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应用领域成为智能加药装置全面解决方案一流企业

食品饮料行业领域用水

一、行业概述

    食品饮料行业为民族的良心产业,随着全球 污染的加剧和人们对健康的追求,对食品、饮料行业也提出了更加严格的要求。普通的市政自来水或地下深井水已很难满足人们的需要。国家现在对食品饮料行业的 管理也逐渐形成了从企业的设立、生产过程、成品检验等全面管制的体系。现对众多食品及所有饮料行业实施食品卫生安全许可证制度(QS认证),规定所用工艺 水及成品水均需要用净化后的水,通常是纯水。

 

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二、行业应用

    1.纯净水、矿泉水、乳制品、酿酒、果汁、软饮料等饮料行业制备工艺生产用水。

    2.面包、蛋糕、饼干、罐头等食品行业生产工艺用水。

    3.方便面、火腿肠等旅游休闲食品的加工生产用水。

    4.食品饮料加工过程中的冲洗用水。

 

三、纯净水工艺:

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    水厂配套设备

    1)风淋室

    风淋室是人员进入洁净室无尘车间所必备的净化设备,通用性强,可与所有的洁净室和洁净厂房配套使用,工作人员进入车间时,必须通过此设备,用强劲洁净的空气,由可旋转喷嘴从各个方向喷射至人身上,有效而迅速清除去附着在衣服上的灰尘、头发、发屑等杂物,它可以减少人进出洁净室所带来的污染问题。风淋室的两道门电子互锁,可以兼起气闸室的作用,阻止外界污染和未被净化的空气进入洁净区域。杜绝工作人员将头发,灰尘、细菌带入车间,达到工作场地严格的无尘净化标准,生产出高质量的产品。

    2)空气净化器

    空气净化器又称“空气清洁器”、空气清新机,是指能够吸附、分解或转化各种空气污染物(一般包括粉尘、花粉、异味、甲醛之类的装修污染、细菌、过敏原等),有效提高空气清洁度的产品,目前以清除室内空气污染的家用和商用空气净化器为主。

    3)矿泉水工艺

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    矿泉水是从地下深处自然涌出的或经人工揭露的、未受污染的地下矿水;含有一定量的矿物盐、微量元素或二氧化碳气体;在通常情况下,其化学成分、流量、水温等动态在天然波动范围内的相对稳定。矿泉水是在地层深部循环形成的,含有国家标准规定的矿物质及限定指标。根据身体 状况及地区饮用水的差异,选择合适的矿泉水饮用,可以起到补充矿物质,特别是微量元素的作用。盛夏季节饮用矿泉水补充因出汗流失的矿物质,是有效手段。

    国家标准中规定的九项界限指标包括锂、锶、锌、硒、溴化物、碘化物、偏硅酸、游离二氧化碳和溶解性总固体,矿泉水中必须有一项或一项以上达到界限指标的要求,其要求含量分别为(单位:mg/L):锂、锌、碘化物均≥0.2,硒≥0.01,溴化物≥1.0,偏硅酸≥25,游离二氧化碳≥250和溶解性总固体≥1000。市场上大部分矿泉水属于锶(Sr)型和偏硅酸型。

 

四、食品饮料用水行业标准

    食品饮料行业用水通常需要用到预处理净水或纯净水,电导率通常在10uS/cm以下,符合GB 17324-2003瓶(桶)装饮用纯净水卫生标准 。

    常州莱晟生产的纯化水设备完全满足GB5749-2006生活饮用水卫生标准、GB 17323-1998 瓶装饮用纯净水、GB 17324-2003瓶(桶)装饮用纯净水卫生标准。


电子行业用水领域


一、电子行业用水简介

    半导体、集成电路芯片及封装、液晶显示、高精度线路板、光电器件、各种电子器件、微电子工业、大规模、超大规模集成电路需用大量的纯水、高纯水、超纯水清洗半成品、成品。集成电路的集成度越高,线宽越窄,对水质的要求也越高。目前我国电子工业部把电子级水质技术分为五个行业等级,分别为18MΩ.cm、15MΩ.cm、10MΩ.cm、2MΩ.cm、0.5MΩ.cm,以区分不同水质。

 

二、应用范围

    1、电子、电力、电镀、照明电器、实验室、食品、造纸、日化、建材、造漆、蓄电池、化验、生物、制药、石油、化工、钢铁、玻璃等领域。

    2、化工工艺用水、化学药剂、化妆品等用纯水。

    3、单晶硅、半导体晶片切割制造、半导体芯片、半导体封装 、引线柜架、集成电路、液晶显示器、导电玻璃、显像管、线路板、光通信、电脑元件、电容器洁净产品及各种元器件等生产工艺用纯水。

 

