电子教案与课件：药厂空气净化与水处理教材教案 模块二 任务二

贵州工业职业技术学院

课程教案

（2019～ 2020学年第一学期）

分院化学与材料分院

专业中心化工技术专业中心

课程名称中药制药生产技术

任课教师张素萍

课程名称药厂空气净化与水处理技术

模块名称模块二制药用水的制备技术

教学任务任务二纯化水的制备

授课班级化工1802AB 课时4节上课地点多媒体教室

教学目标知识

目标

✧掌握纯化水制备单元中微滤、超滤、纳滤、反渗透、离子交换、电去

离子技术的原理和操作。

✧熟悉典型的纯化水制备工艺流程，熟悉不同配置方式的纯化水制备系

统的特点。

✧熟悉纯水生产系统的基本要求，了解微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗

透膜的种类和材质。

能力

目标

✧学会微滤、超滤、纳滤、反渗透、离子交换、电去离子技术等单元制

备技术。

✧能将学到的理论知识运用到生产实际中，能根据纯化水质量要求选择

合理的纯化水制备工艺。

✧学会用学到的理论知识解决生产实际问题。

素质

拓展

目标

通过本项目学习，教会学生掌握，并教会学生如何将理论知识与生产实际相结合，做到学有所用，工学结合，边学边做。

教学重点纯化水制备单元中微滤、超滤、纳滤、反渗透、离子交换、电去离子技术的原理和操作。

教学难点1、纯化水制备单元中微滤、超滤、纳滤、反渗透、电去离子技术的操作。

2、微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜的种类和材质

教学

方法

启发式教学、案例教学法、引导法教学

参考资料1．《中华人民共和国药典》2015版.北京：中国医药科技出版社，2015．6 2．药品GMP指南．厂房设施与设备.北京：中国医药科技出版社，2011．8

3.《药品生产质量管理规范（2010年修订）》

4.药品GMP指南．厂房设施与设备.北京：中国医药科技出版社，2011．8

5. 冯庆，黄浩.制药用水侦破储存及分配系统设计.医药工程设计, 2010,31(1): 16

6. 空气洁净技术原理. 北京：科学出版社，2014.1

7. 药品生产质量管理工程. 北京：化学工业出版社，2008.7

步骤教学内容时间

分配

告

知

告知本次课的教学目的、教学内容、工业生产实际应用的意义、知识目标和能力目标5分钟

项目教学内容【引言】目前国内、外多数制药企业采用全膜法、二级反渗透法、一级反渗透加混床法、一级反渗透加EDI法、离子交换联合等方法制备纯化水，再经蒸馏的方法制取注射用水。上述制药用水生产工艺中，离子交换技术作为深度除盐手段仍被普遍采用。但离子交换树脂再生时会产生大量废酸、废碱，严重污染环境，发展受到制约。反渗透膜对水中的细菌、热原、病毒及有机物的去除率达到100%。二级反渗透虽可以免除使用离子交换树脂，但对原水的含盐量要求极高，因为反渗透装置的系统脱盐率为98%左右，如果原水含盐量高，则产水电导率就会超过控制指标。

【板书】一、典型的纯化水制备系统配置方式

【概述】通常情况下纯化水制备系统的配置方式根据地域和水源的不同而不同，纯化水制备系统应根据不同的原水水质情况进行分析与计算，然后配置相应的组件来依次把各指标处理到允许的范围之内。目前在国内纯化水制备系统的主要配置方式如图2-2-1所示，但阴阳树脂单床加混床处理方法正在被淘汰。

图2-2-1纯化水制备方法

原水水质应达到饮用水标准，方可作为制药用水或纯化水的起始用水，如果原水达不到饮用水标准，那么就要将原水首先处理到饮用水的标准，再进一步处理成为符合药典要求的纯化水。纯化水系统需要定期的消毐和水质的监测来确保所有使用点的水符合药典对纯化水的要求。

