纯化水制备方式的比较
纯化水基础知识培训资料
纯化水培训资料一、纯化水及常见制备方法：纯化水为蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得供药用的水，不含任何附加剂。
性状:本品为无色的澄明液体；无臭，无味。
制备方法：1.蒸馏法，这是药厂过去常用的一种制备纯化水的方法。
其先把原水加热蒸发，再冷凝除去水中离子，以制备纯化水，由于这种方法耗能大逐渐不被采用。
2.离子交换法，主要有两种制备方式：采用阴、阳树脂交换水中离子使水质得到纯化的方法。
但是，当树脂交换饱和后需用大量酸碱去再生树脂使其恢复活力，所排放出来的废酸碱易污染环境。
3.电渗析法，它在外加直流电场作用下，利用阴阳离子交换膜分别选择性的允许阴阳离子透过，使一部分离子透过离子交换膜迁移到另一部分水中去，从而使一部分水纯化，另一部分水浓缩。
4.反渗透法，目前它是一种应用最广的脱盐技术。
并借助于外界施加的压力为动力，强制原水中的水分子透过对水分子有选择性透过的膜达到除盐的目的，使水得到纯化。
二、制备工艺：典型工业纯化水系统工艺流程如下：原水箱→原水泵→多介质过滤器→活性碳过滤器→软化器→反渗透系统→中间水箱→中间水泵→阴阳混合床→纯化水箱－纯水泵－紫外线杀菌器－微孔过滤器－用水点1、预处理:预处理主要是去除水中的有机物、悬浮物、胶体和余氯等，以确保RO能正常工作。
处理工艺采用多介质过滤、活性碳吸附、软化器，减少RO工作时产生垢物和藻类生长及微生物污染及氧化剂。
预处理系统包括：原水箱、原水泵、加药系统、多介质过滤、加药系统、活性碳过滤、全自动软化器。
1.1原水箱：原水首先流入原水箱。
原水箱对原水的供给起到缓冲作用，协调原水的供给量与原水泵的输入量。
当原水的供应量超过原水泵的输水量时，原水箱水满，通过原水箱的液位控制使用原水供给停止。
当原水供应量小于原水泵的输水量时，原水箱空，原水泵停止运行，起到保护原水泵的作用。
1.2原水泵：用于对原水加压，为预处理系统提供动力源，材质为不锈钢。
1.3多介质过滤器：本系统是对原水中悬浮物、颗粒物及胶体等物质进行去除，同时对原水中的浊度、色度起到降低作用，它可滤掉原水带来的颗粒、藻类等可见物。
纯化水制备工艺及控制技术的探讨
洗涤 用水 ：为 药厂洗 瓶 ，洗 塞 ，清 洗 工器具用 水 ；（ ４ ）能耗 ：指水 ， 电，蒸汽消 耗 ；（ ５ ）投 入成 本 ：指 一 一 次性 投 入设 备购买 费，
安装 调试费 。
■ １ ５ ４
科 学 进步
３ ． ２ 纯化水制备的合理模块化组合流程 随着膜技术的广泛应用和近十年来Ｅ ＤＩ 技术在纯化水制备工艺上 的应 用， 一种不用化学试剂再生， 不污染环境， 运行成本低 的纯化水 制备流程逐 渐被越来越 多的制药生产企业所采用 。 （ １ ） 流程 Ｉ是 目前众多药厂所采用的一种制 备纯化水 的工艺流程。采用 膜分离技术 ， 降低 日常运行费用， 延长 了混床树脂 的使 用周期， 减少 了再 生 时酸碱的用量 ， 又保证了纯化水出水 的品质。 （ ２ ） 流程 Ⅱ在有些企业里 已经采用 使用Ｅ ＤＩ 电去离子技术和装备后， 日 常制水运行费用更低， 产水量更多， 无需使用化学试剂 （ 酸、 碱） 对环境不产 生污染， 是既节 能又环保的一种 纯化水制备流程。 这种模块化流程 值得推广
