两级反渗透在制药行业的应用现状分析

闫立成（新疆银朵兰维药股份有限公司 830000）

一、纯化水的制备方法

医药纯化水必须达到一定的水质指标，电导率不高于2μs/cm,重金属不高于0.3μg/ml,硝酸根不高于0.6μg/ml:

蒸馏法，可以根据蒸馏次数的不同和蒸馏器皿的不同加以分类，一般蒸馏水可以满足普通实验室的用水要求。但是这种方法难以排除二氧化碳的溶入，直接导致电导率达不到相关的水质标准，因此其应用范围难以进一步推广；

离子交换法主要包括了复床式和混床式两种制备方式，所谓复床式，连接方式是按照阳床-阴床-阳床-阴床-混合床，传统的制备多采用这种连接方式，有利于树脂再生；所谓混床式，这种方式去离子的效果比较理想，但是不能很好地解决再生问题。离子交换法可以得到大量的去离子水，但是在离子交换树脂失效后，需要添加一定的酸或者碱来创造还原反应的发生条件，因而会导致大量的酸碱废水，废水的处理费用较高，还会对环境造成一定的污染。

电渗析法，这种方法的优点在于能耗较低，可以被用来作为离子交换法的前处理步骤。该方法借助外加直流电场的帮助，利用阴阳离子交换膜的选择性，从而达到不同离子透过交换膜发生分离的目的，最终导致水纯化和水浓缩。电渗析法的应用比较广泛，产出的水的纯度基本可以满足现代制药用水要求，但是缺点在于不能有效去除水中有机物，而且脱盐率也不及反渗透法，装置庞大，组装和使用都要求较高。

二级反渗透法，是目前制药行业的“新宠”，其优点很多，既可以避免传统工艺导致的污染问题，也可以有效控制水处理成本。其作用原理主要是利用膜处理技术生产纯化水，而且纯化水也可以达到目前制药行业的相关标准的要求，而且增强了对原水水质变化的适应能力。

二、二级反渗透处理工艺和应用现状说明

二级反渗透处理工艺一般分为四个部分，分别是预处理、一级反渗透、二级反渗透和杀菌处理，最后就可以制得纯化水：

1.预处理

预处理装置处理的对象是原水，通过处理，将原水的浊度、SDI、余氯含量控制在反渗透装置对水质的要求指标内。反渗透装置主要依靠活性炭过滤器和多介质过滤器，充当过滤器介质的物质有很多，如石英砂等，都可以起到截留水中杂质、悬浮物，降低水的浊度等目的；活性炭过滤器的原理是利用活性炭的吸附作用，减少水中有机物和余氯，从而使得水质达到反渗透装置对水质的进水要求中。

超滤膜过滤与传统的石英砂充当过滤介质相比，处理精度有了大幅提升，极大地降低了水的浊度。但也正是因为处理精度较高，超滤膜容易受到污染，不容易恢复其过滤性。可反冲超滤装置可以很好地弥补超滤膜过滤的缺点，可以尽可能地恢复受到污染的超滤膜，为超滤装置的广泛应用奠定了坚实的基础。超滤膜过滤虽然投资较传统过滤方式多一些，但是处理效率大为提高，可以产生更加优质的水质，有效保护反渗透膜，使其少受污染，有助于反渗透设备的维护和运行。

2.一级反渗透

反渗透装置可以有效去除大部分的无机盐、微生物、有机物和细菌等。不同的水量需求的反渗透装置也有所不同，反渗透膜元件可以组装形成反渗透装置，反渗透膜元件是由多片反渗透膜组合而成。聚酞胺复合膜是目前制取医药纯化水最常用的反渗透膜，其是由三层材料复合而成，聚肽胺膜位于表面层，也是反渗透膜的核心层，大部门的细菌、无机盐、有机物都是被这一分离层分离的，聚矾微孔膜作为其中间层，具有高透水性，起到支撑聚肽胺膜的目的，无纺布是最底层，主要起到高度支撑的作用。酞胺复合膜元件的膜面积较大，对无机盐有很好的脱除效果，这类原件组成的反渗透装置脱盐率可以超过百分之九十八。

3.二级反渗透

一级反渗透有时候不能产出完全符合相关标准要求的水质，此时需要二级反渗透深入处理。反渗透膜不能去除二氧化碳，要想调节酸碱度，就必须在二级反渗透装置进水中添加氢氧化钠，通过酸碱反应二氧化碳会被碳酸氢根所替代，碳酸氢根就可以被反渗透膜除去，还可以有效降低出水电导率，达到终端用水的要求。

4.杀菌处理

最后一步是杀菌处理，进一步杀灭纯水中的微生物和细菌，一般采用的是紫外线杀菌器来完成杀菌工作，提供满足外供要求的纯水。

三、二级反渗透浓水分级回流技术

二级反渗透浓水分级回流技术中,将二级反渗透浓水一部分回流至一级反渗透进水,而将另一部分回流至二级反渗透进水,可以起到以下作用.

浓水一部分回流到二级反渗透进水，可以加大反渗透膜面流速，改善水流，减少膜面浓差极化,降低反渗透进水中盐分透过反渗透膜的速率,从而提高出水水质.

浓水一部分回流到二级反渗透进水，该回流优化了水流状态,据实际使用状况,它可有效增加膜的使用寿命.同时因该浓水pH值较高,回流后可以减少二级反渗透进水的加碱量,从而节省运行费用.

由于分级回流可以减少返回至原水箱部分的浓水,因此大大降低了高pH值的二级反渗透浓水对原水pH值的影响,为实现二级反渗透浓水的综合利用和回收创造了条件。

结论

二级反渗透工艺有效避免了传统工艺的环境污染问题，而且极大地提高了脱盐率，自动化程度也较高，再加上二级反渗透浓水分级回流技术的发展和应用，产水水质有了较大的提高，因而二级反渗透技术在制取医药纯化水领域必将大有发展前景。

[1]郭程程,母智勇.二级反渗透进水加碱处理技术的应用[J].电力科学与工程.2011(06).

[2]陈欢林,戴兴国,吴礼光.反渗透、纳滤膜技术脱除小分子有机物的研究进展[J].膜科学与技术.2009(03).