南昌5 噸 / 小時雙級 RO+EDI 超純水設備
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- 公司名稱 上海濱潤環(huán)?？萍加邢薰?/a>
- 品牌 濱潤
- 型號
- 產(chǎn)地
- 廠商性質 生產(chǎn)廠家
- 更新時間 2025/7/24 9:53:49
- 訪問次數(shù) 46
產(chǎn)品標簽
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| 應用領域 | 環(huán)保,化工,農(nóng)林牧漁,電子/電池,制藥/生物制藥 |
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南昌5 噸 / 小時雙級 RO+EDI 超純水設備系統(tǒng)核心工藝與構成
強化預處理系統(tǒng)：
預處理系統(tǒng)的設計需根據(jù)原水水質進行定制，不同地區(qū)的原水水質差異較大，例如市政自來水可能含有余氯、有機物、懸浮物等，而地下水可能含有較高的硬度、鐵錳離子等。因此，預處理系統(tǒng)的關鍵單元需根據(jù)具體情況進行選擇和組合。
多介質過濾器的濾料選擇和級配至關重要，通常采用石英砂、無煙煤和錳砂等多層濾料。石英砂的粒徑一般為 0.5-2.0mm，用于去除較大的懸浮物和膠體；無煙煤的粒徑為 0.8-1.8mm，具有較好的吸附性能，可去除水中的有機物和膠體；錳砂的粒徑為 0.6-1.2mm，用于去除水中的鐵、錳離子。濾料的級配應保證過濾器的過濾效率和納污能力，通常上層濾料粒徑較大，下層濾料粒徑較小。
活性炭過濾器的活性炭類型和填充量需根據(jù)原水中余氯和有機物的含量確定?；钚蕴糠譃轭w?；钚蕴亢头勰┗钚蕴?，顆?；钚蕴吭陬A處理系統(tǒng)中應用廣泛?；钚蕴康奈饺萘颗c比表面積有關，比表面積越大，吸附能力越強。在 5 噸 / 小時系統(tǒng)中，活性炭過濾器的直徑通常為 1200-1500mm，活性炭填充量為 300-500kg，運行流速控制在 10-15m/h。為保證活性炭的吸附效果，需定期進行反沖洗和更換，反沖洗強度為 15-20L/(m2?s)，反沖洗時間為 10-15 分鐘，更換周期一般為 3-6 個月。
軟化器 / 阻垢劑投加系統(tǒng)用于去除或抑制水中的硬度離子。軟化器采用鈉型離子交換樹脂，樹脂的交換容量為 4.5-5.5mmol/g。當原水硬度較高時，軟化器的樹脂裝填量需相應增加。在 5 噸 / 小時系統(tǒng)中，若原水硬度為 5mmol/L，樹脂裝填量約為 150-200L。軟化器的再生周期根據(jù)原水硬度和處理水量計算，再生液濃度為 8-10% 的氯化鈉溶液，再生時間為 30-60 分鐘。阻垢劑投加系統(tǒng)則通過向水中投加阻垢劑，抑制鈣、鎂離子的結晶和沉淀，防止 RO 膜結垢。阻垢劑的投加量需根據(jù)原水水質和 RO 系統(tǒng)的運行參數(shù)確定，通常為 2-5mg/L。
超濾 (UF)/ 微濾 (MF) 作為預處理的深度處理單元，可提供更穩(wěn)定的 SDI 值 (<3)，深度去除膠體、微生物、大分子有機物，顯著延長 RO 膜壽命。超濾膜的孔徑一般為 0.01-0.1μm，微濾膜的孔徑為 0.1-1.0μm。在 5 噸 / 小時系統(tǒng)中，超濾 / 微濾裝置的膜面積根據(jù)處理水量和膜通量確定，膜通量一般為 10-20L/(m2?h)。超濾 / 微濾裝置的運行壓力為 0.1-0.3MPa，需定期進行反沖洗和化學清洗，反沖洗頻率為每 30-60 分鐘一次，化學清洗周期為 1-3 個月。
精密保安過濾器作為 RO 進水的最終物理屏障，濾芯材質通常為聚丙烯或聚醚砜，孔徑為 1-5μm。濾芯采用折疊式設計，增加過濾面積，提高過濾效率。在 5 噸 / 小時系統(tǒng)中，精密保安過濾器的殼體直徑為 200-300mm，通常安裝 4-6 支濾芯，確保截留預處理系統(tǒng)可能泄露的微粒，保護 RO 膜不受損壞。濾芯更換周期根據(jù)壓差確定，當進出口壓差超過 0.1MPa 時，需及時更換。
核心純化單元：
