thiết kế hệ thống xử lý nước tinh khiết đạt tiêu chuẩn GMP-WHO

Tên dự án: “Nhà máy sản xuất dược phẩm kháng sinh đạt tiêu chuẩn GMP-WHO tại tỉnh Bình Dương” với công suất sản xuất Dự án là 2.000 tấn/năm của Công ty Cổ phần Dược phẩm Trung ương VIDIPHA.

Để đáp ứng được nhu cầu sử dụng thuốc dược phẩm trên thị trường trong vàngoài nước như hiện nay, các nhà máy sản xuất dược phẩm Việt Nam cần phải đầu

tư về công nghệ cũng như thiết bị tiên tiến ngày càng cao, để phục vụ trong quá trìnhsản xuất theo tiêu chuẩn GMP-WHO

1.2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Trong thời gian gần đây, vấn đề về dược phẩm trong nước và ngoại nhập trênthị trường Việt Nam rất phong phú và đa dạng Tuy nhiên về chất lượng cũng nhưxuất xứ nguồn gốc thì người tiêu dùng ít một ai quan tâm nghĩ đến khi sản xuất ramột sản phẩm trong dược phẩm thì vấn đề được kiểm tra trong từ khâu nhập liệu đếnkhâu chiết suất và thành phẩm đã đi qua những công đoạn gì và chất lượng như thếnào…

Hiện nay, có rất nhiều ý kiến xung quanh vấn đề thuốc tây, dược phẩm, đôngdược Đến thời điểm này trên thị trường Việt Nam rất sôi động về những sản phẩm

thuốc ngoại nhập cũng như nội địa Bên cạnh về mặt tích cực, thị trường dược phẩmcũng đang là điểm nóng về những sai phạm trong việc sản xuất chưa đúng qui trình

và chất lượng trong nguồn nhập liệu theo tiêu chuẩn GMP Chạy theo lợi nhuận cũngnhư số lượng sản phẩm để tăng lợi nhuận thật nhiều Nhà sản xuất có thể bấp chấpmọi nguyên tắc cũng như qui định của bộ y tế , cục dược, cũng như tiêu chuẩn GMP-WHO hiện nay mà không đầu tư thiết bị hiện đại hoặc đầu tư thiết bị sai sờ chưa đủđiều kiện đưa vào sản xuất trong nghành dược Một trong những nguồn nguyên liệukhông thể thiếu trong bất kỳ dây chuyền nào trong sản xuất nhà máy dược đó lànguồn nước được sử dụng pha chế trong dược phẩm Nước trước khi đươc vào phachế hay sử dụng rửa thiết bị ,dụng cụ …cần phải được xử lý đạt nước tinh khiết theotiêu chuẩn GPM-WHO Do vậy tính cấp thiết cho đề tài là đề xuất và thiết kế hệthống xử lý nước tinh khiết cấp cho nhà máy sản xuất dược phẩm đạt tiêu chuẩnGMP-WHO

1.3 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

Nhiệm vụ của đồ án là thiết kế hệ thống xử lý nước tinh khiết đạt tiêu chuẩn

GMP-WHO để cấp cho nhà máy sản xuất dược phẩm trung ương VIDIPHA

(Nhà máy xây dựng ở Tân Hiệp –Tân Uyên –Bình Dương) Công suất 3m3/h

1.4 NỘI DUNG ĐỀ TÀI

 Giới thiệu về đề tài

 Tổng quan về nước cấp và công nghệ xử lý nước cấp

 Lựa chọn công nghệ xử lý nước tinh khiết cho nhà máy sản xuất dượcphẩm đạt tiêu chuẩn GMP-WHO

 Tính toán thiết kế các đơn vị công trình xử lý

 Tính kinh phí đầu tư

 Vận hành và quản lý hệ thống

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN DƯỢC PHẨM TRUNG ƯƠNG VIDIPHA

2.1 THÔNG TIN VỀ CỔ PHẦN DƯỢC PHẨM TRUNG ƯƠNG VIDIPHA 2.1.1 Tên dự án

Tên dự án: “Nhà máy sản xuất dược phẩm kháng sinh đạt tiêu chuẩn

GMP-WHO tại tỉnh Bình Dương” với công suất sản xuất Dự án là 2.000 tấn/năm của

Công ty Cổ phần Dược phẩm Trung ương VIDIPHA

2.1.2 Chủ đầu tư

Cơ quan chủ dự án: Công ty Cổ phần Dược phẩm Trung ương VIDIPHA

Địa chỉ trụ sở chính: 19-12 Nguyễn Văn Trỗi, Q Phú Nhuận, TP HCM.Phương tiện liên lạc: Điện thoại: 08.8440106 Fax: 08.8440446

Địa điểm thực hiện dự án: Ấp Tân Bình, xã Tân Hiệp, huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương

Đại diện: Ông Kiều Hữu Quốc tịch: Việt Nam

Tứ cận của khu vực Dự án tiếp giáp với những khu vực sau:

 Phía Bắc giáp: Đất trồng cao su của Công ty TNHH Minh Quang

 Phía Nam giáp: Đất trồng cao su của hộ Võ Văn Cảnh và Nguyễn Thị KimLiên

 Phía Tây giáp: Đường ĐH 423

 Phía Đông giáp: Công ty gạch men Xuân Hoà.

Tọa độ địa lý của Dự án được thể hiện dưới bản sau:

Bảng 2.1 Toạ độ địa lý của Dự án

Mối tương quan giữa Dự án với các đối tượng tự nhiên:

 Cách suối Cái khoảng 1,5km về hướng Nam

 Cách đường ĐT 747 khoảng 2,3km về hướng Nam

 Cách quốc lộ 13 khoảng 20KM

 Cách sông Đồng Nai 4Km về hướng Đông

Mối tương quan giữa Dự án với các đối tượng kinh tế - xã hội:

Dự án thuộc huyện Tân Uyên, tỉnh Bình Dương có mối quan hệ với các đối tượngkinh tế - xã hội trong khu vực như sau:

 Cách UBND xã Tân Hiệp 250m

 Cách thị xã Thủ Dầu Một – Bình Dương 20km

 Cách cảng Thành Phố Hồ Chí Minh 55 km

 Cách trung tâm Thành Phố Hồ Chí Minh 60 km

SƠ ĐỒ VỊ TRÍ DỰ ÁN NHÀ MÁY SẢN XUẤT DƯỢC PHẨM KHÁNG SINH ĐẠT TIÊU CHUẨN GMP-WHO TẠI BÌNH DƯƠNG CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN DƯỢC PHẨM TRUNG ƯƠNG VIDIPHA

Sơ đồ 2.1 Vị trí xây dựng nhà máy dược phẩm Vidipha

2.2 TỔ CHỨC CỦA CƠNG TY VÀ HOẠT ĐỘNG THƯƠNG MẠI, SẢN

XUẤT CỦA CƠNG TY 2.2.1 Cơ cấu tổ chức cơng ty

Trụ sở chính Cơng ty Cổ phần Dược phẩm Trung ương Vidipha:

Với tổng diện tích khoảng 10.000m2, trụ sở chính của Cơng ty là nơi đặt 05phân xưởng sản xuất thuốc chính và cũng là nơi đặt văn phòng làm việc của Giámđốc, các Phĩ Giám đốc Cơng ty và các phòng nghiệp vụ của Cơng ty gồm: phòng Tổchức hành chính, phòng Tài vụ, phòng Kế hoạch, phòng Kinh doanh, phòng Kỹthuật, phòng Đảm bảo chất lượng (QA), phòng Kiểm nghiệm, Tổ kho, Ban Cơ điện,Ban Bảo vệ

Địa chỉ: 19-21 Nguyễn Văn Trỗi, Phường 12, Quận Phú Nhuận, TpHCM Điện thoại: (84-8) 8440 448 Fax: (84-8) 8440 446

SƠ ĐỒ CƠ CẤU BỘ MÁY QUẢN LÝ CÔNG TY

Sơ đồ 2.2 Sơ đồ cơ cấu quản lý Công ty Cổ phần Dược phẩm Trung ương

Vidipha 2.2.2 Hoạt động thương mại và sản phẩm sản xuất của công ty.