表２ 所示。
反渗透法在制取纯水过程中，是以压力作为动力，使纯水透过反渗透 膜， 后将其收集而制得 ， 因而在整个制水过程 中， 不发生相变 ， 且无酸碱废液 处理。 所以， 反渗 透 膜 法 以其 节 能 、 环保 等 特 点 ， 成 为 目前 制 取 医药 纯 化 水 的 主要方法 。反渗透 工艺的操作简单 ， 除盐效率高， 使用在制药用水系统中还 具有较高的除热原能力 ， 而且也比较经济。 （ １ ） 反渗透膜 的分离处理过程 反渗透膜的孔径大多≤１ ｒ ａ ｎ ，其分离对象是溶液 中的处于离子状态和
１ ． ２反渗 透 法
相对分子质量为几百左右的有机物 。反渗透膜是一种只允许水通过而不允 许 溶质 透 过 的 半 通透 膜 。 （ ２ ） 反 渗 透 装置 及 组 合 形式 螺旋卷式反渗透 组件 ； 螺旋卷式反渗透装置膜 的组合方式 ， 是在两层反 渗透膜 的中间夹一层 出水导网， 再密封。 即将成对的膜环绕着 一个 中心管收 集渗透液体。中空纤维式反渗透组件； 中空纤维通常用 内径４ ２ ￣ ５ ０ 、 外径约 ８ ４ － ＇ ９ ０ 的 芳香 聚 酰 胺 材料 的膜 组成 ｕ形 的管 束 。 （ ３ ） 反渗透在制水系统 中的应用 反渗透系统在制药用水系统中应用越来越多， 越来越广泛 。目前， 在一 些新建或扩建的制药工程项 目中，采用反渗透 方法作为纯化水制备 中除盐 的首 选 方案 。 ２几种常用纯化水制备方式的 比较 几种常用纯化水制备方式 的比较见表１ 。 ３制药工业纯化水制备流程的组合方案 ３ ． １常 用 的纯 化 水 制 备 方案 常有四种流程方案在制药工业中被广泛地采用， 分别是二级Ｒｏ、 （ 一级 ＲＯ＋ Ｅ ＤＩ ） 、 （ 二级ＲＯ＋ Ｅ ＤＩ ） 与（ 二级ＲＯ＋ 混床） 流程方案 ， 它们之 间的比较 如
纯化水制备的概要
纯化水制备的概要1制药纯化水的工艺要求药品生产离不开水，在药品生产过程中所需水的水质与生产品种、生产工序等都有直接的关系。
在原料药生产中，根据工艺要求各工序采用相应的工艺用水，如经预处理的饮用水、深井水等；在原料药精制阶段以及药物制剂生产阶段，纯化水、注射用水在生产过程中根据工艺要求单独或组合使用。
此外，纯化水可用于大多数无热原要求的吸入剂和眼科用药的配制，也可用于化妆品、口服制剂的生产。
纯化水作为一种工艺用水在制药工业生产中被广泛地应用，从洗瓶、洗塞到配液工序，从清洗工器具到整台设备的清洗，处处少不了使用纯化水。
纯化水是制药生产中使用最广与用量最大的原料，其水质的好坏将直接影响到药品的内在质量。
纯蒸汽发生器、蒸馏水机也都把纯化水作为原水使用。
纯化水的制备方法也从单纯的离子交换法或蒸馏冷凝法发展到使用电渗析膜片制备纯化水，纯化水制备的流程正日趋完善，设备逐渐标准化，目前用反渗透技术制备的纯化水也被广泛地采用在各行业中。
中国药典（2005版）规定：注射用水必须以纯化水为原料水，并明确了纯化水的概念，即纯化水为通过蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得的供药用水，不含任何附加剂。
中国药典对纯化水的细菌、霉菌和酵母菌总数有明确的规定：每1ml不得超过100个。
而欧洲药典在纯化水和注射用水的专论中规定了细菌内毒素限度指标，但我国药典到目前尚未对此指标加以控制。
