RO-EDI sistemi za proizvodnju ultračiste vode
RO/EDI sistemi su najmoderniji i najjefikasniji proizvođači ultračistih voda koji se koriste u prehrambenoj, farmaceutskoj i u industriji poluprovodnika. Kombinacijom procesa (jednostepene ili dvostepene) reverzne osmoze i elektrodejonizacije stvara se kompaktan sistem koji donosi mnoge pogodnosti u vidu lakšeg, bržeg i ekonomičnijeg održavanja, povećane efikasnosti, i pouzdanijeg rada.
Slika 1: Blok šema RO-EDI sistema
Tradicionalne tehnike proizvodnje visokokvalitetne ultračiste vode podrazumevali su upotrebu značajnih količina hemikalija za regeneraciju i zamenu smole. RO/EDI sistemom eliminiše se potreba za korišćenjem ovih hemikalija pre svega opasnih kiselina, baza i otpada, kao i potreba njihovog skladištenja. Nepotrebne su i noseće konstrukcije, tankovi za skladištenje pomenutih hemikalija i otpada, pH neutralizatori i pripadajuća infrastruktura.
EDI procesom se proizvodi potpuno bezopasni otpad koji se bez specijalne obrade može ispustiti u prirodu ili vratiti u preradu. U većini slučajeva upotreba sistema sa procesom elektrodejonizacije smanjuje investicionu cenu kao i cenu proizvodnje. Glavni trošak ovog procesa je električna energija i njena potrošnja varira od 0.2 do 1 kWh/m3 proizvedene vode, što zavisi od samog kvaliteta ulazne vode.
Ultračista voda kao produkt ovih sistema ima garantovan kvalitet koji odgovara zahtevima kontrolisanim preko niza uputstava tzv. farmakopeja, izdatih od strane sanitetskih organa. Da bi se ultračista voda koristila u farmaceutskoj industriji, sledeće štetne supstance i karakteristike vode moraju biti u okviru granica koje propisuju navedeni normativi – američka ili farmakopeja evropske unije.
| Prečišćena voda (Aqua purificata) |
Visoko prečišćena voda (Aqua valde purificata) |
|||
|---|---|---|---|---|
| Vrsta farmakopeje | Evropska 8.0 | Američka 39-NF 34 | Evropska 8.0 | Američka 39-NF 34 |
| pH | 5 - 7 | |||
| Elektroprovodljivost (na 20 C) | < 4.3 µS/cm | / | < 1.1 µS/cm | < 1.3 µS/cm |
| Nitrati NO3 | < 0.2 ppm | / | < 0.2 ppm | < 0.15 ppm |
| Aluminijum | < 10 ppb | / | < 10 ppb | < 10 ppb |
| Teški metali | < 0.1 ppm | / | < 0.1 ppm | < 0.7 ppm |
| Aerobne bakterije | 100 CFU*/ml | 100 CFU/ml | < 100 CFU/ml | < 100 CFU/ml |
| Endotoksini | < 0.25 IU**/ml | / | < 0.25 IU/ml | < 0.25 IU/ml |
| Ukupni organski ugljenik | < 0.5 ppm | < 0.5 ppm | < 0.5 ppm | < 0.5 ppm |
| Voda za inekcije (Aqua ad iniectabile) |
||||
|---|---|---|---|---|
| Vrsta farmakopeje | Evropska 8.0 | Američka 39-NF 34 | ||
| pH | 5 - 7 | |||
| Elektroprovodljivost (na 20 C) | < 1.4 µS/cm | / | ||
| Nitrati NO3 | < 0.2 ppm | / | ||
| Aluminijum | < 10 ppb | / | ||
| Teški metali | < 0.1 ppm | / | ||
| Aerobne bakterije | 10 CFU*/ml | 10 CFU/ml | ||
| Endotoksini | < 0.25 IU**/ml | / | ||
| Ukupni organski ugljenik | < 0.5 ppm | < 0.5 ppm | ||
* CFU – Colony Forming Unit (Jedinica formiranja kolonija bakterija po uzorku) ;
** IU – International Units (Internacionalna jedinica merenja za količinu supstance)
RO blok
Nakon predtretmana vode, kao što je prikazano na slici 1 (blok šemi), upotrebljava se efikasniiji dvostepeni RO proces sa recirkulacijom koncetrata. On proizvodi daleko kvalitetniji permeat i ostavlja mogućnost da se iz njega ukloni neželjeni ugljen-dioksid CO2 (u kasnijim procesima sa mix bedom) između 2 nivoa modula. Recirkulacijom koncentrata održava se visok stepen iskorišćenosti sistema. |
Slika 2 : Blok šema dvostepene reverzne osmoze |
Elektrodejonizacija (EDI)
EDI je postupak koji se sastoji iz dveju efikasnih kombinacija prečišćavanja vode : elektrodijalize i jonske izmene. U ovom procesu, jednosmerna električna struja preuzima ulogu kontinualnog regeneranta smole, umesto dosadašnjih klasičnih hemikalija.
Sistem elektrodejonizacije je paket komora sa ispunom i polupropusnim katjonskim i anjonskim membranama. Jedan EDI paket na krajevima je sačinjen od 2 elektrode suprotnog naelektrisanja, (na koje se dovodi napon do 600 V) i više parova (paketa) komora. Paket komora čine komora sa ispunom od mix beda (mešane katjonske i anjonske smole) i komora za koncentrat koje su razdvojene polupropusnim membranama.
 Slika 3: EDI proces |
 Slika 4: Šema EDI modula |
Elektrolizom smola uklanja jone iz napojne vode kao konvencionalni jonoizmenjivač. Joni zadržani u smoli bivaju privučeni suprotno nalektrisanim elektrodama u komoru, odakle bivaju uklonjeni usled protoka vode. Posredstvom vladajućeg električnog polja, razdvajanjem molekula vode nastaju njeni joni H+ i OH- koji se slobodno kreću ka katodi (kroz katjonsku smolu) odnosno anodi (kroz anjonsku smolu). Kako se ovi joni kreću kroz smolu, samim time oni je kontinualno regenerišu.