水处理自动控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种水处理自动控制系统，用于药品生产中，包括原料水贮罐、预处理系统、反渗透系统、EDI电去离子装置、纯水箱以及实现系统自动控制的过程控制器；所述过程控制器采用PLC，所述反渗透系统包括依序连接的软化器、精密过滤器以及反渗透RO单元，所述EDI电去离子装置采用卷式膜。所述水处理自动控制系统先根据原料水的指标具体情况由所述预处理系统对其进行初级处理，去除水中悬浮物质和胶体后通过反渗透系统将水中的矿物质除掉，使其脱盐率约为97%，然后通过EDI电去离子装置进一步提高出水电导及脱盐率对水进行纯化，经过该水处理自动控制系统的原料水出水电导及脱盐率高，纯化效果好，能满足纯水技术指标要求。
【专利说明】水处理自动控制系统【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水处理【技术领域】，尤其涉及一种水处理自动控制系统。
【背景技术】
[0002]由于全球科技和工农业的发展，水环境的污染在所难免，并且带来了一些新的污染物:农药，增塑剂，洗涤剂等。美国已经确认有700种污染物存在于饮用水种，可能引起癌症、不孕症、神经系统和免疫系统失调。
[0003]然而，水是药品制造过程中重要的原辅材料。药品生产的工艺用水，包括纯化水和注射用水都对药品的生产过程至关重要，至少须满足国家药典中所规定的水质标准。
[0004]目前制药企业工艺用水的源水必须为城市饮用水，药典明确规定，制药工艺用水的原料水必须符合GB5749中规定的饮用水卫生标准，以避免因原水质量变化对工艺用水水质的影响。这是因为，天然水源的水，地表水、地下水及雨雪水，一般都会受到不同程度的污染，含有各种杂质。必须对天然水源的水进行加工处理才能得到符合制药工厂需求的工艺用水。药厂水处理是对水质成分的变革，亦即采用各种必要的物理、化学或生物学的工艺技术，将水中的污染物质分离出去，使水质达到所制药工艺用水中所要求水质标准的一种加工净化过程。但目前 的水处理系统不能达到制药厂水质所需要求。
实用新型内容
[0005]为了解决【背景技术】中存在的技术问题，本实用新型提出了一种采用先进的工控电脑作为水处理的过程控制器，采用先进的EDI (electrodeionization)技术的水处理自动控制系统，与水处理设备配套使用，可提高制水过程的自动化程度和可靠性。
[0006]本实用新型提供了一种水处理自动控制系统，用于药品生产中，包括原料水贮罐、预处理系统、反渗透系统、EDI电去离子装置、纯水箱以及实现系统自动控制的过程控制器，其中:
[0007]所述预处理系统由原料水泵提供动力，与所述原料水贮罐连接，所述预处理系统包括依序连接的多介质机械过滤器、活性炭过滤器与加热器；
[0008]所述反渗透系统包括依序连接的软化器、精密过滤器以及反渗透RO单元，且所述反渗透RO单元包括高压泵、反渗透本体装置、清洗和冲洗系统，所述反渗透本体装置包括反渗透膜、膜容器、高压泵、加药泵与清洗泵；
[0009]所述EDI电去离子装置采用卷式膜，且所述EDI电去离子装置的出水侧连接所述纯水箱。
[0010]优选地，所述过程控制器为PLC。
[0011]进一步地，所述活性炭过滤器配设有活性炭灭菌装置。
[0012]优选地，所述多介质机械过滤器有选择地采用石英砂或无烟煤作为滤料。
[0013]进一步地，所述预处理系统采用气动蝶阀多通路自动控制阀自动控制。
[0014]优选地，所述精密过滤器内置滤芯至少为PE芯、蜂房芯、折叠芯、钛管烧结芯、活性炭芯、陶瓷芯、聚丙稀纤维滤芯中的一种。
[0015]进一步地，所述软化器包括串联的双软化罐。
[0016]进一步地，所述反渗透系统的出水侧的所有阀门均为隔膜阀，且所述反渗透RO单元的给水和产品管线上设有取样阀，所述反渗透RO单元的出水侧设有电导率传感器。