2自然界水源的特性2.1自然界水源的杂质自然界水的存在可分为地下水和地表水等形式，由于其存在方式的不同，因此含有的杂质也不尽相同，其中包括：(1)悬浮物：颗粒在10－4mm以上，主要是泥沙、粘土、动植物及其遗骸、微生物、有机物等。
(2)胶体：颗粒在10－5mm－10－4mm之间，主要是硅酸及铁、铝化合物及一些高分子化合物等。
(3)溶解物：颗粒在10－6mm以下，以分子或离子状态存在，溶解物又可分为：1)盐类(又称矿物质)，均以电离状态存在于水中，主要的阳离子是Ca2+、Mg2+、Na+、K+,，还有Fe2+、Mn2+等，主要的阴离子是HCO3－、Cl－、SO42-，还有CO32-、NO3－、HSiO3－、PO43-等；2)气体，主要是氧气和二氧化碳；天然水中氧的含量一般在5－10mg/L，污染严重的水中含氧量较低，地下水含氧量比地表水低，深层地下水含氧量几乎为零。
纯化水制备工艺流程
纯化水制备工艺流程纯化水制备工艺流程是一项非常重要的技术，用于去除水中的杂质和有害物质，以获得纯净的水。
以下是一种常见的纯化水制备工艺流程。
首先，我们需要准备原水。
原水可以是自来水、地下水或其他来源的水。
在准备原水时，需要考虑水质的特点和所需的水质标准。
第二步是预处理。
预处理的目的是去除原水中的悬浮固体、沉淀物和大部分的有机物。
预处理通常包括过滤和沉淀。
过滤通常使用沙滤器或活性炭滤器来去除悬浮固体和有机物，沉淀则通过沉淀池来去除颗粒状物质。
第三步是软化处理。
软化处理的主要目的是降低水中的硬度。
硬度通常是由钙和镁离子引起的，它们会在水中形成水垢。
软化处理可以使用离子交换树脂或化学物质（如磷酸盐）来去除水中的钙和镁离子。
第四步是反渗透处理。
反渗透是一种通过半透膜去除水中的溶解有机物、无机物和微生物的方法。
反渗透膜通常由聚酯、聚醚和聚酰胺等材料制成。
在反渗透过程中，水被推动通过半透膜，而溶解物和微生物则被滞留在膜上。
第五步是高级氧化处理。
高级氧化是一种利用氧化剂（如臭氧、氢氧化氢或过盈酸）来去除水中有机物和微生物的方法。
高级氧化能够有效地分解水中的有机物，使其转化为无害的物质。
最后一步是消毒处理。
消毒是一种在水中杀灭或去除病原体和微生物的方法。
常用的消毒剂有臭氧、次氯酸钠和紫外线。
消毒能够有效地杀灭水中的微生物，保证水的卫生安全。
以上就是一种常见的纯化水制备工艺流程。
在实际应用中，可以根据需要对工艺流程进行调整和优化，以获得更好的纯化水质量。
纯化水
纯化水制备
• EDI-电法去离子 电法去离子
• • • 通过EDI的水可达到非常高的水 质 不锈钢外壳以及无垫片设计防 止了渗漏的可能性 水的产量由EDI膜柱数量决定
纯化水制备 EDI-电法去离子 电法去离子
什么是EDI? 什么是 EDI就是“电法去离子” 就是“ 就是 电法去离子” 通过电场力去除离子 Electro-De-Ionization 电法去离子(EDI)≠电渗析(Electrodialysis) (EDI)≠电渗析 电法去离子(EDI)≠电渗析(Electrodialysis)
纯化水制备
EDI-电法去离子 电法去离子
