ВОДОПІДГОТОВКА

ВОДОПІДГОТОВКА — процес попереднього очищення питної води від надлишку механічних домішок і катіонів, які утворюють накип в перегінному апараті. Для одержання води очищеної на ФП використовують чисту питну воду. Особливо важливо проводити В. для одержання води для ін’єкцій з метою зменшення утворення накипу в парових котлах і апаратах. Твердий шар накипу в дистиляторах утворюють різні речовини, у т.ч. основні бікарбонати кальцію та магнію, розкладаючись на вільну вуглекислоту та нерозчинні вуглекальцієву та вуглемагнієву солі за схемою:

Са (НСО3)2 → СО2– + Н2О + СаСО3↓;

Мg (НСО3)2 → СО2– + Н2О + MgCO3↓.

Вода, яка містить значну кількість солей Са2+ та Mg2+, називається жорсткою, а з незначною кількістю цих солей — м’якою. Жорсткість, яка залишається у воді після кип’ятіння протягом 1 год, називається постійною. Жорсткість води виражається в міліграм-еквівалентах Са2+ та Mg2+, що містяться в 1 л води. За цими показниками воду підрозділяють на дуже м’яку — 0–1,5 мг-екв.; м’яку — 1,5–3,0 мг-екв.; середньої м’якості — 3,0–6,0 мг-екв.; жорстку — 6,0–10,0 мг-екв.; дуже жорстку >10,0 мг-екв. Залежно від характеру домішок у воді та її призначення В. проводять різними методами. Для очищення води від механічних домішок, великих за розміром та питомою вагою, воду витримують у відстійниках, а дрібні домішки відділяють фільтруванням.

Метод осадження використовують з метою переведення Са2+ та Mg2+ у малорозчинні сполуки шляхом додавання таких реагентів, як сода, гідроксид натрію, тринатрійфосфат та ін. Утворення малорозчинних сполук відбувається за схемою: Са(НСО3)2 + Са(ОН)2 → 2СаСО3 + 2Н2О.

В основу методу катіонного обміну покладено обмін катіонів Са2+ та Mg2+ на катіони Na+ та Н+. Вода, яка пропущена крізь катіонні фільтри, містить лише легкорозчинні катіони і не утворює накипу в котлах та теплообмінних апаратах.

Найбільш поширеними у воді є домішки колоїдної дисперсності. Це тверді частки розміром <10–5 см, а також емульговані олії, які утворюють з водою стійкі колоїдні розчини, що не коагулюють довільно і не розшаровуються протягом тривалого часу (місяці й роки). Ефективним методом видалення високодисперсних забруднень води є попередня дестабілізація часток, а потім їх видалення шляхом відстоювання, флотації, фільтрування, мембранного фільтрування тощо. Найбільш широко як коагулянт для освітлення та знебарвлення використовують алюмінію сульфат.

Флотація — метод фазового розділення і концентрування речовин, перспективний для очищення води від забруднень різного ступеня дисперсності, видалення органічних і неорганічних сполук у дисоційованому та недисоційованому вигляді та для селективної витяжки цінних речовин. Використання флотації дозволяє підвищити ступінь очищення води і зменшити його термін.

Метод фільтрації крізь зернисті шари матеріалів не залежить від швидкості фільтрації води, товщини шару загрузки і поперечника зерен. Для фільтрації використовують різні матеріали: керамзит, вулканічні шлаки, кварцовий пісок; реагенти-флокулянти аніонітного типу — активна кремнієва кислота і поліакриламід з коагулянтом амонію сульфатом та флокулянт катіонного типу — ВА-2 як замінник амонію сульфату. Для видалення з води дисперсних домішок, неіоногенних ПАР, речовин білкової природи використовують цеоліти. Доведено, що вони мають досить виражену селективність щодо катіонів великих розмірів — Сs+ (цезію).

Поряд із традиційними способами одержання знесоленої води (дистиляція, випарювання, іонний обмін, електродіаліз) останнім часом використовують зворотний осмос — перехід розчинника (води) із розчину крізь напівпроникну мембрану під дією зовнішнього тиску, який має низку переваг: відсутність агресивних стоків, зручність, малу енергоємність тощо.

Метод біологічного очищення води ґрунтується на використанні чистих культур мікроорганізмів, здатних трансформувати і розкладати синтетичні органічні речовини. Доведено, що для повної деструкції органічних нітропохідних, гетероциклічних сполук та ін., які вважалися не здатними біологічно розкладатися, необхідна зміна умов проведення процесу чи використання набору асоціації мікроорганізмів із різними деструктивними можливостями. Напр., мікробне розкладання n-нітроаніліну відбувається швидко і легко внаслідок анаеробного відновлення нітрогрупи і подальшого гідролізу з подальшим розщепленням бензольного кільця в аеробних умовах. Але використання деструктивних можливостей мікроорганізмів у процесі очищення води стає практично неможливим без їх утримання (мобілізації) на спеціальних насадках за рахунок адгезії, хімічного зв’язування або механічного затримання різними полімерами (гелями). З цією метою можна використовувати так зване електроутримання — утримання клітин мікроорганізмів зернистими матеріалами в електричному полі. Суть методу полягає в тому, що зернисті й волокнисті матеріали (пісок, іонообмінні смоли, природні та синтетичні волокна) є діелектриками 2-го роду і при накладанні на них електричного поля (струму) можуть затримувати всі дисперсні, колоїдні та розчинні речовини, які з припиненням подачі електричного струму відразу вимиваються цим же потоком води. Повторне пропускання електричного поля миттєво відновлює фільтрувальні властивості матеріалів. Електроутримання може бути успішно використане у фармацевтичній промисловості для очищення води від мікробних клітин, колоїдних речовин, зокрема тих, які мають пірогенні властивості.

Бобылев Р.В. , Грядунова Г.П., Иванова Л.А. Технология лекарственных форм. — М., 1991. — Т. 2; Чуєшов В.І., Хохлова Л.М., Ляпунова О.О. та ін. Технологія ліків промислового виробництва. — Х., 2003.