[0017]进一步地，所述水处理自动控制系统还包括纯化水循环分配单元，所述纯化水循环分配单元包括用于纯化水的分配的变频泵、用于产生臭氧进行系统消毒的带臭氧计的臭氧发生器、用于分解系统内残余臭氧的UV灯、用于在线监控用水量及水质变化的流量计和电导率仪以及用于系统控制与水质监测记录的控制面板及记录仪。
[0018]进一步地，所述水处理自动控制系统还包括辅助装置与水处理测量指示仪表。
[0019]基于上述技术方案的公开，所述水处理自动控制系统先根据原料水的指标具体情况由所述预处理系统对其进行初级处理，去除水中悬浮物质和胶体后通过反渗透系统将水中的矿物质除掉，使其脱盐率约为97%，然后通过EDI电去离子装置进一步提高出水电导及脱盐率对水进行纯化，经过该水处理自动控制系统的原料水出水电导及脱盐率高，纯化效果好，能满足纯水技术指标要求；纯化水循环分配单元可完成纯水的生产、分配、消毒和监测，使纯水制备系统与纯水分配系统组成一个综合系统。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型提出的一种水处理自动控制系统的总体结构框图；
[0021]图2为图1中预处理系统的结构示意框图；
[0022]图3为图1中反渗透系统的结构示意框图。
[0023]1-原料水贮罐，2-预处理系统，3-反渗透系统，4-EDI电去离子装置，5_纯水箱，6-原料水泵；21_多介质机械过滤器，22-活性炭过滤器，23-活性炭灭菌装置，24-加热器；31-软化器，32-精密过滤器，33-反渗透RO单元，311-第一软化罐，312-第二软化罐312。
【具体实施方式】
[0024]请参照图1，图1为本实用新型提出的一种水处理自动控制系统，用于药品生产中，包括原料水贮罐1、预处理系统2、反渗透系统3、EDI电去离子装置4、纯水箱5以及实现系统自动控制的过程控制器(未图示)。
[0025]请参照图1和图2，所述预处理系统2由原料水泵6提供动力，且与所述原料水贮罐I连接，所述预处理系统包括依序连接的多介质机械过滤器21、活性炭过滤器22、活性炭灭菌装置23与加热器24。
[0026]所述多介质机械过滤器21可除去水中含有的悬浮物，特别是絮凝沉降等方法不能除去的悬浮物以及机械杂质，从而降低水的浊度，提高澄明度。所述多介质机械过滤器21可选择地采用石英砂或无烟煤作为滤料，滤料可以根据运行时间定期反洗，或者根据进出口压差来决定反洗，一般当滤层水头损失比清洁滤料层增加0.05MPa时进行反洗，反洗泵采用I台立式多级泵，每次反洗时间为10分钟。
[0027]所述活性炭过滤器22由于活性炭具有很大的表面积，能有效地除去水中的有机物、色度、异味及余氯，还可以除去水中的油脂、胶体硅和悬浮物质。在离子交换除盐系统中，可延缓油脂、有机物等杂质对阴离子交换树脂的污染，延长树脂的使用寿命。活性炭通常采用煤炭、果壳、木材等含碳物质通过化学或物理的方法制备。在制药工艺用水系统中，其也需要定期反洗，时间为10分钟，使用活性炭过滤器22要特别注意当活性炭装置运行时，是否存在着有利于微生物生长的因素，床层是否存在沟流，活性炭是否可在系统中在线再生，以及是否会产生细菌和热原、有机化学物，增加微小的炭粒子。故配设活性炭灭菌装置23对活性炭过滤器进行消毒、反冲，检测吸附能力以及定期更换活性炭等措施来控制上述情况。
[0028]请参照图1和图3，所述反渗透系统3包括依序连接的软化器31、精密过滤器32以及反渗透RO单元33，所述软化器31包括串联设置的第一软化罐311与第二软化罐312。
[0029]所述第一软化罐311与第二软化罐312 —备一用，保证设备运转中为反渗透装置提供低硬度水；且所述第一软化罐311与第二软化罐312利用钠型阳离子树脂中可交换的将水中的，交换出来，目前多采用一体化或全自动的软化水处理装置，树脂罐体采用玻璃钢、工程塑料等耐腐蚀、不生锈的材料，配备多路控制阀，可以按照时间和流量自动实现离子交换树脂的再生；装置配备的盐桶也可以通过重量传感或固态物位控制纳入自动控制，提醒操作人员及时补充盐。