卷式设计的EDI 卷式设计的 • 低电压直流 低电压直流30~50伏，低能量 伏 损耗 • 可除去弱电离子如：二氧化碳， 可除去弱电离子如：二氧化碳， 二氧化硅而不需要加氢氧化钠 • 无垫片设计，不泄漏，免维护， 无垫片设计，不泄漏，免维护， 不会造成交叉污染 • 节水 板式设计的EDI 板式设计的 高电压（大于300伏） 高电压（大于 伏 高能量损耗 • 去除弱电离子的能力低，需要 去除弱电离子的能力低， 加氢氧化钠 • 有垫片，有交叉污染的可能性 有垫片， •
纯化水制备
常用源水处理方法： 混凝 向源水内添加化学药剂，使水中的胶体物质产生凝聚和絮凝。水体PH、温度 对混凝作用影响较大，混凝剂主要有硫酸铝、明矾、三氧化铁、硫酸亚铁等。 过滤 主要设备为砂过滤器，滤材为石英砂、无烟煤等，滤除水中悬浮物和细菌。 吸附 去除水中有机物、胶体物质、微生物和余氯等，一般材料为活性炭。
纯化水制备
• 浓水冲洗
纯水腔
• •
浓水形成一个循环系统，不断浓 缩并定期排放： 浓水循环监测： – 通过变频泵送系统控制循环 压力； – 浓水侧电导率； – 自动控制补充水量；
纯化水方法
水质纯化方法简介离子交换法离子交换法是以圆球形树脂(离子交换树脂)过滤原水，水中的离子会与固定在树脂上的离子交换。
常见的两种离子交换方法分别是硬水软化和去离子法。
硬水软化主要是用在反渗透(RO)处理之前，先将水质硬度降低的一种前处理程序。
软化机里面的球状树脂，以两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方式来软化水质。
离子交换树脂利用氢离子交换阳离子，而以氢氧根离子交换阴离子；以包含磺酸根的苯乙烯和二乙烯苯制成的阳离子交换树脂会以氢离子交换碰到的各种阳离子(例如Na+、Ca2+、Al3+)。
同样的，以包含季铵盐的苯乙烯制成的阴离子交换树脂会以氢氧根离子交换碰到的各种阴离子(如Cl-)。
从阳离子交换树脂释出的氢离子与从阴离子交换树脂释出的氢氧根离子相结合后生成纯水。
阴阳离子交换树脂可被分别包装在不同的离子交换床中，分成所谓的阴离子交换床和阳离子交换床。
也可以将阳离子交换树脂与阴离子交换树脂混在一起，置于同一个离子交换床中。
不论是那一种形式，当树脂与水中带电荷的杂质交换完树脂上的氢离子及(或)氢氧根离子，就必须进行“再生”。
再生的程序恰与纯化的程序相反，利用氢离子及氢氧根离子进行再生，交换附着在离子交换树脂上的杂质。
若将离子交换法与其他纯化水质方法(例如反渗透法、过滤法和活性碳吸附法)组合应用时，则离子交换法在整个纯化系统中，将扮演非常重要的一个部分。
离子交换法能有效的去除离子，却无法有效的去除大部分的有机物或微生物。
而微生物可附着在树脂上，并以树脂作为培养基，使得微生物可快速生长并产生热源。
因此，需配合其他的纯化方法设计使用。
活性碳吸附法有机物可能是阳离子、阴离子或非离子性的物质，离子交换树脂可去除原水中一些可溶性的有机酸和有机碱(阴离子和阳离子)，但有些非离子性的有机物却会被树脂包覆，这过程称为树脂的“污染阻塞”现象，不但会减少树脂的寿命，而且降低其交换能力。
为保护离子交换树脂，可将活性碳过滤器安装在离子交换树脂之前，以去除非离子性的有机物。
纯化水制备系统工艺流程
分系统
1、材质：AISI316L不锈钢； 2、管道坡度：5%； 3、阀门：3D要求，避免死角；