2.2.2.1 Hoạt động tiếp thị, quảng bá thương hiệu

- Đầu tư xây dựng Website Vidipha để giới thiệu các sản phẩm, thành tựu và hình ảnh của Vidipha đến người tiêu dùng

- Tích cực tham gia các Hội chợ chuyên ngành, mở rộng các chương trình tiếp thị quảng bá tạo dựng hình ảnh thương hiệu tốt trong lòng người tiêu dùng

- Xây dựng đội ngũ tiếp thị chuyên nghiệp và đội ngũ trình dược viên có

chuyên môn để tuyên truyền và quảng bá các sản phẩm của Công ty đến tận người tiêu dùng.

- Tăng cường hệ thống phân phối tại thị trường các khu vực Tây Nguyên, Miền Trung, Miền Bắc Đẩy mạnh tham gia đấu thầu cung cấp thuốc cho mảng điều trị tại các bệnh viện và các chương trình quốc gia

- Mở rộng hệ thống phân phối nhắm vào các Công ty TNHH dược tư nhân tại các địa phương từng bước nâng cao doanh số, nâng cao thị phần

- Tăng cường công tác xúc tiến thương mại, mở rộng quan hệ đối ngoại để tìm kiếm các đối tác xuất khẩu, mở rộng thị trường của Công ty ra nước ngoài

- Đầu tư xây dựng kho thành phẩm đạt tiêu chuẩn GSP

- Đầu tư xây dựng mới khu vực sản xuất thuốc viên sủi đạt tiêu chuẩn WHO

- Đầu tư mới 01 phân xưởng sản xuất thuốc nang mềm đạt tiêu chuẩn GMP-WHO

GMP Tăng cường vốn hoạt động và tăng cường đầu tư dự trữ nguyên liệu phục vụ sản xuất và mở rộng thị phần

- Bảo đảm và nâng cao chất lượng sản phẩm đạt tiêu chuẩn quốc tế đã được khẳng định

- Kiểm soát chi phí, gia tăng năng suất, giảm giá thành để nâng sức cạnh tranh cho sản phẩm của Công ty

Bảng 2.2 Công suất sản xuất trong 01 năm của Dự án

STT Tên sản phẩm Đơn vị tính Sản lượng

5 Thuốc không B-lactam Viên/năm 1.5000.000.000

2.2.3 Các vấn đề về nguồn nguyên liệu và nguồn nước sử dụng trong sản xuất 2.2.3.1 Nguồn nguyên liệu

Khi đi vào hoạt động, Dự án sẽ sử dụng nhiều loại nguyên vật liệu, năng lượng

để phục vụ cho quá trình sản xuất các loại dược phẩm khác nhau được thu mua từcác công ty phân phối trong và ngoài nước dưới sự kiểm sát chặc chẻ của bộ y tế vàcục dược Việt Nam

2.2.3.2 Nguồn nước sử dụng trong sản xuất:

- Nguồn nước sử dụng cấp cho nhà máy là nguồn nước được khai thác nước ngầm tại khu công viên nhà máy Nước giếng được qua hệ thống xử lý thô theo sơ

đồ sau:

- Nước trước khi đưa vào hệ thống xử lýnước tinh khiết để cấp cho sản xuất

yêu cầu phải đạt được tiêu chuẩn TCVN1329/2002/ BYT-QĐ.

Sơ đồ 2.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước giếng

Bể chứa nước sạch

CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC CẤP

VÀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC CẤP

3.1 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC NGẦM

Đây là một trong hai nguồn nước cung cấp chính cho nhu cầu nước sinh hoạtcủa người dân Nhưng hầu hết chất lượng chưa đảm bảo do đặc điểm địa chất củacác tầng đất Ở những nơi có độ sâu khác nhau thì thành phần cấu tạo hóa học rấtkhác nhau, đồng thời với sự phát triển của công nghiệp hiện nay cộng với sự khaithác nước ngầm quá mức làm cho các chất ô nhiễm thấm sâu vào các tầng đất ngầm.Tuy việc đun sôi, nấu nướng chỉ có thể loại bỏ vi khuẩn và một vài chất có hại nhưngđồng thời cũng làm phân hủy một số khoáng chất trong nước ngầm, kim loại nặng vàmột số chất độc hại vẫn còn Do đó, chúng ta cần kiểm tra chất lượng nước nóichung trước khi sử dụng vào mục đích sinh hoạt và ăn uống

Nước ngầm tồn tại ở các tầng nước trong lòng đất, có hai loại tầng : tầng giớihạn và tầng không giới hạn

- Tầng không giới hạn là lớp đất đá xốp không phủ trên nó lớp đất đá khôngthấm nước, trong tầng này có hai vùng : vùng bão hòa nước và vùng không bão hòađược phân chia ranh giới bởi mực nước trong đó, vùng không bão hòa chứa nhiềuoxy

- Nước ngầm trong tầng không giới hạn có nguồn gốc chính từ nước mưa thấmxuống, nằm ở độ sâu không lớn lắm Nó dễ bị nhiễm bẫn bởi tạp chất sinh hoạt,công nghiệp và nông nghiệp Nước trong tầng này là các dạng mạch nước ngầmnong, nước suối, lớp không bão hòa nằm giữa mực nước và mặt đất, nó có khả năngloại bỏ một số tạp chất nhưng vai trò chủ yếu của lớp nước này là kìm hãm tốc độ dichuyển của tạp chất xuống tầng nước dưới Lớp nước trong tầng không giới hạnluôn được bổ sung từ nước mưa Do đó, các vết nứt hay các lỗ khoan không đúngqui cách hoặc không còn hoạt động mà không được bịt lại sẽ phá vỡ tính năng kìmhãm sự di chuyển tạp chất của lớp không bão hòa

Tầng không giới hạn có trữ lượng nước cao hơn tầng giới hạn Nước trongtầng giới hạn chứa ít nitrat, chất hữu cơ và vi sinh vật hơn Nguồn nước này ít được

sử dụng nếu có các nguồn khác thay thế do chi phí khai thác cao và liên quan đếnyếu tố chất lượng nước : nhiều muối ở nguồn sâu, nhiều Fe, Mn, H2S, CO2 do thiếuoxy