三、工艺简介

    1、系统模块化设计,共分四部分:预处理系统、反渗透系统、EDI系统、终端供水系统。

    2、预处理系统主要用来去除原水中的悬浮物、浊度、色度、胶体以及部分有机物,保证产水符合反渗透系统的进水水质要求。

    3、反渗透系统主要用来去除原水中溶解性盐类物质、细菌、热源等,保证产水符合EDI系统进水水质要求。

    4、EDI系统主要用来对反渗透产水进行进一步脱除溶解性的小分子盐类物质,产水达到电阻率达到15MΩ.cm以上。

    5、终端供水系统主要是用来将合格水输送至用水点,输送过程中对EDI产生进行比较后的离子交换脱盐,使得产水达到电阻率达到18MΩ.cm以上。

    6、整个系统进行集中控制。 

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四、技术特色

    1、系统模块化设计,占地面积小,操作维护方便,安装方便快捷,整体美观。

    2、整套系统实现全自动化运行,并且手动与自动自由切换。

    3、设备产水水质稳定,运行连续稳定。

    4、系统工艺先进,无需化学药品再生,无危害性废液排放。

    5、系统节水率高,系统回收率在75%以上。

    6、关键部位采用在线仪表监测,适时数据上传。

 

五、设备参数

    1、系统回收率:

        超滤≥90%

        一级反渗透≥75%

        二级反渗透≥85%

        EDI系统≥90%

    2、设备产水符合《电子超纯水国家标准》 (GB/T1144.6.1-1997)或美国半导体工业纯水指标。

    3、单支膜脱盐率≥99.5%(水温25℃)。


  生活污水处理领域


   生活污水是人们日常生活中排出的水。它是从住户、公共设施(饭店、宾馆、影剧院、体育场馆、机关、学校和商店等)和工厂的厨房、卫生间、浴室和洗衣房等生活设施中排放的水。

 

1、污水特征

   生活污水的水质特征是含有较高的有机物,如淀粉、蛋白质、油脂等,以及氮、磷、等无机物,此外,还含有病原微生物和较多的悬浮物。相比较于工业废水,生活污水的水质一般比较稳定,污染物浓度较低,可生化性强。

 

2、水量 水质

典型的生活污水水质变化大体有一定范围,可参见表1-1。


注:该表摘自《给水排水设计手册》。

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3、常用工艺

3.1 氧化沟工艺

   氧化沟又名氧化渠(oxidation ditch,简写O.D.),因其构筑物呈封闭的沟渠形而得名,实际上它是一种改良的活性污泥法。

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氧化沟工艺流程图

   典型氧化沟工艺的流程见上图,在氧化沟中,通道转刷(或转盘和其他机械曝气设备),使污水和混合液在环状的渠道内循环流动以及进行曝气。氧化沟通常以延时曝气的方式运行,水力停留时间为10~24h,污泥龄为20~30d。通过设置进水、出水位置及污泥回流位置、曝气设备位置,可以使氧化沟完成硝化和反硝化功能。

3.2 SBR工艺

   SBR活性污泥法(Sequencing Batch Reactor)又称序批式活性污泥法、间歇式活性污泥法,其污水处理机理与普通活性污泥法完全相同。

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SBR工艺流程图

   SBR活性污泥法是将初沉池出水引入具有曝气功能的SBR反应池,按时间顺序进行进水、反应(曝气)、沉淀、出水、待机(闲置)等基本操作,这种操作周期反复进行,从而达到不断进行污水处理的目的,因此SBR工艺不需要设置专门的二沉池和污泥回流系统。

3.3 厌氧/缺氧/好养(A/A/O)生物脱氮除磷工艺

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   厌氧/缺氧/好氧(Anaerobic-Anoxic-Oxic,简称A/A/O或A2/O)生物脱氮除磷工艺由厌氧池、缺氧池、好氧池串联而成,是A1/O与A2/O流程的结合。在该工艺流程内,BOD5、SS和以各种形式存在的氮和磷将一并被去除。A/A/O生物脱氮除磷系统的活性污泥中,菌群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌组成。以上三类细菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除实质上以反硝化细菌为主。


                                                           工业废水处理领域

 一、工业废水领域概述:

    工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。随着工业的迅速发展,废水的种类和数量迅猛增加,对水体的污染也日趋广泛和严重,威胁人类的健康和安全。对于保护环境来说,工业废水的处理比城市污水的处理更为重要。工业废水的处理虽然早在19世纪末已经开始,并且在随后的半个世纪进行了大量的试验研究和生产实践,但是由于许多工业废水成分复杂,性质多变,至今仍有一些技术问题没有完全解决。这点和技术已臻成熟的城市污水处理是不同的。

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二、工业废水分类

  通常有以下三种:

  种是按工业废水中所含主要污染物的化学性质分类,含无机污染物为主的为无机废水,含有机污染物为主的为有机废水。例如电镀废水和矿物加工过程的废水,是无机废水;食品或石油加工过程的废水,是有机废水。

  第二种是按工业企业的产品和加工对象分类,如冶金废水、造纸废水、炼焦煤气废水、金属酸洗废水、化学肥料废水、纺织印染废水、染料废水、制革废水、农药废水、电站废水等。

  第三种是按废水中所含污染物的主要成分分类,如酸性废水、碱性废水、含氰废水、含铬废水、含镉废水、含汞废水、含酚废水、含醛废水、含油废水、含硫废水、含有机磷废水和放射性废水等。