1、储罐分类：立式和卧式；优选立式。 2、储罐周转或循环周转：储罐容积与输送泵的流量比。 3、纯化水储存温度位置在18~20℃，超过25℃系统微生物容 易滋生。 4、呼吸器：定期灭菌和完整性测试 5、液位传感器：静压式、电容式（目前常用）、差压式 6、喷淋器：固定式和旋转式。 7、监测项目：回水TOC、回水电导率、回水流速 （≥0.9m/s）、回水温度、液位、储罐温度、回水压力 8、扬程泵：内表面316L不锈钢泵，Ra＜0.5um；自排尽功 能。
1、目的：脱盐，除去大量细菌、内毒素、胶体和有机大分 子。 2、RO膜：中空纤维式、卷式、板框式和管式。常用卷式。 3、RO膜材质：醋酸纤维膜和芳香聚酰胺类。 4、RO清洗：标准化后产水量下降10~15%，标准化后产水 水质下降10~15%，或者给水与浓水间的压降增加10~15%。 5、根据水质（结垢性质）选用清洗剂。 6、脱盐率＞95%； 7、监测：电导率（≤15us/cm）
浊度：1L水中含有1mgSiO2所构成的浊度为一个标准浊度单位。 SDI：水中颗粒、胶体和其他能阻塞各种水净化设备的物体含量。
4、处理：以3~10倍设计流速反冲洗30min。
换热器 （巴氏消
毒）
1、目的：通过树脂中Na+来交换钙、镁离子而降低水的硬 度，防止钙镁离子在RO膜表面结垢； 2、软化器出水硬度：＜1.5mg/L； 3、再生：NaCl，重新交换钙、镁离子。
4.1巴氏消毒80~85℃热水循环1h。
4.2 H2O2消毒浓度为0.15%，消毒1h。
5、反冲洗。
多介质过滤器 （机械过滤器）
活性炭过滤
余氯
纯化水制备实训报告总结
纯化水制备实训报告总结1.引言在实际生产或实验过程中，纯化水是一个非常重要的工业介质。
由于水质的要求越来越严格，我们需要通过各种纯化方法来制备高纯度的水。
本次纯化水制备实训旨在探究不同的水处理方法对水质的影响，为实际应用提供参考。
2.实验设备和材料•实验设备：–纯净水机–蒸馏水装置–离子交换树脂柱–活性炭吸附器–紫外线辐射器•实验材料：–自来水–蒸馏水–离子交换树脂–活性炭3.实验步骤3.1 自来水处理•将自来水通过纯净水机处理，去除其中的悬浮固体、溶解性有机物和细菌等杂质，得到初步净化的水。
3.2 蒸馏水制备•将初步净化的水倒入蒸馏水装置中，经过蒸发和冷凝的过程，去除其中的无机盐、金属离子和大部分有机物，得到更纯净的蒸馏水。
3.3 离子交换树脂处理•将蒸馏水通过离子交换树脂柱处理，树脂上的阴离子交换位和阳离子交换位能够去除水中的离子杂质，并使水中的电导率降低。
3.4 活性炭吸附处理•将离子交换处理的水通过活性炭吸附器处理，活性炭能够吸附水中的有机物质和大部分残留的氯气（Cl）等杂质，从而提高水的纯净度。
3.5 紫外线辐射处理•最后，将经过上述处理的水通过紫外线辐射器辐射，紫外线能够杀灭水中的细菌和病毒，确保水的卫生安全。
4.实验结果与讨论4.1 水质分析结果•经过不同纯化步骤处理后的水样，我们进行了一系列的水质分析。
结果表明，经过纯化处理后的水质明显优于原始自来水，其各项指标均达到了相关标准要求。
4.2 纯化水的应用•经过本次实训，我们制备的纯化水可以广泛应用于实验室、医疗机构、电子工业等领域，满足各种高要求的水质需求。
4.3 实验中的问题和改进•在实验过程中，我们遇到了一些问题，如纯化效果不理想、设备操作不方便等。
在今后的实验中，我们可以优化处理工艺和设备，进一步提高水质的纯净度和稳定性。