- Tầng nước giới hạn là tầng bị phủ trên nó một lớp đất hay đá không có khảnăng thấm nước Nước tích tụ trong đó là do các dòng chảy ngang, chậm từ các tầngkhông giới hạn đến, nó không có lớp không bão hòa, có cấu trúc kiểu banh kẹp giữacác lớp không thấm nước Áp lực thủy tĩnh trong tầng giới hạn lớn nên khi khoanhay đào giếng thì nước sẽ phun lên, áp lực này sẽ giảm đi nếu không có nước bổsung

Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào các yếu tố sau : chất lượng nước mưa,chất lượng nước ngầm đã tôn tại thời gian dài trong lòng đất, bản chất lớp đất đánước thấm qua, bản chất lớp đá chứa tầng nước Thông thường, nước ngầm chứa íttạp chất hữu cơ, ít vi sinh và giàu thành phần vô cơ : Ca, Mg, K, Fe, Mn, cacbonat,bicacbonat, sunfat và clorua

 Nước ngầm trong vùng đá vôi, đá phấn chứa nhiều canxi, bicacbonat và trongvùng đá dolomit chứa nhiều magie, bicacbonat

 Nước ngầm trong vùng đá sa thạch, cát kết chứa nhiều NaCl và trong vùng đágranit chứa nhiều mangan, sắt

 Nước ngầm ven vùng đô thị, có nguồn thải chảy qua, nơi chôn rác chứa nhiềutạp chất là sản phẩm của quá trình phân hủy vi sinh như : nitrit, amoniac,nitrat, hydro sunfua, photphat

 So với nước mặt, độ dẫn điện (nồng độ các ion) trong nước ngầm cao hơn vàtăng cùng với độ sâu nguồn nước do các nguồn nước sâu ít được bổ sung, hòatrộn với các nguồn nước mới và do thời gian tiếp xúc lâu với đất đá tạo điềukiện hòa tan các khoáng vật trong tầng Ở nguồn nước sâu, già cỗi thì nồng độion cao và ở vùng đồng bằng rất dễ bị nhiễm mặn Nồng độ muối cao cũng cóthể là do khai thác quá mức trong điều kiện bổ sung hạn chế, co thể do nướcngầm có sẳn muối hay do sự xâm nhập mặn từ nước biển

 Nước ngầm là nước xuất hiện ở tầng sâu dưới đất, thường từ 30 – 40, 60 – 70,

có khi 120 – 150 và cũng có khi tới 180m

 Nước ngầm được thấm từ trên xuống, hoặc có thể tù nơi xa chảy về Dịngnước ngầm xuất hiện trên một lớp đất hoặc đá hoàn toàn không thấm nước Quacác lớp cát sỏi đá bị hấp phụ hết các tạp chất nên chất lượng nước ngầm sạch, ổnđịnh Nước ngầm có thể có những túi lớn nằm rải rác trong lịng đất, cũng có thểchảy thành mạch Trữ lượng nước ngầm khá lớn và rất quan trọng cho nước cấp ởthành phố và nông thôn vùng phèn, mặn…

 Nước ngầm được khai thác tù các tầng chứa nước dưới đất, chất lượng nướcngầm phụ thuộc vào thành phần khoáng hóa và cấu trúc địa tầng mà nước thấmqua Do vậy nước chảy qua các địa tầng chứa cát và granit thường có tính axit vàchứa ít chất khoáng Khi nước ngầm chảy qua địa tầng chứa đá vôi thì nướcthường có độ cứng và độ kiềm hydrocacbonat khá cao Ngoài ra đặc trưng chungcủa nước ngầm:

 Nhiệt độ và thành phần hóa học tương đối ổn định

 Không có oxy nhưng có thể chứa nhiều khí như CO2, H2S …

 Chứa nhiều khống chất hịa tan chủ yếu l: sắt, mangan, canxi,magie và flo

 Khơng cĩ sự hiện diện của vi sinh vật

 Theo báo cáo của Liên Hiệp Quốc, chỉ có khoảng 2/3 (60%) dân số Việt Namđược sử dụng nước sạch theo tiêu chuẩn chất lượng nước của Liên Hiệp Quốc

(Báo cáo diễn biến môi trường nước Việt Nam 2003.)

3.2 CÁC THÀNH PHẦN CÓ TRONG NƯỚC NGẦM

 Chất lượng nước ngầm nói chung là tốt, ít có trường hợp bị nhiễmbẩn hữu cơ, ở nhiều vùng cĩ thể sử dụng trực tiếp không cần làm sạch Tuy nhiên,nước ngầm thường có tổng khoáng hóa cao, nhiều khi chứa các chất khí hịa tan, cĩnhiều chất sắt v mangan Hm lượng sắt dao động từ vài mg/l đến hàng chục mg/l Ởnhiều vùng có nguồn bị nhiễm mặn hoặc có độ cứng cao

 Một loại nước ngầm tồn tại trong đất (phạm vi từ 1m đến 15m)thực chất là nước mặt, thường được gọi là nước ngầm “mạch nông” Chất lượngnước ngầm mạch nông ở nhiều vùng khá tốt, nhưng nhiều vùng cũng chỉ khá hơnnước mặt một chút vì bị ảnh hưởng trực tiếp của nước mặt bị ô nhiễm và thời tiết.Tuy nhiên, hiện nay ở nhiều vùng dân cư nông thôn chỉ dựa vào loại nguồn nước tốt,thuận lợi khi khai thác sử dụng cho các mục đích sinh hoạt, ăn uống

 Chất lượng nước ngầm phụ thuộc vào nguồn gốc của nước ngầm,cấu trúc địa tầng của khu vực và chiều sâu địa tầng nơi khai thác nước Ở các khuvực được bảo vệ tốt, ít có nguồn thải gây nhiễm bẩn, nước ngầm nói chung được bảo

vệ về mặt vệ sinh và chất lượng khá ổn định

3.2.1 Các ion có thể có trong nước ngầm

3.2.1.1 Ion canxi Ca 2+

Nước ngầm có thể chứa Ca2+ với nồng độ cao Trong đất thường chứa nhiều

CO2 do quá trình trao đổi chất của rễ cây và quá trình thủy phân các tạp chất hữu cơdưới tác động của vi sinh vật Khí CO2 hòa tan trong nước mưa theo phản ứng sau:

CO2 + H2O  H2CO3

Axit yếu sẽ thấm sâu xuống đất và hòa tan canxi cacbonat tạo ra ion Ca2+

2H2CO3 + 2CaCO3  Ca(HCO3)2 + Ca2+ + 2HCO3

Sự hình thành của Na+ trong nước chủ yếu theo phương trình phản ứng sau:

2NaAlSi3O3 + 10H2O  Al2Si2(OH)4 + 2Na+ + 4H4SiO3

Na+ cũng có thể có nguồn gốc từ NaCl, Na2SO4 là những muối có độ hòa tanlớn trong nước biển

3.2.1.4 Ion NH4 +

Các ion NH4 có trong nước ngầm có nguồn gốc từ các chất thải rắn và nướcsinh hoạt, nước thải công nghiệp, chất thải chăn nuôi, phân bón hóa học và quá trìnhvận động của nitơ.