一級 RO 系統(tǒng)的膜元件選擇需根據(jù)原水水質和處理要求確定，通常采用聚酰胺復合膜，具有較高的脫鹽率和耐污染性。5 噸 / 小時系統(tǒng)通常采用 8-12 支 8 英寸膜元件串聯(lián) / 并聯(lián)，膜元件的排列方式需根據(jù)系統(tǒng)回收率和產(chǎn)水量進行優(yōu)化。高壓泵的揚程需根據(jù) RO 膜的操作壓力要求確定，一般為 1.5-2.0MPa，流量為 8-10m3/h。為提高系統(tǒng)的能效，可采用能量回收裝置，如壓力交換器，可回收濃水的能量，降低高壓泵的能耗。一級 RO 系統(tǒng)的產(chǎn)水進入中間水箱或直接進入二級 RO，產(chǎn)水水質通常為電導率 < 10μS/cm。
二級 RO 系統(tǒng)以一級 RO 產(chǎn)水 (低含鹽量) 作為進水，進行深度精煉。二級 RO 膜元件的脫鹽率更高，通常采用低污染型聚酰胺復合膜。5 噸 / 小時系統(tǒng)需匹配相應規(guī)模的高壓泵和膜元件，膜元件數(shù)量一般為 6-8 支 8 英寸膜。二級 RO 系統(tǒng)的高壓泵揚程一般為 1.0-1.5MPa，流量為 5-6m3/h。二級 RO 系統(tǒng)的總脫鹽率高達 > 99.5%，產(chǎn)水電導率通常 < 5μS/cm (甚至 < 1μS/cm)，可顯著降低 TOC 和微生物負荷，為 EDI 提供近乎的低電導、低污染進水。
EDI 系統(tǒng)由多個 EDI 模塊組成，每個 EDI 模塊包含離子交換樹脂、離子選擇性滲透膜、電極等組件。在直流電場作用下，離子交換樹脂吸附水中的離子，離子在電場作用下通過離子選擇性滲透膜遷移到濃水室，從而實現(xiàn)離子的去除。EDI 系統(tǒng)無需化學再生，避免了廢酸廢堿的排放，符合環(huán)保要求。5 噸 / 小時系統(tǒng)需要配置 4-6 臺 EDI 模塊并聯(lián)運行，每臺 EDI 模塊的產(chǎn)水量為 1-1.5m3/h。EDI 系統(tǒng)的操作壓力一般為 0.2-0.4MPa，電流為 5-10A，電壓為 300-500V。EDI 系統(tǒng)的產(chǎn)水電阻率通常為 15-18MΩ?cm，可滿足超純水的要求。
超純精處理與拋光單元：
超純水儲罐的材質為超低溶出 316L 不銹鋼 (EP 級)，內表面電化學拋光 (Ra≤0.25µm) 并鈍化處理，以減少微生物附著和材質溶出。儲罐的容積需根據(jù)系統(tǒng)的產(chǎn)水量和用水量進行設計，通常為 1-2 小時的產(chǎn)水量，以最小化滯留時間，減少水質劣化的風險。儲罐配備加熱 / 冷卻夾套，可控制水溫在設定范圍內，一般為 2-8°C，以抑制微生物生長。儲罐還配備 0.1µm (或更小) 疏水性空氣呼吸器，防止空氣中的顆粒物和微生物進入儲罐；高靈敏度液位控制裝置，可實現(xiàn)液位的自動控制。
紫外線殺菌裝置采用 185nm+254nm 雙波長，254nm 波長的紫外線可破壞微生物的 DNA，達到殺菌的目的；185nm 波長的紫外線可產(chǎn)生羥基自由基，強力氧化降解 TOC 至 ppb 級。紫外線殺菌裝置通常安裝在循環(huán)回路起始端，燈管的功率和數(shù)量需根據(jù)水流速度和處理水量確定。在 5 噸 / 小時系統(tǒng)中，紫外線殺菌裝置的燈管功率一般為 300-500W，水流速度控制在 1-2m/s，以保證足夠的紫外線照射劑量。紫外線燈管的使用壽命通常為 8000-10000 小時，需定期更換，并監(jiān)測紫外線強度。
終端超濾 (TUF) 的膜孔徑為 0.05µm 或更小，可物理截留微粒、膠體、細菌、內毒素碎片，是去除內毒素的屏障。TUF 膜通常采用聚醚砜或再生纖維素材質，具有良好的耐化學性和熱穩(wěn)定性。在 5 噸 / 小時系統(tǒng)中，TUF 裝置的膜面積根據(jù)處理水量和膜通量確定，膜通量一般為 5-10L/(m2?h)。TUF 裝置的運行壓力為 0.1-0.2MPa，需定期進行完整性測試和清洗，完整性測試采用氣泡點法，確保膜的完整性；清洗周期根據(jù)運行情況確定，一般為 1-2 周。
精混床 (MB) 作為最終離子精煉的 “保險”，裝有超高純度樹脂，可去除 EDI 產(chǎn)水中殘留的痕量離子，確保電阻率無限接近 18.2MΩ?cm。精混床通常設計為可離線再生或拋棄式柱芯，樹脂的交換容量較高，使用壽命根據(jù)處理水量和進水水質確定。在 5 噸 / 小時系統(tǒng)中，精混床的直徑為 150-200mm，高度為 1000-1500mm，樹脂裝填量為 50-100L。
