Очистка воды — процесс угольной фильтрации.

1. Что такое угольная фильтрация?

Фармацевтическая установка для угольной фильтрации обычно проектируется на этапе предварительной обработки, устанавливается после процесса умягчения, перед тем как вода поступает в установку обратного осмоса, многоступенчатую или парокомпрессионную дистилляцию. Фильтр обычно изготавливается из нержавеющей стали. В качестве фильтрующего материала используется активированный уголь в виде частиц различного размера, от 10 до 50 меш. Частицы активированного угля изготавливаются из скорлупы кокосовых орехов, обычно в атмосфере, содержащей азот или другие инертные газы, сжигаются в бескислородных условиях, а затем этот уголь активируется паром или химическим методом. При паровой активации уголь нагревается до 750-950°C в присутствии пара. Пароактивированный уголь имеет очень мелкие поры, идеально подходящие для адсорбции компонентов воды. При химической активации уголь смешивают с пастой хлорида цинка и нагревают до 600-800°C. Химически активированный уголь имеет большой размер пор, что делает его идеальным для адсорбции более крупных молекул в воде.

2. Зачем устанавливать угольный фильтр?

Процесс начинается с удаления хлора и хлорамина; бактерии или микроорганизмы являются ключевыми факторами, которые необходимо учитывать в процессе фармацевтической водоподготовки, и установка предварительной обработки воды не является исключением. Однако хлор подавляет микроорганизмы и представляет две основные опасности для оборудования последующих установок обработки:

1. Эрозия мембран обратного осмоса (РО). В установке для очистки воды, соответствующей требованиям Фармакопеи, используются мембраны обратного осмоса, представляющие собой очень тонкие полупроницаемые материалы, выполняющие функцию фильтров. Эта мембрана чувствительна к хлору. Со временем хлор может разрушить мембрану, снизив ее фильтрующие свойства.

2. Опасно для гемодиализа. Хлор окисляет эритроциты, как и бактериальные молекулы. При окислении клеток высвобождается содержащийся в них калий. Калий окрашивает кровь в красный цвет — он используется в смертельных инъекциях для остановки сердца, поэтому воду для гемодиализа необходимо фильтровать, а вода, получаемая в результате процедуры, с избыточным содержанием хлора представляет опасность для пациента.

Очевидно, что хлор или хлорамины необходимо удалять из воды, а удаление хлора или хлораминов предотвращает деградацию мембран или коррозионное растрескивание под воздействием хлора в системе обратного осмоса, что обеспечивает непрерывную стабильность работы установки мембранной фильтрации на конечном этапе очистки и одновременно соответствует требованиям фармакопеи к воде, используемой в качестве конечного продукта, включая воду, содержащую хлор.

3. Роль угольной фильтрации

1. Дехлорирование

Фильтры для воды с гранулированным активированным углем эффективно удаляют свободный хлор. Частицы угля восстанавливают хлорноватистую кислоту (HOCL) до хлорид-ионов. Со временем реакция хлорид-ионов прекращается, образуются новые ионы углерода – хлорамины, а остаточное содержание хлора в воде, очищенной с помощью фильтра с активированным углем, не должно превышать 0,1 ppm.

2. Удалите хлорамин.

В частности, монохлорамин плохо усваивается организмом. Реакции с активированным углем протекают не так легко. Каталитический активированный уголь может обеспечить более высокую скорость реакции, чем традиционный древесный уголь.

3. Физическая адсорбция

Активированный уголь также обладает функцией физической адсорбции, способной адсорбировать органические вещества, запахи воды, коллоиды и пигменты.

4. Какие факторы влияют на эффективность угольной фильтрации?

На эффективность фильтрации угольного фильтра влияют такие факторы, как время контакта воды с угольным слоем, концентрация загрязняющих веществ, температура и pH воды. При высоких температурах фильтры с активированным углем менее эффективны, чем при низких. pH воды также влияет на адсорбцию загрязняющих веществ. При повышении pH на одну единицу (с 7) необходимо увеличить площадь поверхности активированного угля на 20%.

5. Метод дезинфекции

Фильтр с активированным углем также является потенциальным источником микробного загрязнения, что может быть связано с наличием в фильтрующем материале «регенерированного активированного угля из скорлупы кокосового ореха». Фильтрующий материал низкого качества с большей вероятностью вызывает масштабное бактериальное заражение после адсорбции и насыщения, поэтому фильтр с активированным углем должен быть спроектирован с функцией паровой дезинфекции, а дезинфекция угольного слоя циклической обработкой паром может предотвратить превышение допустимого количества микроорганизмов для угольных фильтров в данной провинции.

6. Замена фильтрующего материала

Профилактическая замена фильтрующего материала также является ключевым мероприятием для поддержания стабильности качества предварительно очищенной воды. В промышленности показатель адсорбции йода является одним из важных параметров для оценки адсорбционной способности активированного угля. Высокий показатель адсорбции йода помогает продлить срок эффективной работы активированного угля из скорлупы кокосовых орехов. В нормальных условиях показатель адсорбции йода нового активированного угля из скорлупы кокосовых орехов не должен быть меньше 1000 мг/г и всегда должен быть больше 500 мг/г в течение всего периода работы. Регулярная замена фильтрующего материала из активированного угля на основе данных о качестве воды является важным мероприятием для поддержания качества воды, но квалифицированные предприятия могут определять адсорбционную способность активированного угля из скорлупы кокосовых орехов путем регулярного измерения его показателя адсорбции йода и использовать это для определения оптимального времени замены.