3.2.1.5 Ion bicacbonat HCO 3

-Được tạo ra trong nước nhờ quá trình hòa tan đá vôi khi có mặt khí CO2

4Fe(OH)3 + 8H+  4Fe2+ + O2 + 10H2OKhi tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hóa, ion Fe2+ bị oxy hóa thành ion

Fe3+ và kết tủa thành các bông cặn Fe(OH)3 có màu nâu đỏ.Vì vậy, khi vừa bơm rakhỏi giếng, nước thường trong và không màu, nhưng sau một thời gian để lắngtrong chậu và cho tiếp xúc với không khí, nước trở nên đục dần và đáy chậu xuấthiện cặn lắng màu đỏ hung

Trong các nguồn nước mặt sắt thường tồn tại thành phần của các hợp chất hữu

cơ Nước ngầm trong các giếng sâu có thể chứa sắt ở dạng hóa trị II của các hợp chấtsunfat và clorua Nếu trong nước tồn tại đồng thời đihyđrosunfua (H2S) và sắt thì sẽtạo ra cặn hòa tan sunfua sắt FeS Khi làm thoáng khử khí CO2, hyđrocacbonat sắthóa trị II sẽ dễ dàng bị thủy phân và bị oxy hóa để tạo thành hyđroxit sắt hóa trị III

4Fe2+ + 8HCO3- + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3 + 8CO2Trong quy trình xử lý sắt trong nước ngầm, điều quan trọng là biết được điềukiện để chuyển sắt hóa trị II thành sắt hóa trị III và hyđroxit sắt (II) và hydroxit sắt(III) được tạo thành từ trạng thái hòa tan sang cặn lắng

Với hàm lượng sắt cao hơn 0,5 mg/l, nước có mùi tanh khó chịu, làm vàngquần áo khi giặt, làm hỏng sản phẩm của các ngành dệt may, giấy, phim ảnh, đồhộp Trên dàn làm nguội, trong các bể chứa, sắt hóa trị II bị oxy hóa sắt hóa trị III,tạo thành bông cặn, các cặn sắt kết tủa có thể làm tắc hoặc giảm khả năng vậnchuyển của các ống dẫn nước Đặc biệt là có thể gây nổ nếu nước đó dùng làm nướccấp cho các nồi hơi Một số ngành công nghiệp có yêu cầu nghiêm ngặt đối với hàmlượng sắt như dệt, giấy, sản xuất phim ảnh….

Nước có chứa ion sắt, khi trị số pH < 7,5 là điều kiện thuận lợi để vi khuẩn sắtphát triển trong các đường ống dẫn, tạo ra cặn lắng gỗ ghề bám vào thành ống làmgiảm khả năng vận chuyển và tăng sức cản thủy lực của ống

3.2.1.9 Ion mangan:

Mangan thường tồn tại song song với sắt ở dạng ion hóa trị II trong nướcngầm và dạng keo hữu cơ trong nước mặt Do vậy việc khử mangan thường đượctiến hành đồng thời với khử sắt Các ion mangan cũng được hòa tan trong nước từcác tầng đất đá ở điều kiện yếm khí như sau

6MnO2 + 12H+  6Mn2+ + 3O2 + 6H2OMangan II hòa tan khi bị oxy hóa sẽ chuyển dần thành mangan IV ở dạnghyđroxit kết tủa, quá trình oxy hóa diễn ra như sau:

2Mn(HCO3)2 + O2 + 6H2O  2Mn(OH)4 + 4H+ + 4HCO3

-Khi nước ngầm tiếp xúc với không khí trong nước xuất hiện cặn hyđroxit sắtsớm hơn vì sắt dễ bị oxy hóa hơn mangan và phản ứng oxy hóa sắt bằng oxy hòa tantrong nước xảy ra ở trị số pH thấp hơn so với mangan Để oxy hóa mangan trị số pHcần thiết > 9,5 Cặn mangan hóa trị cao là chất xúc tác rất tốt trong quá trình oxy hóakhử mangan cũng như khử sắt Cặn hyđroxit mangan hóa trị IV Mn(OH)4 có màuhung đen

Trong thực tế cặn và chất lắng đọng trong đường ống, trên cáccông trình là do hợp chất sắt và mangan tạo nên, vì vậy, tùy thuộc vào tỷ số củachúng, cặn có thể có mà từ hung đỏ đến màu nâu đen Quá trình oxy hóa diễn rangay với các chất dễ oxy hóa, do vậy , để oxy hóa hàm lượng mangan xuống đến 0,2mg/l, pH của nước phải có giá trị xấp xỉ bằng 9

Kết quả thực nghiệm cho thấy khi pH < 8 và không có chất xúctác thì quá trình oxy hóa mangan (II) thành (IV) diễn ra rất chậm, độ pH tối tưuthường trong khoãng từ 8,5 đến 9,5.

Với hàm lượng tương đối thấp, ít khi vượt quá 5 mg/l Tuy nhiên,với hàm lượng mangan trong nước lớn hơn 0,1 mg/l sẽ gây nhiều nguy hại trong việc

sử dụng giống như trường hợp nước chứa sắt với hàm lượng cao

3.2.2 Các chất khí hòa tan trong nước ngầm

Được tạo thành trong điều kiện yếm khí từ các hợp chất humic với

sự tham gia của vi khuẩn:

4C10H18O10 + 2H2O  21CO2 + 19CH4

Nồng độ các tạp chất chứa trong nước ngầm phụ thuộc và các vịtrí địa lý của nguồn nước, thành phần các tầng đất đá trong khu vực, độ hòa tan củacác hợp chất trong nước, sự có mặt của các chất dễ bị phân hủy bằng sinh hóa trongchất đó Nước ngầm cũng có thể bị nhiễm bẩn do các tác động của con người như

phân bón, chất thải hóa học, nước thải sinh hoạt và công nghiệp, hóa chất bảo vệthực vật Các nguồn nước thường chứa hàm lượng lớn các chất bẩn hữu cơ NH4+,

PO43- cũng như các vi sinh vật gây bệnh Xử lý nước nhiễm bẩn là công việc khá khókhăn để đạt được các chỉ tiêu chất lượng nước sinh hoạt Do vậy các khu vực khaithác nước ngầm cấp cho sinh hoạt và công nghiệp cần phải được bảo vệ cẩn thận,tránh bị nhiễm bẩn nguồn nước Để bảo vệ nguồn nước ngầm cần khoanh vùng khuvực bảo vệ và quản lý, bố trí các nguồn thải ở khu vực xung quanh

Tóm lại, trong nước ngầm có chứa các cation chủ yếu là Na+, Ca2+,

Mg2+, Fe2+, Mn2+, NH4+ và các anion HCO3-, SO42-, Cl- Trong đó các ion Ca2+, Mg2+

chỉ tồn tại trong nước ngầm khi nước này chảy qua tầng đá vôi Các ion Na+, Cl-,

SO42- có trong nước ngầm trong các khu vực gần bờ biển, nước bị nhiễm mặn Ngoài

ra, trong nước ngầm có thể có nhiều nitrat do phân bón hóa học của người dân sửdụng quá liều lượng cho phép Thong thong thì nước ngầm chỉ có các ion Fe2+, Mn2+,khí CO2, còn các ion khác đều nằm trong giới hạn cho phép của TCVN đối với nướccấp cho sinh hoạt

ít tan Fe(OH)3 và được giữ lại ở bể lọc Làm thoáng có thể là : làm thoáng tự nhiênhay làm thoáng nhân tạo Sau khi làm thoáng, quá trình oxy hóa Fe2+ và thủy phân

Fe3+ có thể xảy ra trong môi trường tự do, môi trường hạt hay môi trường xúc tác

 Làm thoáng đơn giản trên bề mặt lọc: dàn phun mưa cao 0.7m, lỗ phun đườngkính 5- 7mm; lưu lượng 10m3/m2h Lượng oxy hòa tan sau làm thoáng = 40%lượng oxy hòa tan bão hòa (Ở 250C lượng oxy bão hòa = 8.4 mg/l)

 Làm thoáng bằng dàn mưa tự nhiên: dàn một bậc hay nhiều bậc với sàn rải xỉhoặc tre gỗ Lượng oxy hòa tan sau làm thoáng = 55% lượng oxy hòa tan bãohòa Hàm lượng CO2 giảm 50%.