4.4 实验的局限性和展望•本次实训只涉及了纯化水的常用处理手段，还有一些新兴的水处理技术可以进一步研究和应用。
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纯化水制备方式的比较
制药工业所用的纯化水又称去离子水(或脱盐水)，通常指的是采用离子树脂交换、蒸馏冷凝、电渗析、反渗透等方法，且以城市自来水或地表水为原水制备出来的，不含有任何添加物的一种工艺用水。
1几种纯化水制备方式简介
1.1树脂离子交换法
这是最早使用的至今依然被许多药厂所采用的一种方法。
其用阴、阳树脂交换水中离子使水质得到纯化的方法，投资少、使用方便。
但是，当交换树脂饱和后需用大量酸碱去再生树脂使其恢复活力，所排放出来的废酸碱易污染环境。
1.2蒸馏冷凝法
这是药厂过去常用的一种制备纯化水的方法。
其先把原水加热蒸发，再冷凝下来除去水中离子，以制备纯化水，由于这种方法耗能大逐渐不被采用。
1.3 电渗析法
目前这种使用电渗析膜片制取纯化水仍有一些企业在使用，单纯的电渗析法由于在制水过程中浓水排放量大，水源消耗多，从节能用水的角度，这种方法也越来越不被优先采用。
1.4 反渗透法（RO)
从上世纪80年代后半期开始逐渐此法在制药工业中被推广开来。
其利用半透膜（反渗透膜），并借助于外界施加的压力为动力，强制原水中的水分子透过对水分子有选择性透过的膜达到除盐的目的，使水得到纯化。
这种方法操作方便，出水量大，无污染，近年来已被广泛地使用。
2几种常用纯化水制备方式的比较
几种常用纯化水制备方式的比较见表1。
3 反渗透法（RO）与蒸馏冷凝法制备纯化水的流程的比较
为了比较反渗透法（RO）与蒸馏冷凝法二种流程制制备纯化水质量的优劣，我们取样本数为50批次(数据来源于上海市某制药厂纯化水站批报记录)，用数理分析中t值计算进行比较。
其中：表2为塔式蒸馏水机一次蒸汽冷凝水作纯化水(50批)电阻率数据表，表3为(二级反渗透RO＋混床)制备纯化水(50批)电阻率数据表。
以此二表作为t值计算的原始数据，各取50批数数(即n1=n2=50)。
3.1以t值的差异来检验纯化水水质的优劣 t值的计算：
查t值表，取α＝0.5；
（n1＋n2－2）=（50＋50－2）=98
ｔ临界：（n1＋n2－2，0.05）=（98，0.05）
ｔ临界=1.980
t计算>t临界(29.92>1.980)，差异显著。
说明用采用(二级反渗透RO＋混床)制备的
纯化水优于蒸馏冷凝法制得的纯化水。
（二级反渗透RO＋混床）制得的纯化水无
机离子含量化验结果达到PPb级（见表4），同
时，用（二级反渗透RO＋混床）制备的纯化水
在出水点取样送检化验，按中国药典注射用水化
学项目全项检验全部合格。
从上述分析可知：采用（二级反渗透RO＋
混床）流程制备的纯化水质量优良，完全可以作
为药厂工艺用水使用。
反渗透法制备纯化水工艺
流程可以推广应用。
3.2比较的结论
从上纯化水制备方法简介和流程的比较可得到结论：
(1)这几种制纯化水流程经过多年使用和总结改进已经基本排除了用离子交换、单纯电渗析与一次蒸馏冷凝法制备工艺用纯化水。
（2）一种既节水又节能，出水水质优良的制备纯化水的工艺流程已被广泛地在各个制药企业中得到应用，这就是用反渗透法制备纯化水（二级RO，二级RO＋混床）或者（一级RO＋EDI）的制水流程。