【板书】二、常用的纯化水制备技术

【板书】（一）原水预处理技术

原水预处理指借助于投加化学药剂、过滤、活性炭吸附、软化、精滤等方法对原水进行处理使之符合反渗透、离子交换树脂等装置进水水质指标的过程。见图2-2-1。

1、原水预处理的一般原则

【概述】为使原水的水质达到一个预期的指标，以满足纯化过程对原水的要求，必须对原水进行预处理，原水预处理的主要对象是水中的悬浮物、微生物、胶体、有机物、重金属和游离状态的余氯等。

①原水中悬浮颗粒的含量小于50mg/L时，可以采用接触凝聚或过滤，即加入凝聚剂后，经过水泵或管道直接注入过滤器，目前大多采用多介质过滤器。地表水中悬浮物含量大于50mg/L时，可采用混凝、澄清、过滤的方法。

②当原水中碳酸盐硬度较高时，可以在去除浊度的同时，加入石灰进行预软化。目前采用得最多的方法是采用阳离子交换树脂或加阻垢剂。

③当原水中的有机物含量较高时，可采用加氯、凝聚、澄清过滤等方法处理，若仍然不能

项目教学内容满足后续工序的进水要求时，可增加活性炭过滤等去除有机物的措施

④当原水中游离氯超过后续进水标准时，可采用活性炭过滤或加入亚硫酸钠等方法处理。

⑤如果后续处理工序采用反渗透或电法析等设备时，应在原水进放设备以前，再增设一个（组）精密过滤装置，作为反渗透等设备的保护措施。

⑥如果后续工序对胶体状态的硅要求较高，可在加入石灰的同时加入氧化镁，以达到去除硅的目的。

⑦地下水含铁量小于0.3mg/L，悬浮物含量小于20mg/L时，可采用直接过滤方法；地下水含铁量小于0.3mg/L，悬浮物含量大于20mg/L时，可采用直流混凝过滤方法；地下水含铁量大于0.3mg/L，应考虑除铁，再考虑采用直接过滤工艺或直流混凝过滤方法。当原水中铁、锰含量较高时，应增加曝气、过滤装置，去除铁和锰。

【板书】2、常用的原水预处理方法

【概述】

（1）混凝

混凝是水处理中对原水进行预处理的一个重要措施，处理的对象主要是水中的胶体物质及部分悬浮物，是一种化学方法。

一般认为，凝聚是指胶体被压缩双电层而脱稳的过程。絮凝是指胶体脱稳后凝结成大颗粒絮体的过程；混凝则包括凝聚与絮凝两种过程，对能起凝聚和絮凝作用的药剂统称为混凝剂。

（2）过滤

在水处理的沉淀、澄清过程中，原水通过混凝沉淀，原水中的悬浮物大部分已被去除，水质已经在很大程度上得到改善。原水过滤的主要设备为砂滤器，砂滤器采用的滤料多为石英砂、无烟煤和锰砂等。

（ 3）吸附

使用吸附法可以去除水中的有机物、胶体物质、微生物和余氯等，吸附法还可以对水进行除臭，脱色等。吸附过程常用的材料有活性炭和大孔径的吸附树脂等。

活性炭过滤的主要功能有吸附水中残留余氯、吸附水中约60%左右有机物，此部分有机物多为无机和有机的胶体，溶解性有机高分子杂质。

（4）软化

原水硬度的去除目前采用钠离子软化器、投加阻垢剂这两种方法，其中膜结垢是由于给水中的微溶盐在给水逐渐浓缩时超过了溶度积而沉淀到膜上，影响水处理系统下游的设备（如反渗透膜、离子交换柱及蒸馏水机）的运行性能，因此必需防止碳酸钙、硫酸钙、二氧化硅等造成的结垢。为了防止结垢造成化学污堵，可采用钠离子软化或投加阻垢剂的方法，在反渗透装置前设置软化器，除去水中Ca2+、Mg2+离子，在正常运行中不致产生结垢现象。

①软化器处理原理

②软化器的组成

【板书】3、预处理方法的选择

各种杂质进行预处理常用的方法见表2-2-1所示。

表2-2-1 预处理常用的方法

名称方法运行方式悬浮物杂质、胶体

混凝沉淀

过滤

沉降去除

截图吸附去除