 Làm thoáng cưỡng bức: tháp làm thoáng cưỡng bức lưu lượng 30 – 40 m3/h,lượng không khí tiếp xúc 4 – 6 m3/m3 H2O Lượng oxy hòa tan sau làm thoáng =70% lượng oxy hòa tan bão hòa Hàm lượng CO2 giảm 75%

Trong nước ngầm, ngoài Fe2+ còn có HS-, S2- (H2S) có tácdụng khử đối với sắt nên ảnh hưởng đến quá trình oxy hóa sắt

2H2S + O2  2S + 2H2ONếu trong nước có oxy hòa tan thì phản ứng oxy hóa S2- xảy ratrước sau đó mới tiếp tục oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ Vì vậy, ta phải tính toán lượngoxy cung cấp để đủ oxy hóa Fe2+ thành Fe3+ để đạt tiêu chuẩn cấp nước

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khử sắt : pH , O2 , hàm lượng sắt trong nướcngầm, CO2 , độ kiềm, nhiệt độ, thời gian phản ứng Khi tất cả các ion Fe2+ đã chuyểnhóa thành các bông cặn Fe(OH)3 thì chúng sẽ được loại bỏ ở bể lọc

Khi có đủ hàm lượng oxy để oxy hóa sắt, thời gian oxy hóa trên công trình sẽ phụthuộc vào trị số pH của nước

Bảng 3.1 Mối quan hệ giữa pH và thời gian nước tiếp xúc trong bể tiếp xúc – bể lọc

Thời gian tiếp xúc cần

thiết (thời gian lưu nước)

trong bể lắng và bể lọc,

phút

Thời gian tiếp xúc cần

thiết lưu nước trong bể lọc

Khử sắt bằng vôi : phương pháp này thường kết hợp với cácquá trình ổn định hay làm mềm nước.

C* là than hoạt tính, clo trước khi phản ứng có thể hấp phụ trên bề mặt than.

Hình 3.2 : Cấu tạo và sự hấp phụ của than hoạt tính

2NHCl2 + H2O + C* <=> N2 + 4H+ + 4Cl- + C*OTốc độ phản ứng với than hoạt tính : NH2Cl > HOCl > OCl- > NH2Cl

3.3.2.2 Bằng ozon.

Ozon là một chất oxy hóa mạnh, nó có khả năng loại bỏ các chất vô cơ gâyđục, loại bỏ màu và mùi vị của nước Ưu điểm lớn nhất của ozon là xử lý tốt vàkhông tạo ra các sản phẩm phụ độc hại nhưng nhược điểm của nó là giá thành thiết

bị đắt hơn nhiều so với than hoạt tính

3.3.3 Khử cứng

Độ cứng của nước chủ yếu do sự hiện diện hai ion Ca2+, Mg2+ , hai tạp chất nàykhông gây hại cho sức khỏe nhưng gây hại cho các thiết bị : đóng cặn nồi hơi, đườngống dẫn và ảnh hưởng đến chất lượng đồ uống, các quá trình lên men

3.3.3.2 Phương pháp hóa học

Phương pháp loại trừ Ca2+, Mg2+ra khỏi nước là dựa vào tính tan thấp củaCaCO3 và Mg(OH)2 và có thể tách ra bằng các biện pháp lắng lọc Trong quá trìnhhình thành CaCO3 và Mg(OH)2 thì nồng độ cấu tử CO32- , HCO3- , pH đóng vai tròquan trọng trong việc hình thành kết tủa

Khử cứng theo phương pháp vôi – sô đa : nhằm làm tăng pH của môi trường

từ vôi và tăng nồng độ CO32- từ sô đa Có thể dùng NaOH để cấp OH- nhưng giáthành sẽ đắt hơn nhiều, các phản ứng chính trong quá trình khử bao gồm :

So với quá trình khử cứng bằng vôi – sô đa thì lợi thế của phương pháp trao đổi ion

là đơn giản, thao tác dễ dàng, loại bỏ độ cứng triệt để nhưng giá thành ban đầu kháđắt và nước cần một độ trong nhất định

Ca(HCO3)2 + 2Na-R  Ca-R + 2NaHCO3(khử cứng)Ca-R + NaCl  2Na-R + CaCl2 (tái sinh nhựa cationit)

MgCO3 + H2O Mg(OH)2 + CO2Mg(HCO3)2 MgCO3 + H2O + CO2Ca(HCO3)2  CaCO3 + H2O + CO2

Ca(OH)2 + H2O + CO2  CaCO3 + 2H2O

Ca2+ + 2HCO3- + Ca(OH)2  CaCO3 + 3H2O

Ca2+ + (SO42- + Cl-) + Na2CO3  CaCO3 + 2Na+ + (SO42- + Cl-)

Mg2+ + 2HCO3- + 2Ca(OH)2  2CaCO3 + Mg(OH)2 + 2H2O

MÔ TẢ CẤU TẠO HẠT NHỰA TRAO ĐỔI ION

Bản chất

Của quá

Trình trao

Đổi ion

Hình 3.4: Mô tả cấu tạo hạt nhựa trao dổi ion

Hình 3.5 : Mô tả quá trình trao dổi ion( làm mềm nước)

 Quá trình trao đổi ion có thể thực hiện theo 2 phương thức : ngắt đoạn hayliên tục Quá trình liên tục được thực hiện trong cột chứa tầng cố định chất trao đổiion, nước cho chảy qua cột từ trên xuống Quá trình tái sinh diễn ra theo chiều ngượclại, dùng lực đẩy của dòng xáo trộn hạt nhựa để tăng kha năng tái sinh

3.3.3.3 Trao đổi ion

Nguyên tắc trao đổi ion để khử khoáng là loại cation trước và anion sau Nhựatrao đổi ion H+ cho các cation hòa tan và nhựa trao đổi ion OH- cho các anion hòatan Giống như quá trình khử cứng bằng trao đổi ion nhưng các ion trao đổi khônggóp phần vào chất rắn hòa tan dòng ra, thích hợp với nước có TDS ≤ 700ppm

Thẩm thấu ngược sử dụng đặc tính của màng bán thấm là cho nước đi quatrong khi giữ lại các chất hoà tan trừ một vài phần tử hữu cơ rất giống nước ( cótrọng lượng phân tử bé và độ phân cực lớn)

Thẩm thấu ngược

Thẩm thấu ngược sử dụng đặc tính của màng

bán thấm là cho nước đi qua trong khi giữ lại

các chất hoà tan trừ một vài phần tử hữu cơ

rất giống nước ( có trọng lượng phân tử bé

và độ phân cực lớn).