[0030]所述精密过滤器32又称保安过滤器，用来进一步除去水中细小的悬浮颗粒，细菌及其他杂质，所述精密过滤器32内置滤芯有PE芯、蜂房芯、折叠芯、钛管烧结芯、活性炭芯、陶瓷芯、聚丙稀纤维滤芯等。滤芯不同过滤效果不同，因此所述精密过滤器32可根据原料水水质、出水水质及水量要求去除水中的悬浮物、某些胶体物质和细小颗粒物等，达到不同的过滤精度。用在反渗透前，保护反渗透膜不受固体颗粒物污染。
[0031 ] 所述反渗透RO单元33中，原料水经过软化处理后，加入还原剂以防止余氯氧化腐蚀RO膜，其中，加药量为水中余氯量的1.8倍；加入阻垢剂加药量为5ppm，以防止，等在RO膜上结垢，流经所述精密过滤器32，进入反渗透RO单元33。所述反渗透RO单元33包括:高压泵，反渗透本体装置、清洗和冲洗系统。反渗透装置本体是反渗透RO单元33的核心，其关键元件就是反渗透膜，其他元件包括:膜容器、高压泵、加药泵、清洗泵等都是为其服务的。采用超低压膜、低压膜的系统因膜元件所需推动压力低，管道、容器、仪表阀门的耐压要求低，可降低水泵的功率，减少制水成本。单级反渗透装置的脱盐率约为97%。
[0032]所述反渗透系统3中的所有测量装置配有可拆卸的连接件。在反渗透系统3出水侧的所有阀门均为隔膜阀。在反渗透RO单元33的给水和产品管线上提供取样阀。反渗透本体装置配备所需的连接件，用于对RO膜和压力容器进行清洗和卫生处理。
[0033]请参照图1，所述EDI电去离子装置4采用卷式膜，且所述EDI电去离子装置4的出水侧连接所述纯水箱5。所述EDI电去离子装置4ABS组件取代了传统的PVC组件，提高了机械强度和耐热性能，产品更加耐用；使用新型、优质的环氧树脂，且采用紧凑式立式设计从而避免了泄漏；由于EDI组件的卷式结构，可以达到很高的pH梯度，对组件具有自消毒效果，其产出水可高达10兆欧.厘米以上。各部件完全符合FDA的规范要求，因此能够保障产品的质量。且在所述EDI电去离子装置4中增加了可热水消毒的产品，外观用颜色标示:蓝色表示用冷水的操作工艺，红色表示可用热水消毒。所述EDI电去离子装置4可选择反渗透透过水和经过微滤的软化水作为原料水。
[0034]所述水处理自动控制系统还包括纯化水循环分配单元，能对纯水进行分配、消毒和监测，使得纯水质量在分配系统中完全符合欧美药典的要求。该装置将纯水分配、消毒与监测集成于一个框架内，完全替代了传统的繁琐设计。装置采用纯水制造低浓度臭氧对全分配系统进行消毒，并辅以紫外灯分解残余臭氧，将整个分配系统及纯水中的细菌含量维持在一个较低水平。纯水分配系统能大大地节省空间，取代传统的独立式安装。其包括用于纯化水的分配的变频泵、用于产生臭氧进行系统消毒的带臭氧计的臭氧发生器、用于分解系统内残余臭氧的UV灯、用于在线监控用水量及水质变化的流量计和电导率仪以及用于系统控制与水质监测记录的控制面板及记录仪。待消毒的纯水通过一个旁路管流经臭氧发生器并返回到纯水回路管路中，在流经臭氧发生器时纯化水吸收臭氧，浓度为15到25ppb的臭氧为纯水储罐提供了持续的保护。消毒后的纯水进入主管路之前，设置UV装置以将残留臭氧进行分解，把用点纯水中的臭氧浓度降低到可检测的水平以下。纯水制备系统与纯水分配系统一起组成一个综合系统，用于纯水的生产、分配、消毒和监测。
[0035]所述水处理自动控制系统还包括辅助装置与水处理测量指示仪表。辅助装置与主流程装置并无明显的界限，它不造成水质变化，但辅助装置同样是不可获缺。包括增压泵、加药泵、紫外线消毒器与管道材料及管道附件等等。所述水处理测量指示仪表包括双金属温度计、隔膜压力表、浮子流量计、温度变送器、压力变送器、流量变送器、液位开关和液位变送器、PH电极、ORP电极、检测装置、电导率探头及其他测量仪表等等，本文在此不赘述。
