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EDI设备在纯化水制备方面的应用

  水是制造培养基和配制细胞营养液的重要原材料,是微生物繁殖和细胞生长所需营养成分的良好溶剂,也是细胞进行营养代谢的必要介质。水是药物生产中用量大、使用广的一种辅料,用于生产过程和药物制剂的制备。

  制药用水根据各生产工序或使用目的与要求分为饮用水、纯化水、注射用水及灭菌注射用水。纯化水可作为配制普通药物制剂的溶剂或实验用水,也可作为非灭菌制剂用器具的清洗用水,还是生产注射用水的原料水,所以纯化水在制药用水中用量最大。EDI(Electrodeioniza-tion)就是专门用于纯化水制备的专业设备。

 

EDI设备

 

  EDI设备在纯化水制备方面的应用

  EDI设备又称连续电除盐技术,它科学地将电渗透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。通过水电解产生的氢离子和氢氧根离子对填充树脂进行连续再生,因此EDI制水过程不需要酸碱化学药品再生即可连续制取高品质纯化水,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15~18MΩ·cm的超纯水。

 

  EDI设备的构成

  EDI装置带有特殊的水槽,隔板采用卫生级PE材料,膜片采用进口均相膜和异相离子交换膜。EDI模块产品由交替放置的阳离子膜和阴离子膜构成,这些交替放置的阴、阳离子交换膜被固定在两个有进出水口的装置之间,水从其中的膜间隙流过。面向正极的阴离子膜与面向负极的阳离子膜之间构成浓水室,面向负极的阴离子膜与面向正极的阳离子膜组成淡水室,在单元组两端设置阴/阳电极。

 

EDI设备工作原理

 

  EDI设备的工作原理

  当系统工作时,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纯水电导率一般是2~40μS/cm(25℃)。EDI纯水电阻率可以高达18MΩ·cm(25℃),但是根据去离子水用途和系统配置设置,纯化水的电导率按纯化水不同的用途应控制在1~2μS/cm,EDI设备适用于制备电阻率要求在1~18MΩ·cm(25℃)的纯化水。

 

       影响EDI设备运行的主要因素

  EDI进水电导率的影响。在相同的操作电流下,随着原水电导率的增加EDI对弱电解质的去除率减少,出水的电导率也增加。如果原水电导率低则离子的含量也低,而低浓度离子使得在淡水室中树脂和膜的表面上形成的电动势梯度也大,导致水的解离程度增强,极限电流增大,产生的H+和OH-数量较多,使填充在淡水室中的阴、阳离子交换树脂的再生效果良好。

  工作电压、电流的影响。工作电流增大,产生的水质不断变好。但如果在增至最高点后再增加电流,由于水电离产生的H+和OH-数量过多,除用于再生树脂外,大量富余离子充当载流离子导电,同时由于大量载流离子移动过程中会发生积累和堵塞,甚至发生反扩散,结果使产水水质下降。

 

EDI设备

 

  硬度的影响。如果EDI进水的残存硬度太高,会导致浓水通道的膜表面结垢,浓水流量下降, 产水电阻率下降,影响水质,严重时会堵塞组件,导 致组件内部发热而损坏。

  浊度的影响。EDI组件产水通道内填充有离子交换树脂,过高的浊度会使通道堵塞,造成系统压差上升,产水量下降。

  TOC(总有机物)的影响。进水中如果有机物含量过高,会造成树脂和选择性透过膜的有机污染,导致系统运行电压上升,产水水质下降,同时也容易在浓水通道形成有机胶体,堵塞通道。另外,进水温度、pH值、SiO2及氧化物含量等对EDI系统运行也有影响。

  EDI设备具有技术先进、结构紧凑、操作简便的优点。该设备可连续稳定运行,十分适合制水量100L/h以上的超纯水中央制备系统,水质稳定,并大大降低运行成本。更为重要的是该设备不需要化学再生,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要的酸碱液,以及对再生所排放废液的处理。

 



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