Hình 3.7 Thiết bị lọc thẩm thấu ngược(RO)

video_spiralwound.exe

MƠ TẢ QUÁ TRÌNH CẤU TẠO CỦA MÀNG RO

Hình 3.8 Cấu tạo màng lọc thẩm thấu ngược(RO) 3.3.5 Khử trùng

Mục đích : loại bỏ vi khuẩn, vi sinh vật cĩ hại trong nước

3.3.5.1 Phương pháp vật lý : UV, vi lọc.

 Phương pháp chiếu tia cực tím (UV : Ultra violet)

Phương pháp chiếu tia UV ngày càng được quan tâm vì không cần đưa thêm hóachất vào nước Khi tiếp xúc với tia cực tím, các axít nucleic của cơ thể vi sinh vật bịbiến đổi theo chiều hướng bất lợi Vùng ánh sáng có tác dụng diệt khuẩn cao nhất là

ở bước sóng 200nm đến 300nm, đây là vùng axít nucleic hấp thụ mạnh nhất và chịubiến đổi sâu sắc Khi các tế bào hấp thụ tia cực tím, tia cực tím sẽ tác động lên nhân

tế bào và làm cho chúng bị phân hủy, mất khả năng phát triển và sinh sôi Anh sángtia cực tím chia làm 3 vùng :

Để đạt hiệu suất khử trùng cao ngoài những thông số thích hợp của thiết bị, tacòn phải chú ý đến các yếu tố chất lượng nước cần xử lý như : độ đục, chất gâymàu, và các yếu tố khác ảnh hưởng đến khả năng truyền qua của tia cực tím Trong

đó yếu tố ảnh huởng mạnh nhất đến khả năng khử trùng là độ trong của nước Chỉkhi nước có độ truyền qua trên 80% thì quá trình khử trùng mới có hiệu quả vì khicác hạt lơ lửng gặp các hạt lơ lửng nó sẽ bị phân tán làm giảm quãng đường truyềntrong nước Ngoài ra một số vi khuẩn bám vào những hạt huyền phù không tiếp xúcvới tia cực tím, một số muối tan và chất hữu cơ cũng hấp phụ một phần tia cực tímlàm giảm hiệu suất khử trùng Bề mặt đèn cực tím cũng phải được làm sạch để tránh

sự tổn thất mật độ ánh sáng do các chất bẩn tích tụ trên đó

Các ưu điểm của phương pháp chiếu tia trực tiếp so với các phương pháp khửtrùng bằng hóa chất khác :

 Thành phần khoáng của nước không thay đổi, không tạo thành các hợpchất hữu cơ chứa clo

 Độ an toàn trong hoạt động cao, không cần dùng hóa chất hấ phụ, thời gian khử trùng ngắn.

 Không xảy ra hiện tượng ô nhiễm do hóa chất, không gây ăn mòn thiết bị,thao tác đơn giản Việc chăm sóc và bảo dưỡng đơn giản : lau sạch bề mặt đèn

và thay đèn mới khi hết hạn sử dụng

 Đối với thiế bị nhỏ có thể dùng điện acquy hay năng lượng mặt trời

 Các khuyết điểm :

 Hiệu suất khử trùng kém khi độ truyền ánh sáng trong nước nhỏ hơn 80%,nước có tạp chất hữu và một số muối tan hấp phụ tia UV

 Nhiệt độ lớn hơn 250C làm gảim tính năng khư của tia UV

 Nước khử trùng có khả năng nhiễm khuẩn trở lại

 Nước có hàm lượng nitrat khi khử bằng UV có khả năng tại ra nitrit

 Phương pháp vi lọc

Thiết bị lọc có dạng hình trụ, còn gọi là nến lọc có độ xốp cao và mao quản có kíchthước nhỏ hơn kích thước vi sinh cần loại bỏ Nến lọc sản xuất từ diotomit, chất kếtdính và một số phụ gia Với lỗ xốp có kích thước từ 0,2m – 0,3m có thể loại bỏhầu hết các vi sinh có hại trong nước Để kéo dài thời gian lọc hiệu quả thì nước đầuvào cần có độ nhất định, tránh làm tắc, phụ thuôc vào chất lượng nước

Theo từng chu kỳ lọc, nến lọc cần được vệ sinh bằng cách rửa hay dùng dungdịch clo để làm vệ sinh Bên ngoài thiết bị vi lọc có gắn áp kế để theo dõi sự tăng ápsuất lọc, khi áp suất tăng đến mức nào đó thì quá trình lọc bị tắc nghẽn và phải tiếnhành rửa lọc

Lợi thế của phương pháp này trong việc loại bỏ vi khuẩn :

 Tính linh hoạt cao do nhiều nến lọc có công suất khác nhau có thể lắp đặtsong song phù hợp với công suất cần thiết

 Thành phần khoáng, muối nước không thay đổi

 Giá thành hoạt động thấp

 Nhược điểm là :

 Khi giữ lâu nước có thể bị nhiễm khuẩn trở lại

 Làm vệ sinh không tốt nước có thể bị nhiễm khuẩn

 Chỉ thích hợp cho qui mô nhỏ

3.3.5.2 Dùng hóa chất : bằng Clo, ozon, …

 Khử trùng bằng Clo :

Khi Clo gặp nước sẽ xảy ra phản ứng tạo thành dạng clo dư tự do là HClO,ClO- :

Cl2 + H2O  HCl + HClONếu trong nước có sự hiện diện amoniac thì sẽ tạo thành dạng clo dư kết hợp làcác cloamin Hiệu quả khử trùng dạng này tốt hơn dạng clo dư tự do :

HClO + NH3  NH2Cl + H2OHClO + NH2Cl  NHCl2 + H2OHClO + NHCl2  NCl3 + H2OYếu tố ảnh hưởng đến khả năng khử trùng : cạn lơ lửng, độ đục, nhiệt độ, pH

Ưu điểm : khử tảo, mùi, váng nhớt có trong nước và rẽ tiền Nhược điểm cómùi và có thể tạo ra chất THM gây ung thư Ngoài ra người ta cũng có thể sử dụngdạng ClO2 với hiệu quả cao hơn và không tạo ra THM nhưng chi phí đắt và dễ nổ

 Khử trùng bằng Ozon : liều lượng ozon khử trùng là 0,5 – 1,5 mg/l trong 5

phút

 Tác dụng và tốc độ khử trùng cao hơn clo và hợp chất clo

 Không tạo ra sản phẩm phụ hữu cơ độc hại

 Có thể oxy hóa nhiều chất hữu cơ đến sản phẩm cuối cùng là CO2 và nước

 Không gây mùi khó chịu ở nồng độ cao

 Không bền trong nước nên không thể dùng khử trùng đường ống như clo

 Giá thành thiết bị và vận hành đắt tiền

CHƯƠNG 4 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC TINH KHIẾT CẤP CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT DƯỢC PHẨM

4.1 ĐẶC TÍNH CỦA NGUỒN NƯỚC ĐẦU VÀO

Nguồn nước đầu vào hệ thống phải đạt được tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống của bộ y tế 1329/2002/BYT-QĐ