  前两种分类法不涉及废水中所含污染物的主要成分,也不能表明废水的危害性。第三种分类法,明确地指出废水中主要污染物的成分,能表明废水一定的危害性。

  此外也有从废水处理的难易度和废水的危害性出发,将废水中主要污染物归纳为三类:类为废热,主要来自冷却水,冷却水可以回用;第二类为常规污染物,即无明显毒性而又易于生物降解的物质,包括生物可降解的有[1]机物,可作为生物营养素的化合物,以及悬浮固体等;第三类为有毒污染物,即含有毒性而又不易生物降解的物质,包括重金属、有毒化合物和不易被生物降解的有机化合物等。

  实际上,一种工业可以排出几种不同性质的废水,而一种废水又会有不同的污染物和不同的污染效应。例如染料工厂既排出酸性废水,又排出碱性废水。纺织印染废水,由于织物和染料的不同,其中的污染物和污染效应就会有很大差别。即便是一套生产装置排出的废水,也可能同时含有几种污染物。如炼油厂的蒸馏、裂化、焦化、叠合等装置的塔顶油品蒸气凝结水中,含有酚、油、硫化物。在不同的工业企业,虽然产品、原料和加工过程截然不同,也可能排出性质类似的废水。如炼油厂、化工厂和炼焦煤气厂等,可能均有含油、含酚废水排出。

 

三、废水处理原则

  工业废水的有效治理应遵循如下原则:

  ①比较根本的是改革生产工艺,尽可能在生产过程中杜绝有毒有害废水的产生。如以无毒用料或产品取代有毒用料或产品。

  ②在使用有毒原料以及产生有毒的中间产物和产品的生产过程中,采用合理的工艺流程和设备,并实行严格的操作和监督,消除漏逸,尽量减少流失量。

  ③含有剧毒物质废水,如含有一些重金属、放射性物质、高浓度酚、氰等废水应与其他废水分流,以便于处理和回收有用物质。

  ④一些流量大而污染轻的废水如冷却废水,不宜排入下水道,以免增加城市下水道和污水处理厂的负荷。这类废水应在厂内经适当处理后循环使用。

  ⑤成分和性质类似于城市污水的有机废水,如造纸废水、制糖废水、食品加工废水等,可以排入城市污水系统。应建造大型污水处理厂,包括因地制宜修建的生物氧化塘、污水库、土地处理系统等简易可行的处理设施。与小型污水处理厂相比,大型污水处理厂既能显著降低基本建设和运行费用,又因水量和水质稳定,易于保持良好的运行状况和处理效果。

  ⑥一些可以生物降解的有毒废水如含酚、氰废水,经厂内处理后,可按容许排放标准排入城市下水道,由污水处理厂进一步进行生物氧化降解处理。

  ⑦含有难以生物降解的有毒污染物废水,不应排入城市下水道和输往污水处理厂,而应进行单独处理。

 

四、发展趋势

  在水和其他资源日渐短缺以及环境污染治理日益迫切的情况下,工业废水处理的发展趋势是:把水和污染物作为有用资源回收利用和实行闭路循环。这可分为水和污染物综合循环回用。水和污染物各自单独循环回用。

 

五、除重金属

  重金属废水主要来自矿山、冶炼、电解、电镀、农药、医药、油漆、颜料等企业排出的废水。如果不对重金属废水处理,就会严重污染环境。废水处理中重金属的种类、含量及存在形态随不同生产企业而异。除重金属在废水处理中显得很重要。

  由于重金属不能分解破坏,而只能转移它们的存在位置和转变它们的物理和化学形态,达到除重金属的目的。例如,废水处理过程中,经化学沉淀处理后,废水中的重金属从溶解的离子形态转变成难溶性化台物而沉淀下来,从水中转移到污泥中;经离子交换处理后,废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上,经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。

  因此,废水处理除重金属原则是:

  除重金属原则一:比较根本的是改革生产工艺.不用或少用毒性大的重金属;

  除重金属原则二:是采用合理的工艺流程、科学的管理和操作,减少重金属用量和随废水流失量,尽量减少外排废水量。重金属废水处理应当在产生地点就地处理,不同其他废水混合,以免使处理复杂化。更不应当不经除重金属处理直接排入城市下水道,以免扩大重金属污染。

  废水处理除重金属的方法,通常可分为两类:

  除重金属方法一:是使废水中呈溶解状态的重金属转变成不溶的金属化合物或元素,经沉淀和上浮从废水中去除.可应用方法如中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分离法、电解沉淀(或上浮)法、隔膜电解法等废水处理法;

  除重金属方法二:是将废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离,可应用方法有反渗透法、电渗析法、蒸发法和离子交换法等。这些废水处理方法应根据废水水质、水量等情况单独或组合使用。

 