[0036]所述水处理自动控制系统的过程控制器为PLC，在纯水机或分配系统中，PLC是控制系统的核心，HMI是人机交流的界面-通常为现实操作屏。通过PLC编程，可与各控制元件一起，实现系统的自动控制。在HMI上，可以显示水机或分配系统的流程图-各测量点的测量值，各控制阀门的状态，并通过输出状态与阀门位置反馈信号判断系统的工作状态是否正常。例如，PLC输出开启信号给电磁阀，压缩空气应通过电磁阀，到达气动阀，如果此时压缩空气供应出现失压，气动阀得不到压缩空气供应，不能开启气动阀，阀门位置信号指示器给出阀门未开启状态的信号，然后比较气动阀的开启反馈信号与输出开启信号，确认气动阀动作不正常，从而给出报警信号。系统可根据报警类别，停止系统运行，并发出声讯及故障检查提示，通知操作人员检修。
[0037]基于上述技术方案的公开，所述水处理自动控制系统先根据原料水的指标具体情况由所述预处理系统对其进行初级处理，去除水中悬浮物质和胶体后通过反渗透系统将水中的矿物质除掉，使其脱盐率约为97%，然后通过EDI电去离子装置进一步提高出水电导及脱盐率对水进行纯化，经过该水处理自动控制系统的原料水出水电导及脱盐率高，纯化效果好，能满足纯水技术指标要求；纯化水循环分配单元可完成纯水的生产、分配、消毒和监测，使纯水制备系统与纯水分配系统组成一个综合系统。
[0038]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种水处理自动控制系统，用于药品生产中，其特征在于，包括原料水贮罐、预处理系统、反渗透系统、EDI电去离子装置、纯水箱以及实现系统自动控制的过程控制器，其中: 所述预处理系统由原料水泵提供动力，与所述原料水贮罐连接，所述预处理系统包括依序连接的多介质机械过滤器、活性炭过滤器与加热器； 所述反渗透系统包括依序连接的软化器、精密过滤器以及反渗透RO单元，且所述反渗透RO单元包括高压泵、反渗透本体装置、清洗和冲洗系统，所述反渗透本体装置包括反渗透膜、膜容器、高压泵、加药泵与清洗泵； 所述EDI电去离子装置采用卷式膜，且所述EDI电去离子装置的出水侧连接所述纯水箱。
2.根据权利要求1所述的水处理自动控制系统，其特征在于，所述过程控制器为PLC。
3.根据权利要求1所述的水处理自动控制系统，其特征在于，所述活性炭过滤器配设有活性炭灭菌装置。
4.根据权利要求1所述的水处理自动控制系统，其特征在于，所述多介质机械过滤器有选择地采用石英砂或无烟煤作为滤料。
5.根据权利要求1所述的水处理自动控制系统，其特征在于，所述预处理系统采用气动蝶阀多通路自动控制阀自动控制。
6.根据权利要求1所述的水处理自动控制系统，其特征在于，所述精密过滤器内置滤芯至少为PE芯、蜂房芯、折叠芯、钛管烧结芯、活性炭芯、陶瓷芯、聚丙稀纤维滤芯中的一种。
7.根据权利要求1所述的水处理自动控制系统，其特征在于，所述软化器包括串联的双软化罐。
8.根据权利要求1所述的水处理自动控制系统，其特征在于，所述反渗透系统的出水侧的所有阀门均为隔膜阀，且所述反渗透RO单元的给水和产品管线上设有取样阀，所述反渗透RO单元的出水侧设有电导率传感器。
9.根据权利要求1所述的水处理自动控制系统，其特征在于，还包括纯化水循环分配单元，所述纯化水循环分配单元包括用于纯化水的分配的变频泵、用于产生臭氧进行系统消毒的带臭氧计的臭氧发生器、用于分解系统内残余臭氧的UV灯、用于在线监控用水量及水质变化的流量计和电导率仪以及用于系统控制与水质监测记录的控制面板及记录仪。
10.根据权利要求1所述的水处理自动控制系统，其特征在于，还包括辅助装置与水处理测量指示仪表。
【文档编号】C02F9/06GK203440188SQ201320579093
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】初红霞, 王岩, 聂相举 申请人:黑龙江工程学院