Bảng 4.1 Tiêu chuẩn nước sinh hoạt 1329/2002/BYT-QĐ

Phương pháp thử Mức độ

giám sát

I Chỉ tiêu cảm quan và thành phần vô cơ

6185-1996(ISO 1985)

B

1996(ISO 6595 –1982)

5961-C

14 Hàm lượng Clorua (a) mg/l 250 TCVN6194

-1996(ISO 1989)

9297-A

1996(ISO 9174 1990)

6703/1-C

18 Hàm lượng Florua mg/l 0,7 –

1,5

TCVN 1996(ISO10359/1-

4.2 TIÊU CHUẨN NƯỚC TINH KHIẾT CẤP CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT

DƯỢC PHẨM ĐẠT TIÊU CHUẨN GMP-WHO Bảng 4.2 Tiêu chuẩn nước cho sản xuất dược phẩm theo tiêu chuẩn GMP-

WHO

KHÔNG VƯỢT

QUÁ A.Các chỉ tiêu hóa ly

(Nguồn theo tiêu chuẩn trong dược điển GMP-WHO)

4.3 CÁC YÊU CẦU CẦN THIẾT TRONG THIẾT KẾ

Nước sau xử lý: đạt yêu cầu phục vụ sản xuất dược phẩm theo tiêu chuẩnGMP-WHO

Công suất thiết kế: 3m3/giờ

Mặt bằng cần cho lắp đặt hệ thống: 40m2

Các giai đoạn xừ lý chính:

 Xử lý loại bỏ các yếu tố lý học

 Xử lý loại bỏ các yếu tố hoá học.

 Xử lý loại bỏ các yếu tố vi sinh

Các phụ kiện

 Ống dẩn nước inoxSS304,SS316L, linh kiện loại chịu áp

 Van một chiều, val điều áp, … nhập ngoại

 Lưu lượng kế, đồng hồ đo độ dẫn, đồng hồ đo độ cặn, đồng hồ áp lực, …Các thiết bị đo lường phải được kiểm định trước khi lắp đặt vào hệ thống

sử dụng

Hộp điện điều khiển hệ thống :Toàn bộ hệ thống được thiết kế chung một

hộp điện điều khiển Nguồn điện 380V , 220 V - 50Hz , 50A Hệ thống hoạt độngbán tự động

4.4 ĐỀ XUẤT MỘT SỐ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ

4.4.1 Công nghệ xử lý nước tinh khiết (công nghệ số 1)

GVHD:TS.Đặng Viết Hùng Trang 33 SVTH: Nguyễn Hồng Lai

Bể chứa nước sạch đạt tiêu chuẩn 1329/2002/BYT-QĐ

Cột lọc 10 micron

Cột khử Cation

Cột khử khoáng(mixbed) Cột khử Anion

Cột lọc 1 micrron Bồn chứa nước sản xuất

NaOH + HCl

H2O2

Vệ sinh

Cột lọc 0.2 micron Cột làm mềm nước

Tiệt trùng bằng đèn UV

Phân xưởng sản xuất

NaOH Tái sinh

Tái sinh

H2O2

HCl Tái sinh

NaCl Tái sinh

4.4.2 Công nghệ xử lý nước tinh khiết (công nghệ số 2)

4.4.3 Công nghệ xử lý nước tinh khiết ( công nghệ số 3)

H2O2,NaOH, AXIT CITRIC

Bể chứa nước sạch đạt tiêu chuẩn 1329/2002/BYT-QĐ

Cột lọc 10 micron

Cột khử Cation

Lọc thẩm thấu ngược RO Cột khử Anion

Tiệt trùng bằng đèn UV

Phân xưởng sản xuất

NaOH Tái sinh

Vệ sinh

H2O2

HCl Tái sinh

NaCl Tái sinh

KHÍ OZONE

Sơ đồ 4.2 Sơ đồ công nghệ xử lý nước tinh khiết loại 2

4.4.3 Công nghệ xử lý nước tinh khiết (công nghệ số 3)

H2O2,NaOH, AXIT CITRIC Cột lọc 5micron

TBlọc thẩm thấu ngược RO2 Bồn chứa nước trung gian

Cột lọc 2 micrron

TBlọc thẩm thấu ngược RO1

Bồn chứa nước sản xuất

H2O2

Vệ sinh Cột lọc 0.2 micron

H2O2,NaOH, AXIT CITRIC

H2O2,NaOH, AXIT CITRIC

H2O2,NaOH, AXIT CITRIC

Tiệt trùng bằng đèn UV

Phân xưởng sản xuất

NaOH Tái sinh

Vệ sinh

H2O2

NaCl Tái sinh

KHÍ OZONE

Sơ đồ 4.3 Sơ đồ công nghệ xử lý nước tinh khiết loại 3

4.4.4 Công nghệ xử lý nước tinh khiết ( công nghệ số 4)

H2O2,NaOH, AXIT CITRIC

Bể chứa nước sạch đạt tiêu chuẩn 1329/2002/BYT-QĐ

Cột lọc 10 micron

Cột khử Cation1

Khoáng cation2 Cột khử Anion

Lọc thẩm thấu ngược Bồn chứa nước trung gian

HCl Tái sinh

Cột lọc 0.2 micron Cột làm mềm nước

Tiệt trùng bằng đèn UV

Phân xưởng sản xuất

NaOH Tái sinh

Vệ sinh

H2O2

HCl Tái sinh

NaCl Tái sinh

KHÍ OZONE Bồn chứa nước RO

Sơ đồ 4.4 Sơ đồ công nghệ xử lý nước tinh khiết loại 4

4.4.5 Công nghệ xử lý nước tinh khiết ( công nghệ số 5)

Bể chứa nước sạch đạt tiêu chuẩn 1329/2002/BYT-QĐ

Tiệt trùng bằng đèn UV

Phân xưởng sản xuất

NaOH Tái sinh

Tái sinh

H2O2

H2O2,NaOH, AXIT CITRIC

Vệ sinh

NaCl Tái sinh

OZONE

Sơ đồ 4.5 Sơ đồ công nghệ xử lý nước tinh khiết loại 5

4.5 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ

Trong các sơ đồ công nghệ trên thì mỗi công nghệ sẽ có những đặt tính riêng

Để khi chung ta cần thiết kế để cho hệ thống hoạt động vừa tiết kiệm năng lượng và lợi về mặt kinh tế và công tác vận hành …

Căn cứ vào kết quả bảng phân tích nước giếng tại khu công viên nhà máy dược phẩm trung ương Vidipha tại Bình Dương cho thấy nguồn nước ở đây chất lượng tương đối tốt

Căn cứ vào quy định của Cục Dược Việt Nam cũng như tiêu chuẩn WHO về chất lượng nước tinh khiết cấp cho nhà máy dược phẩm cũng như máy mócthiết bị khi lắp đặt

GMP- Trong các công nghệ xử lý nước tinh khiết nêu trên thì chọn công nghệ số 4 làmột trong những công nghệ xử lý nước tinh khiết được áp dụng rất nhiều trong nghành sản xuất dược phẩm ở Việt Nam hiện nay Công nghệ này nó vừa đáp ứng được chất lượng nước đầu ra luôn ổn định và vừa đảm bảo được tính kỹ thuật ,quy định của cục dược Việt Nam cũng như tiêu chuẩn GMP-WHO hiện nay