六、处理标准

  工业用水重复率是我国生态城市建设的重要指标,也是衡量地方官员政绩的“绿色指标”,已被许多经济发达地区纳入强制性的工业废水处理标准。

  广东省环境保护与生态建设“十一五”规划明确规定:全省工业用水重复利用率2005年达到34.4%,2010年要大于65%,广州、深圳、佛山、肇庆等市要达到80%以上;国务院比较近批准的“珠江三角洲地区改革发展规划纲要(2008-2020年)”进一步强调了污染总量控制的重要性,广东省要积极探索有利于资源节约和循环经济发展的地方性价格、财政政策,建成一批符合循环经济发展要求的工业园区,形成资源高效利用、循环利用的产业链。到2020年,实行用水总量控制和定额管理,工业用水重复率达到80%;提高资源利用效率,发展循环经济,建立节约型社会已成为广东省经济和社会发展的主轴,也是考核各级政府官员的“绿色政绩指标”,环保工作重点已由抓“达标排放”转变为“实现污染排放总量控制,提高工业用水重复率”,许多工业企业已建成的污水处理系统只能满足“达标排放”要求,而远远不能满足“回用”要求,印染、造纸等耗水企业在苦苦寻找污水深度处理和回用技术,这蕴藏着巨大的商机。

                                                                        电力行业用水领域

一、电力行业用水领域概述

    电厂运行的重要热能动力设备是工业锅炉,水是锅炉热传导的重要介质因而工业锅炉水处理在保障锅炉高效、经济、安全、运行中具有重要地位。

    长期的实践使人们认识到,火力发电厂热力系统中,水汽质量的好坏是影响热力设备(锅炉,汽轮机)安全,经济运行的重要因素之一。没有经过净化处理的天然水含有很多的杂质,这种水是不允许进入水汽循环系统的。为了保证热力系统中的水汽质量,必须对天然水进行适当的净化处理和严格的监督水、汽系统中的水汽质量。

    使用合格的补给水,是锅炉能够安全、经济、可靠而稳定运行以及产出合格的蒸汽和热水的前提。 锅炉补给水水质不良,会导致形成水垢、受热面金属由于高温而损坏、降低热效率、增加化学清洗次数和锅炉金属的腐蚀,并且由于锅炉水中含盐量的过高产生汽水共沸现象而导致蒸汽品质的恶化。

    因此电力行业对除盐水的出水水质要求显得尤为重要。

 

二、行业应用

    为有效防止和减少锅炉结垢、腐蚀及其蒸汽质量恶化而造成的事故,有利于促进机组的平稳、可靠运行,需要对补给水进行处理,通常采用离子交换和膜法进行处理。主要应用于电力、煤化工、石化、冶金、轻工等工业子行业的锅炉、机组用水处理。

 

三、典型处理工艺

    1、常规处理工艺A

    生水池→原水泵→机械过滤器→阳离子交换器→脱碳塔→中间水箱→中间水泵→阴离子交换器→混合离子交换器→除盐水箱→除盐泵→外送至发电锅炉

    2、常规处理工艺B

    生水池→原水泵→机械过滤器→换热器→阻垢加药→保安过滤器→RO高压泵→RO装置→脱碳器→中间水箱→中间水泵→混合离子交换器→除盐水箱→除盐泵→外送至发电锅炉

    3、常规处理工艺C

    生水池→原水泵→换热器→叠片式过滤器→超滤供水泵→超滤装置→超滤水箱→阻垢/还原加药→RO供水泵→保安过滤器→RO高压泵→RO装置→脱碳器→中间水箱→中间水泵→混床→除盐水箱→除盐泵→外送至发电锅炉

    4、全膜法处理工艺

    生水池→原水泵→换热器→叠片式过滤器→超滤供水泵→超滤装置→超滤水箱→阻垢/还原加药→RO供水泵→保安过滤器→一级RO高压泵→一级RO装置→PH调节装置→级间水箱→二级RO高压泵→二级RO装置→中间水箱→中间水泵→EDI电连续除盐装置→除盐水箱→除盐泵→外送至发电锅炉

 

四、国家标准

    产水水质满足《GB_T 12145-2008_火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量标准》

    a、电导率(25摄氏度):0.2us/cm

    b、Si02: 20ug/L 

    c、硬度约等于0


                                                                      工业涂装用水

一、工业涂装EDI技术简介 (Electrodeionization)

    又称连续电除盐技术,它科学地将电渗析技术和离子交换技术融为一体,通过阳、阴离子膜对阳、阴离子的选择透过作用以及离子交换树脂对水中离子的交换作用,在电场的作用下实现水中离子的定向迁移,从而达到水的深度净化除盐,并通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对装填树脂进行连续再生,因此EDI制水过程不需酸、碱化学药品再生即可连续制取高品质超纯水,它具有技术先进、结构紧凑、操作简便的优点,可广泛应用于电力、电子、医药、化工、食品和实验室领域,是水处理技术的绿色革命。这一新技术可以代替传统的离子交换装置,生产出电阻率高达16-18MΩ·CM的超纯水。

 

二、工业涂装EDI工作原理:

