设备

三、分配系统:纯化水罐、纯化水输送泵、紫外线杀菌器、臭氧杀菌器、双管板换热器

经RO及EDI处理过的水由管道流向纯化水罐,纯化水罐具有贮存的作用,提供一个恒压环境确保系统能够稳定供水。在储存及分配系统中,储罐要求采取有效措施来抑制微生物的生长,防止系统内形成难以去除的生物膜,减少对设备的腐蚀,同时,储罐需要密封,内外表面应光滑,方便使用化学品对储罐进行清洗和消毒。

纯化水罐中的水通过纯化水输送泵向外输出,纯化水输送泵受变频恒流控制,回水流速控制1~1.5m/s,防止微生物滋生。纯化水罐中高液位自动开启供水泵,低液位关闭供水泵停机保护。

在整个分配系统中为保障用水水质,会选择配有紫外线杀菌器、臭氧杀菌器、双管板换热器。

图三净得瑞紫外线杀菌器.jpg

图三 净得瑞纯化水设备

紫外线通过减慢水系统中新的菌落生长速度而影响生物膜的生长,但这只对浮游的微生物部分有效,不能消除已经形成的生物膜。单用紫外线并非一种有效的消毒方法,通常需要与常规的热水或者化学消毒方式联合使用,提高杀菌效果,同时延长消毒的间隔时间。紫外线杀菌器通常安装在纯化水储存与分配管网回路,并与巴氏消毒等消毒方式组合使用,以防止系统中微生物指标的过快增长。

臭氧杀菌器一般用于纯化水储存与分配系统,定期进行臭氧消毒,有效控制微生物在内控标准范围内。臭氧能有效控制微生物,它是一种强氧化剂,与有机体发生化学反应并杀灭微生物,分配系统臭氧消毒最低点的臭氧浓度大于0.2mg/L,可有效去除微生物膜。

分配系统采用双板管结构,防止交叉污染。纯化水通过双管板换热器管程,蒸汽通过双管板换热器壳程,把循环的纯化水温度升到80℃进行巴氏消毒,循环保温1小时有效杀死不耐热性的所有微生物。

通过以上纯化水设备系统工艺相关知识学习可快速帮助我们了解纯化水设备,以便为更好的选型使用提供参考。


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