反滲透膜技術在制藥行業的應用

隨著醫藥行業的發展,制藥用水的水質要求也在逐步提高,傳統的制水工藝如離子交換法已遠遠不能滿足其要求,為了適應這一發展的需要,先進、有效的水質凈化技術——反滲透膜技術廣泛應用在制藥行業水處理系統中。

1　反滲透膜分離原理及性能

        自然界有這樣一種自然現象,當將一張半透膜將稀薄溶液(如純水)與純厚溶液(如鹽水)隔開,稀薄溶液會向濃厚溶液滲透并保持相應的滲透壓(見圖1),此現象稱為滲透現象,如在濃厚溶液處施壓大于該滲透壓的壓力,則濃厚溶液會向稀薄溶液一側滲透(見圖2),此現象稱為逆(反)滲透現象,該技半透膜術是目前國際上公認的高新技術,它借助外加壓力的作用使溶液的溶劑透過半透膜而阻留某些溶質,它是一種分離,濃縮和提純的有效手段。反滲透膜表面微孔尺寸一般在10A左右,它能有效去除微粒、膠體、細菌、熱原及有機物和絕大部分離子。目前反滲透膜材質主要為醋纖膜,芳香族聚酰胺系低壓復合膜及先進的超低壓復合膜,它們的主要性能見表1。
 

        醋纖膜是最早應用的反滲透膜,但是由于容易被細菌吞蝕,pH使用范圍窄,脫鹽率低,目前該材質膜已逐漸被淘汰,取而代之是高脫鹽率、低壓、穩定性好的復合膜廣泛被使用。
 

2　制藥用純水的制取工藝

        2.1　全離子交換(IE)法

        離子交換系統制取純水是我國傳統的制水工藝,其工藝流程如下:
 

        電滲析是利用陰陽離子交換膜對水溶液中陰陽離子的選擇透過性而達到物質分離的處理方法,其工藝流程如下:
 

        2.2　電滲析(ED)+離子交換(IE)法

        2.3　反滲透(RO)+離子交換(IE)法

        反滲透是利用反滲透膜只能透過水而不能透過溶質的特性,從含有各種無機物、有機物和微生物的水體中提取純水的處理方法,其工藝流程如下:
 

3　反滲透膜法水處理工藝與傳統工藝的比較

        3.1 三種處理工藝優缺點比較見表2
 

        3.2 三種處理工藝生產It純水所需費用見表3
 

        說明:以上費用包括:

        (1)酸堿費(其中酸采用工業純鹽酸,堿采用化學純片堿);

        (2)反滲透膜、電滲析膜、陽、陰樹脂更換費及濾芯、藥劑消耗費;

        (3)水、電動力費,其中水已按利用率折算(反滲透法按70%,電滲折法按45%,全離交法按80%);

        (4)人工費未計入內。

4　結語

        綜上所述,反滲透是水處理中高新技術,90年代中期在我國的醫藥行業開始得到了廣泛的應用,它的使用極大地延長了傳統的離子交換設備的再生周期,減少了酸堿排放量,有力地保護了生態環境。隨著《藥品生產質量管理規范》(GMP)技術標準的深入貫徹與實施。全國許多藥廠相繼進行了技術改造,陸續引進國外的先進技術和裝備,使得反滲透膜技術在制藥行業得到更廣泛的應用。