    高纯度水对许多工商业工程非常重要,比如:半导体制造业和制药业。以前这些工业用的纯净水是用离子交换获得的。然而,膜系统和膜处理过程作为预处理过程或离子交换系统的替代品越来越流行。如电除盐过程(EDI)之类的膜系统可以很干净地去除矿物质并可以连续工作。而且,膜处理过程在机械上比离子交换系统简单得多,并不需要酸、碱再生及废水中和。EDI处理过程是膜处理过程中增长比较快的业务之一。EDI带有特殊水槽,水槽里的液流通道中填充了混床离子交换树脂。EDI主要用于把总固体溶解量(TDS)为1-20mg/L的水源制成8-17兆欧纯净水。

  EDI装置将离子交换树脂充夹在阴/阳离子交换膜之间形成EDI单元。EDI工作原理如图所示。 EDI组件中将一定数量的EDI单元间用网状物隔开,形成浓水室。又在单元组两端设置阴/阳电极。在直流电的推动下,通过淡水室水流中的阴阳离子分别穿过阴阳离子交换膜进入到浓水室而在淡水室中去除。而通过浓水室的水将离子带出系统,成为浓水. EDI设备一般以反渗透(RO)纯水作为EDI给水。RO纯水电阻率一般是40-2μS/cm(25℃)。EDI纯水电阻率可以高达18 MΩ.cm(25℃),但是根据去离子水用途和系统配置设置,EDI纯水适用于制备电阻率要求在1-18.2MΩ.cm(25℃)的纯水。

 

三、进水指标要求 

  ◎通常为单级反渗透或二级反渗透的渗透水

  ◎TEA(总可交换阴离子,以CaCO3计):<25ppm。

  ◎电导率:<40μS/cm

  ◎PH:6.0~9.0。当总硬度低于0.1ppm时,EDI比较佳工作的pH范围为8.0~9.0。

  ◎温度: 5~35℃。 

  ◎进水压力:<4bar(60psi)。

  ◎硬度:(以CaCO3计):<1.0ppm。

  ◎有机物( TOC):<0.5ppm。 

  ◎氧化剂:Cl2<0.05ppm,O3<0.02ppm。

  ◎变价金属: Fe<0.01ppm,Mn<0.02ppm。 

  ◎H2S:<0.01ppm。 

  ◎二氧化硅:<0.5ppm。

  ◎色度:<5APHA。 

  ◎二氧化碳的总量:<10ppm

  ◎ SDI 15min:<1.0。

 

四、工业涂装EDI装置的特点

    EDI装置不需要化学再生,可连续运行,进而不需要传统水处理工艺的混合离子交换设备再生所需的酸碱液,以及再生所排放的废水。

    EDI模块结构特点

    1、淡水隔板采用卫生级PE材料          

    2、EDI膜片采用进口均相膜和国产异相离子交换膜

    3、采用进口EDI专用均粒树脂和国产EDI专用均粒树脂    

    4、EDI电极板采用钛镀钌技术

    5、压紧板采用具有硬性的合金铝轧铸而成。             

    6、固定螺丝采用国标标准件 

    7、膜堆出厂比较高试压7bar不漏水                      

    8、膜堆电阻低、功耗小 

    9、外观装饰板造型美观结实          

    10、比较大膜堆处理水量3T/H,比较小模堆处理水量75L/H

    11、纯水、浓水、极水通道设计合理,不易堵塞,水流分布均匀、无死角。


                                                                   直饮水净化行业领域

一、直饮水净化行业概述:


  水是生命之源,直饮水是人类生存的基本需求。随着人们生活水平的提高,生活直饮水卫生问题成为人们日益关注的话题,也是比较关注的公共卫生问题之一。联合国的报告指出,在贫困地区,有80%的疾病是饮水不安全引起的。每天约有2.5万人因此而死亡。


  据国家发改委、国家统计局的权威资料,未来五年将有近5500亿的市场需求,每年以35%的增长速度递增。中国的家用净水产品普及率只有0.17%,而欧美、日韩的普及率达76%。直饮水的深度净化也愈来愈显现出其突出和重要的地位。


  二、直饮水净化的行业应用


  直饮水包括干净的天然泉水、井水、河水和湖水,也包括经过处理的矿泉水、纯净水等。加工过的直饮水有瓶装水、桶装水、管道直饮水等形式。直饮水的深度净化可以说涉及到生活的各个方面,除了人们日常直饮水之外还涉及食品,饮料,造纸,酿造业等行业。


  三、 直饮水净化的行业标准:


  2006年底,卫生部会同各有关部门完成了对1985年版《生活直饮水卫生标准》的修订工作,并正式颁布了新版《生活直饮水卫生标准》,规定自2012年7月1日起全面实施。


  四、直饮水净化的典型处理工艺:


  直饮水净化的典型处理工艺根据其原水的水质不同主要包括三大类即软化、除铁锰和除氟。


  1、软化


  水根据自身的硬度首先分为软水和硬水两种。水的硬度是指溶解在水中的盐类物质的含量,也就是钙盐与镁盐的含量。硬水通常对于健康并不造成直接危害,但是,如果存在水垢,就会吸附更多的有害物质,因此会产生一定的危害,而且长期饮用高硬度的水,会引起心血管、神经、泌尿造血等系统的病变。硬度的常用去除方法有离子交换法、膜分离法、石灰法和加药法。具体可见软化处理部分。