脫氣膜 (Membrane Degasifier) 可選擇性去除溶解氧 (DO) 和二氧化碳 (CO?)，滿足特定工藝 (如半導體、厭氧細胞培養(yǎng)) 對溶解氣體的苛刻要求。脫氣膜采用疏水性中空纖維膜，氣體可通過膜壁擴散到膜外側，被真空泵或惰性氣體帶出。在 5 噸 / 小時系統(tǒng)中，脫氣膜裝置的膜面積根據(jù)處理水量和溶解氣體的去除要求確定，可將 DO 控制在 10ppb 以下，CO?控制在 5ppb 以下。
終端精密過濾器位于關鍵使用點 (POU) 前，孔徑為 0.1µm 或 0.05µm，提供最終物理屏障，確保使用點的水質。終端精密過濾器的材質為聚丙烯或聚醚砜，采用一次性設計，更換周期根據(jù)使用情況確定。
超純儲存與分配系統(tǒng)：
超純儲存與分配系統(tǒng)的材料選擇極為嚴格，采用高等級 316L 不銹鋼 (EP 級)，內表面電化學拋光 (Ra≤0.25µm)+ 鈍化 + 超純水沖洗 (Passivation&Flushing)，以減少材質溶出和微生物附著。焊接必須為自動軌道焊 (TIG)，提供完整焊譜記錄，確保焊縫光滑無毛刺，避免死角和微生物滋生。
系統(tǒng)的零死角設計采用衛(wèi)生級隔膜閥、短半徑彎頭，盲管長度嚴格限制 (≤1.5D-3D)，坡度設計確保 100% 排空 (坡度≥1%)。循環(huán)管路設計流速 > 3m/s (通常 3-4m/s)，保證強烈湍流，抑制生物膜形成。衛(wèi)生級變頻輸送泵提供穩(wěn)定高流速循環(huán)動力，泵的材質為 316L 不銹鋼，密封件采用 EPDM 或 PTFE 材質，確保無污染。
在線監(jiān)測與自控系統(tǒng)是超純儲存與分配系統(tǒng)的核心，關鍵儀表包括高精度在線電阻率儀 (帶溫度補償)、TOC 分析儀、DO 儀、顆粒計數(shù)器 (LPC)、微生物快速檢測儀 (可選)、流量計、壓力表、溫度傳感器。這些儀表安裝在總送 (TOC,Resistivity,DO,Particles)、總回 (Resistivity)、關鍵 POU 等位置，實時監(jiān)測水質和系統(tǒng)運行狀態(tài)。PLC/SCADA 系統(tǒng)實現(xiàn)全自動控制、數(shù)據(jù)記錄、報警管理、趨勢分析、權限管理，關鍵參數(shù)設有多級報警 (警告、行動、關斷)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和水質安全。
消毒 / 滅菌方式中，過熱水 (>80°C) 是最、無殘留的滅菌方式，是 GMP 。系統(tǒng)需耐受高溫并設計循環(huán)回路，確保所有管道和設備都能被過熱水充分接觸。過熱水消毒的溫度通常為 80-85°C，循環(huán)時間為 30-60 分鐘，消毒后需將系統(tǒng)冷卻至正常運行溫度。臭氧 (O?) 消毒效果良好，需配套臭氧發(fā)生器和破壞器，臭氧濃度一般控制在 0.1-0.3mg/L，接觸時間為 15-30 分鐘，消毒后需通過臭氧破壞器將臭氧濃度降至 0.05mg/L 以下?；瘜W消毒 (如 H?O?) 較少用于超純系統(tǒng)，存在殘留風險，需沖洗驗證。
使用點 (POU) 采用零死角隔膜閥、快接卡盤 (SMS,DIN)，設計便于取樣和驗證。取樣閥采用衛(wèi)生級快裝取樣閥，確保取樣過程無污染。
三、GMP / 法規(guī)符合性關鍵考量 (5 噸級系統(tǒng)強化點)
系統(tǒng)驗證 (Validation)：
南昌5 噸 / 小時雙級 RO+EDI 超純水設備在設計確認 (DQ) 階段，某大型生物制藥企業(yè)組建了由工藝、質量、工程、設備等專業(yè)人員組成的 DQ 團隊，對 5 噸超純水系統(tǒng)的設計文件進行了全面審核。審核內容包括系統(tǒng)的工藝流程、設備選型、材料選擇、儀表精度、自控邏輯等是否滿足用戶需求 (URS) 和相關法規(guī)要求。特別關注了雙級 RO 的效率計算、EDI 的性能保證值、TOC 去除系統(tǒng)的設計參數(shù)、零死角設計的實現(xiàn)方式、EP 級不銹鋼的材質證明、高精度儀表的校準方案等。
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