电去离子(EDI)膜法制纯化水的应用分析


blueski推荐 [2012-1-20]
出处:中国制药装备
作者:张勇 谭克非
 

(成都蓉生药业有限责任公司 工程技术部 四川成都 610041)
摘要:鉴于电去离子(EDI)技术在制药用水中的应用,结合实际应用中的实例分析,为同行在相关应用中提供借鉴。
关键词:电去离子(EDI); 制纯化水;应用分析
 
随着《药品生产质量管理规范》(2010年修订,卫生部令第79号)的实行,对制药用水的水质要求以及环保的要求也越来越高,传统的离子交换制纯化水方法已经有一定的局限性;二级反渗透(RO)、一级反渗透(RO)+电去离子(EDI)在制药企业中已大量应用,尤其是在制药用水要求最高的静脉注射药品生产行业,电去离子(EDI)技术已经成为提高纯化水水质的必备。
 
1   电去离子(EDI)膜法纯化系统介绍
 
电去离子(Electrodeionization,简称EDI)技术是将电渗析和离子交换相结合的一种新型膜法纯化分离技术,其主要特点:(1)离子交换树脂的再生方法,是用直流电对交换树脂进行连续再生,不需要使用酸碱等化学药品再生树脂,实现了清洁生产;(2)EDI设备在运行的同时就可自行再生(相当于获得了连续再生的离子交换柱),能实现连续深度脱盐;(3)在EDI使用寿命内,产水电导率低且稳定、制水成本低、占地面积小,而且日常管理方便可靠。
我公司采用的是Chirst公司专利卷式EDI(电去离子)技术平台上的纯化水处理装置(OSMOTRON),系统总产水量为10t/h。专利卷式EDI的特点:(1)低电压:直流电30~50V;(2)高效去弱电离子:不需加入NaOH就可高效去除SiO2等弱电离子;(3)模组化:EDI单元整体式设计,免维修、无泄漏,不会造成交叉污染。
原水经过预处理(石英砂过滤+活性炭吸附+阳离子交换)后,进入OSMOTRON纯化水设备(RO+EDI)后,首先进入一级反渗透膜系统(RO),以除去大部分离子、微生物和细菌,使水质达到约低于10μs/cm 的水平。再进入Christ专利技术的卷式电去离子(EDI) 膜纯化系统(型号:SEPTRON®SM3000),进一步去除残余离子,水的电导率降低并稳定在低于0.10μs/cm的水平,同时由于系统中微电离作用产生的低pH环境,进一步抑制系统中细菌的滋生,达到持续、稳定的低电导率、低细菌含量的高标准水质(如表1所示)要求:
表1 水质电导率
一级RO出水电导率(在线)
EDI出水电导率(在线)
≤10μs/cm(25℃)
≤0.10μs/cm(25℃),一般稳定在0.05-0.08μs/cm
 
2  应用实例及分析
 
2.1EDI电源(MUNK)故障维修实例及分析
故障现象:2009-6-29,EDI出水电导率偏高,达0.36μs/cm(日常在线监测值为0.10μs/cm以下)。
故障检查:(1)检测1#EDI单元电压为零。(2)检测1#EDI单元对应的1#MUNK电源(型号:E230 G100/25 WRG-TFMYCTI,OUTPUT100V/25A)电压亦为零。(3)检查发现1#MUNK电源开关柜断路器跳闸,且无法合闸。(4)检查确认1#MUNK电源短路。(5)因无MUNK电源更换,经测算,1#EDI单元及2#EDI、3#EDI单元的实际工作电流小于2#MUNK电源(型号:E400 G100/50 WRG-TFMYCTI,OUTPUT100V/50A)的最大输出。所以,将1#EDI单元并接到2#、3#EDI单元对应的2#MUNK电源。(6)MUNK电源开关柜断路器合闸,试机,EDI出水电导率恢复正常0.08μs/cm。
2.2 EDI单元寿命应用及分析
2.2.1故障现象:2010-11-6,EDI出水电导率偏高,达0.15μs/cm(日常在线监测值为0.10μs/cm以下)。
故障检查:(1)检查1#、2#、3#EDI单元工作电流均为10A,正常。(2)检测进水电导率6.5μs/cm,正常。(3)逐步升高EDI工作电压,使EDI工作电流逐渐增加至20A,检测EDI出水电导率无明显降低,仍为0.15μs/cm。(4)初步判断为个别EDI失效,遂逐一将EDI单元与系统脱开,并检测EDI出水电导率的变化;1#EDI单元脱开时,EDI出水电导率恢复正常0.09μs/cm,确认为1#EDI单元故障、失效。(5)更换同型号SEPTRON®SM3000型EDI,试机,EDI 出水电导率恢复正常0.08μs/cm。
2.2.2故障现象:2010-11-8,EDI出水电导率偏高,达0.40μs/cm(日常在线监测值为0.10μs/cm以下)
故障检查:(1)分别检查1#、2#、3#EDI单元工作电流,发现1#电流10A,正常,2#电流12.5A,偏高,3#电流7A,偏低。(2)检测进水电导率6.5μs/cm,正常。(3)逐步增加EDI工作电压至95V,检测EDI出水电导率无明显降低,仍为0.40μs/cm。(4)初步判断为3#EDI失效,遂将3#EDI单元与系统脱开,并检测EDI出水电导率恢复正常0.09μs/cm,确认为3#EDI单元故障、失效。(5)更换同型号SEPTRON®SM3000型EDI,试机,EDI 出水电导率恢复正常0.08μs/cm。
 
3    结束语
 
     通过电去离子(EDI)制纯化水技术在本企业的应用,一般存在一下问题,可以为大家应用EDI技术时提供借鉴:(1)EDI电源的日常维护中,开机前应每天检查、紧固电源组的接线端子,防止松动、虚接造成的电源烧毁。(2)为避免造成生产的中断,应提前准备EDI单元模组备件。由于EDI单元的技术资料中未对使用寿命进行说明,根据本企业的实际应用:运行约20h/d,每年停产3个月计,一般不超过5a。
 
参考文献:
[1] 美国DOW公司 Filmtec Membranes Technical Manual 1995
[2] 《中华人民共和国药典》2005版(二部) 化学工业出版社 2005年
 
 作者简介:张勇(1968—),男,工学学士,四川成都人,工程师,研究方向:制药设备管理