  2、除铁锰


  铁(Fe)、锰(Mn)是地壳的主要构成元素,广泛存在于自然界中。二价的铁、锰都溶于水,在还原性的地下水、湖泊深层水甚至少数河流水中往往伴生存在。我国有18个省市达3.1亿人口的地区蕴藏着丰富的含铁含锰地下水资源,在松辽流域和广大北方地区多有以含铁、锰水为主要甚或唯一水源的城镇。


  在给水系统中,铁、锰离子过量会造成输配水管网严重结垢;使水着色、有味而致人厌恶;长期饮用会损害身心健康;用于工业生产会危害工艺设备和产品质量。


  目前的应用行业主要集中在食品,饮料,造纸,酿造业,含铁超标水的处理,地下水,井水作为直饮水除铁,地热工程及游泳池循环水等。


  我国《生活直饮水卫生标准》规定,铁<0.3mg/l,锰<0.1mg/l,当原水铁(锰)含量超过此标准时就要进行处理。地下水的除铁锰的方法很多,例如曝气氧化法、氯氧化法、接触过滤氧化法以及高锰酸钾氧化法等。实际应用以曝气氧化法、氯氧化法和接触过滤氧化法为多。


  曝气氧化法利用空气中的氧将二价铁氧化成三价铁使之析出,然后经沉淀、过滤予以去除。


  当以空气中的氧来氧化地下水中的二价铁有困难时,可向水中投加氯,氯是比氧更强的氧化剂。 当PH>5时,氯能迅速地将二价铁氧化为三价铁。但由于水中尚存在能与氯化合的其他还原性物质,所以实际需投氯量要比理论值高。


  氯投入水中后,应迅速与水混合,然后进行一定时间的氧化反应和絮凝(一般不少于15~20min),比较后经砂滤池过滤,以除去水中生成的氢氧化铁悬浮物。在投氯前,也可设曝氧装置,以降低投氯量。


  一般曝气氧化法没有催化剂,故氧化速度比较缓慢。当含溶解氧的地下水经过滤层过滤时,水中二价铁被滤料吸附,进而氧化水解,逐渐生成具有催化作用的铁质或锰质活性“滤膜”,在“滤膜”的催化作用下铁和锰的氧化速度大大加快,进而被滤料除去。 通常使用比较多的滤料为锰砂。


  3、除氟工艺


  氟也是直饮水中我们主要要解决的一个问题。我国地下水含氟地区的分布范围很广,因长期饮用含氟量高的水可引起慢性中毒,特别是对牙齿和骨骼产生严重危害。轻者患氟斑牙,表现为牙釉质损坏,牙齿过早脱落等,重者则骨关节疼痛,甚至骨骼变形,出现弯腰驼背等,完全丧失劳动能力。所以高氟水的危害是严重的。我国直饮水标准中规定氟的含量不得超过1mg/L。具体参见除氟部分。



                                                                        医药行业用水领域

一、行业应用领域

    制药用水几乎贯穿于药品及相关产品生产的各个环节,因此它被喻为药品及相关产品生产的“生命线”。作为重要原辅材料的水,直接影响药物产品的质量。因此它必须同药品生产的其他原辅材料一样,达到药典规定的质量标准。

    大输液、针剂、口服液等制剂生产

    原料药的提取洗涤、针剂、胶囊生产

    眼药水及护理液的生产

    医院血诱室、生化分析室、手术室无菌水 

    多效蒸馏水机原料水、洗瓶水

    化妆品工艺用水、洗涤用品用水

    生化药物制品、诊断试剂

 

二、制药用水分类

    1)饮用水(Potable-Water):通常为自来水公司供应的自来水或深井水,又称原水,其质量必须符合国家标准GB5749-85《生活饮用水卫生标准》。按2000中国药典规定,饮用水不能直接用作制剂的制备或试验用水。

    2)纯化水(Purified Water):为原水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其他适宜的方法制得的制药用的水、不含任何附加剂。纯化水可作为配制普通药物制剂的溶剂或试验用水,不得用于注射剂的配制,采用离子交换法、反渗透法、超滤法等非热处理制备的纯化水一般又称去离子水。采用特殊设计的蒸馏器用蒸馏法制备的纯化水一般又称蒸馏水。

    3)注射用水(Water for Injection):是以纯化水作为原水,经特殊设计的蒸馏器蒸馏,冷凝冷却后经膜过滤制备而得的水。注射用水可作为配制注射剂用的溶剂。

    4)灭菌注射用水(Sterile Water for Injection):为注射用水依照注射剂生产工艺制备所得的水。灭菌注射用水用于灭菌粉末的溶剂或注射液的稀释剂。

 