4.6 THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ( Bản vẽ ở phụ lục 5)

Nước được lấy bể chứa nước sạch đạt tiêu chuẩn 1329/2002/BYT-QĐ đi vào bình chứa inox1 với thể tích 3.000 lít và được bơm vào hệ thống xử lý nước tinh khiết qua hệ bơm PW1-PW2 Nước từ bồn chứa inox1 trước khi đi vào hệ thống trao đổi ion thì cần phải đi qua cột lọc tinh với kích thước lỗ lọc là 10 micromet mục đích là loại bỏ một số cặn lơ lững xó kích cở lớn hơn 10 micromet để bảo về cho các cột lọc trao đổi ion tăng hiệu quả trong xử lý các công trình ở phía sau nó Sau khi nước qua cột lọc tinh này lần lượt sẽ đi qua cột trao đổi làm mềm nước , tiếp đến là cột trao đổi cation1 để loại bỏ một số cation Mg2+,Mn4+,Pb2+,Fe2+… sau

đó nước sẽ tiếp tục đi qua cột trao đổi anion thì các ion mang điện tích âm như Cl-,

SO42-,NO3-,…Được giử lại trên lớp vật liệu hạt nhưa trao anion nước đi tiếp qua cột trao đổi cation 2 để một lần nữa loại bỏ một số khoáng chất còn lại Nước sau khi

đi qua hệ thống trao đổi ion (cation1-anion-cation2) sẽ được lưu trữ vào bồn chứa trung gian với thể tích V2=5000 lít Bồn nước này có nhiệm vụ là cung cấp nước vào thiết bị lọc thẩm thấu ngược (RO) bằng hệ bơm PW3-PW4 Trước khi dòng

nước vào hệ thống RO thì cần phải đi qua một thiết bị lọc tinh từ 5-1micromet để bảo vệ màng lọc RO cũng như tăng tuổi thọ và hiệu quả xử lý của màng lọc RO Sau thiết bị R.O nước sẽ chảy về bồn chứa hoàn lưu 2000 lít, có đèn UV1 nhúng chìm trong bồn Nứơc lại tiếp tục được bơm PW5, PW6( 1chạy 1 dự phòng) bơm qua thiết bị lọc 0.2micron và đèn triệt trùng UV2 để đi về từng nới sản xuất, sau đó phần nước dư sẽ được hồi về đèn triệt trùng UV3 và vào bồn chứa hoàn lưu Hệ thống bơm PW5,PW6 hoạt động liên tục theo chế độ tự động cài đặt bởi timer.

4.7 NHIỆM VỤ CỦA CÁC CÔNG TRÌNH TRONG HỆ THỐNG

4.7.1 Thiết bị lọc thô & lọc tinh 10- 02- 0.2 micron

Quá trình lọc giảm cấp nhằm tăng cường khả năng lọc của thiết bị và tránh sựphân cấp các ma trận lọc củâmngf lọc Tất cả các cặn bẩn có kích thước lớn hơn10micron, 02micron, & 0.2 miron nhằm đưa nước đạt độ trong cho phép Nước saukhi qua thiết bị lọc tinh đã đạt tiêu chuẩn về mặt lý hóa và vi sinh Hệ thống này sửdụng cartridge Filter do Mỹ sản xuất, các lõi lọc này được thiết kế với ma trận lọcthích hợp nên lọc rất hiệu quả

4.7.2 Thiết bị thẩm thấu ngược

Thiết bị thẩm thấu là pha được ưu tiên chuyển qua dưới tác dụng của građien

áp suất Chúng được miêu tả như một màng lọc và được phân loại chức năng theokích cỡ lỗ khoan Dùng chính chất của màng bán thẩm thấu cho nước chãy qua, tất

cả các chất hoà tan bị giữ lại trừ một vài phân tử hữu cơ rất gần nước ( khối lượngmol nhỏ, phân cực mạnh)

Khi ta muốn tách một dung dịch muôi cô đặc từ một dung dịch loãng hơn bằngmàng này, điện áp hóa có xu hướng làm nước chuyển từ buồng có điện thế cao đểpha loãng ra ( thẩm thấu ra trực tiếp) Nếu muốn cản lại sự khuếch tán này, cần phảiđặt lên một áp suất chất lỏng

Khi cần bằng, sự chênh lệch áp suất tạo ra được gọi là áp suất thẩm thấu của hệthống Thực vậy, để tạo ra nước “ lọc” từ một dung dịch có muối, cần phải vượt qua

áp suất thẩm thấu của dung dịch và cũng có thể nói rằng: để nhận được lưu lượngkinh tế thích hợp, cần phải làm việc với áp suất ít nhất lớn gấp 2 lần áp suất thẩmthấu

Tuy nhiên, trong thực tế hệ thống thẩm ngược được công ty chúng tôi thiết kế đơngiản, chi phí thấp dễ dàng vận hành và bảo trì Cần tạo của thiết bị R.O được mô tảbởi các phân tử như sau:

 Một bơm cao áp cung cấp năng lượng cho hệ thống

 Một hoặc nhiều modun màng lọc

 Một van xả áp để duy trì áp suất trong hệ thống

Nước sau quá trình này đạt yêu cầu kỹ thuật  nước tinh khiết có thể sử dụng uốngtrực tiếp (về mặt lý hoá)

4.7.3 Thiết bị làm mềm & trao đổi Ion

Phương pháp trao đổi Ion là sử dụng 02 loại nhựa cho hai cột, cột Cation &Anion, nước sau khi qua cột Cation & Anion, nước sau khi qua cột Cation sẽ giữ lạitất các Ion mang điện tích dươg nư: Fe, Ca, Mg đồng thời trả lại gốc H+ , sau mộtthời gian sử dụng thì gốc H+ trên nền nhựa không còn nữa(Lúc nước không đạt tiêuchuẩn, kiểm tra bằng Conductivity Meter) Ta cung cấp H+ cho nhựa trao đổi bằngcách hòan nguyên chúng với dung dịch H+Cl- nồng độ 5-10%, khi hoàn nguyên thìquá trình trao đổi xảy ra ngược lại nghĩa là Fe+ Y-;, Ca+.Y- trên nền nhựa sẽ traođổi bằng H+ có trong dung dịch hòan nguyên Tóm lại quá trình trao đỗi diễn ra ởcột Cation theo 02 phương trình sau:

-Tương tự cho cột Anion sẽ giữ lại tất các Ion mang điện tích âm như Cl, NO3,SO4đồng thời trả lại trong nước gốc OH- Sau một thời gian sử dụng thì gốc OH-trân nền nhựa không còn nữa, lúc này ta cung cấp cho OH- cho nhựa trao đổi bằngcách hòan nguyên chúng với NaOH nồng đồ 5-10%, khi ta hòan nguyên thì quátrình trao đổi xảy ra ngược lại, nghĩa là Y+ Cl-; Y+SO4- trên nền nhựa trao đổibằng OH- có trong dung dịch hòan nguyên Quá trình trao đổi diễn ra ở cột Aniontheo 02 phương trình sau:

Thiết bị trao đổi Ion là các chất vật liệu hạt không hòa tan có trong cấu trúcphân tử các gốc Axit hay Bazơ có thể thay thế được mà không làm thay đổi tính chất