三、规范对纯化水的基本定义

    根据FDA颁布的GMP(1998修订)定义:“纯化水为蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其它适宜的方法制得供药用的水,不含任何附加剂。”

    《中国药典》(2010年版)附录定义:“纯化水为饮用水经蒸馏法、离子交换法、反渗透法或其它适宜的方法制备的制药用水。其质量应符合《中国药典》二部纯化水项下的规定。纯化水不含任何附加剂。”并规定:“应严格监测各生产环节,防止微生物污染。”

    GMP(1998修订)第34条规定:“纯化水,注射用水的制备、储存和分配应能防止微生物的滋生和污染。储罐和输送管道所用的材料应无毒、耐腐蚀。管道的设计和安装应避免死角、盲管。储罐和管道要规定清洗、灭菌周期。”

    GMP(1998修订)附录总则中明确规定:“药品生产过程的验证内容必须包括工艺用水系统”。

    1)纯化水处理系统概述

    纯化水制备系统没有一种固定的模式。常用的程序是:以饮用水为原水,步,前处理(预处理)去除悬浮物、有机物、胶体、细菌等杂质并脱去余氯,使水的浊度降到1度以下;第二步是脱盐,去除水中以离子形式存在的无机物和氧气;第三步是后处理(精处理)进一步去除极微细颗粒、细菌和被杀死的细菌残核。

    2)系统设备组合的选择原则:

    满足纯化水质量要求;

    满足制水效率要求;

    尽量减少能耗;

    方便维修和管理。

 

四、制药用水的水质标准

    1)饮用水:应符合中华人民共和国国家标准《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2008) 

    2)纯化水:应符合《2010中国药典》所收载的纯化水标准。在制水工艺中通常采用在线检测纯化水的电阻率值的大小,来反映水中各种离子的浓度。制药行业的纯化水的电阻率通常应≥0.5MΩ.CM/25℃,对于注射剂、滴眼液容器冲洗用的纯化水的电阻率应≥1MΩ.CM/25℃。

    3)注射用水:应符合2010中国药典所收载的注射用水标准。

 

五、常见典型工艺

    1)系统工艺

循环水加药装置

    2)主要工艺原理

       ⑴反渗透基本原理

        反渗透是1960年美国加利福尼亚大学的洛布(Loeb)与素里拉金(Sourirtajan)发明的一项高新膜分离技术,其孔径很小,大都≤10×10-10(10A),它能去除滤液中的离子范围和分子量很小的有机物,如细菌、病毒、热源等。它已广泛用于海水或苦咸水淡化、电子、医药用纯水、饮用蒸馏水、太空水的生产,还应用于生物、医学工程。

        反渗透亦称逆渗透(RO)。是用一定的压力使溶液中的溶剂通过反渗透膜(或称半透膜)分离出来。因为它和自然渗透的方向相反,故称反渗透。根据各种物料的不同渗透压,就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提取、纯化和浓缩的目的。

        渗透是一种物理现象,当两种含有不同根类浓度的溶液用一张半透膜隔开时会发现,含根量少的一侧的溶剂会自发地向含根量高的一侧流动,这个过程叫做渗透。渗透直到两侧的液位差(即压力差)达到平衡时,渗透停止,此时的压力差叫渗透压。渗透压只与溶液的种类、根浓度和温度有关,而与半透膜无关。一般说来,根浓度越高,渗透压越高。反之,如果在浓溶液侧施加一个压力超过渗透压时,那么浓侧的溶剂会在压力作用下向淡水一侧渗透,这个渗透由于与自然渗透相反,故叫做反渗透(Reverse Osmosis) 。反渗透膜分离技术就是利用反渗透原理分离溶质和溶剂的方法。

        反渗透设施生产纯水的关键有两个,一是一个有选择性的膜,我们称之为半透膜,二是一定的压力。简单地说,反渗透半透膜上有众多的孔,这些孔的大小与水分子的大小相当,由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多,因此不能透过反渗透半透膜而与透过反渗透膜的水相分离。在水中众多种杂质中,溶解性盐类是比较难清除的.因此,经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果.反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。目前,较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.5%

        1. 聚酯材料增强无纺布,约120μm厚;

        2. 聚砜材料多孔中间支撑层,约40μm厚;

        3. 聚酰胺材料超薄分离层,约0.2μm厚。

        4. 复合膜的主要结构强度是由无纺布提供的,它具有坚硬、无松散纤维的光滑表面。

        5. 设计多孔中间支撑结构的原因是如超薄分离层直接复合在无纺布上时,表面太不规则,且孔隙太大,因此需要在无纺布上预先涂布一层高透水性微孔聚砜作为支撑层,其孔径约为150埃左右。

        6. 每一层均根据其功能要求分别优化设计与制造,超薄分离层是反渗透过程中真正具有分离作用的功能层。

        反渗透装置是整套超纯水设备的核心部分。反渗透(Reverse Osmosis)简称RO,源于美国航天技术,是六十年代发展起来的一种膜分离技术,其原理是原水在高压力的作用下通过反渗透膜,水中的溶剂由高浓度向低浓度扩散从而达到分离、提纯、浓缩的目的,由于它与自然界的渗透方向相反,因而称它为反渗透。反渗透可以去除水中的细菌、病毒、胶体、有机物和98.6%以上的溶解性根类。该方法具有运行成本低、操作简单、自动化程度高、出水水质稳定等特点,与其他传统的水处理方法相比具有明显的优越性,广泛运用于水处理相关行业。

       ⑵EDI基本原理

        EDI即连续除盐技术(EDI,Electro deionization或CDI,Continuous Electrode ionization),是利用混和离子交换树脂吸附给水中的阴阳离子,同时这些被吸附的离子又在直流电压的作用下,分别透过阴阳离子交换膜而被去除的过程。这一过程中离子交换树脂是被电连续再生的,因此不需要使用酸和碱对之再生。这一新技术可以代替传统的离子交换装置,生产出电阻率高达17 MΩ·cm的超纯水。

        一般城市水源中存在钠、钙、镁、氯化物、硝酸根、碳酸氢根等溶解物。这些化合物由带负电荷的阴离子和带正电荷的阳离子组成。通过反渗透(RO)的处理,98%以上的离子可以被去除。RO纯水(EDI给水)电阻率的一般范围是0.05-1.0MΩ·CM,即电导率的范围为20-1μS/CM。根据应用的情况,去离子水电阻率的范围一般为1-18.2 MΩ·CM。另外,原水中也可能包括其它微量元素、溶解的气体(例如CO2)和一些弱电解质(例如硼,二氧化硅),这些杂质在工业除根水中必须被除掉。但是反渗透过程对于这些杂质的清除效果较差。

        离子交换膜和离子交换树脂的工作原理相近,可以使特定的离子迁移。阴离子交换膜只允许阴离子透过,不允许阳离子透过;而阳离子交换膜只允许阳离子透过,不允许阴离子透过。在一对阴阳离子交换膜之间充填混合离子交换树脂就形成了一个EDI单元。阴阳离子交换膜之间由混合离子交换树脂占据的空间被称为淡水室。将一定数量的EDI单元罗列在一起,使阴离子交换膜和阳离子交换膜交替排列,并使用网状物将每个EDI单元隔开,形成浓水室。在给定的直流电压的推动下,在淡水室中,离子交换树脂中的阴阳离子分别在电场作用下向正负极迁移,并透过阴阳离子交换膜进入浓水室,同时给水中的离子被离子交换树脂吸附而占据由于离子电迁移而留下的空位。事实上离子的迁移和吸附是同时并连续发生的。通过这样的过程,给水中的离子穿过离子交换膜进入到浓水室被去除而成为除根水。带负电荷的阴离子(例如OH-、Cl-)被正极(+)吸引而通过阴离子交换膜,进入到邻近的浓水室中。此后这些离子在继续向正极迁移中遇到邻近的阳离子交换膜,而阳离子交换不允许其通过,这些离子即被阻隔在浓水中。淡水流中的阳离子(例如Na+ 、H+)以类式的方式被阻隔在浓水中。在浓水中,透过阴阳膜的离子维持电中性。

        EDI组件电流量和离子迁移量成正比。电流量由两部分组成,一部分源于被除去离子的迁移,另一部分源于水本身电离产生的H+和OH-离子的迁移。在EDI组件中存在较高的电压梯度,在其作用下,水会电解产生大量的H+和OH-。这些就地产生的H+和OH-对离子交换树脂进行连续再生。

        EDI组件中的离子交换树脂可以分为两部分,一部分称作工作树脂,另一部分称作抛光树脂,二者的界限称为工作前沿。工作树脂主要起导电作用,而抛光树脂在不断交换和被连续再生。工作树脂承担着除去大部分离子的任务,而抛光树脂则承担着去除象弱电解质等较难清除的离子的任务。 

        EDI给水的预处理是EDI实现其比较优性能和减少设备故障的首要的条件。给水里的污染物会对除根组件有负面影响,增加维护量并降低膜组件的寿命。

        超纯水经常用于微电子工业、半导体工业、发电工业、制药行业等。EDI纯水也可以作为制药蒸馏水、发电厂的锅炉补给水,以及其它应用超纯水。


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常州莱晟智能科技有限公司作为水系统智能检测、远程控制整体方案的提供者,主打产品有:循环水远程智能控制系统、低浓度荧光传感器、pH传感器、电导率传感器、浊度传感器及成套加药设备等。

公司位于有“国内循环冷却水处理药剂发源地之一”之称的常州市。拥有多位水处理行业的资深专家及技术研发人员。随着水处理方案的升级换代(低磷、无磷药剂),公司紧紧抓住循环水行业的痛点,追踪国内外先进技术,紧跟工业4.0及信息传输4G/5G的步伐,围绕自主研发的稳定、精准传感器及控制模块,推出了以低浓度荧光示踪技术为核心的Lysen云智慧型药剂浓度控制与加药系统。企业目前已经形成涵盖研发、生产、经营、众创、科普于一体的环保设备产业基地。

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