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药厂的废水处理设备

产品时间:2020-09-27

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简要描述:

药厂的废水处理设备
在催化剂作用下,废水中的有机物可以被强氧化剂氧化分解,有机物结构中的双键断裂,由大分子氧化成小分子,小分子进一步氧化成二氧化碳和水,使COD大幅度下降,BOD/COD值提高,增加了废水的可生化性,经深度处理后可达标排放。用催化氧化法处理医药工业废水,可以克服 传统生化处理医药废水效果不明显的不足,有效地破坏有机物分子的共轭体系,达到去除COD、提高可生化性的目的。催化氧化法中,

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药厂的废水处理设备

制药废水处理工艺、制药污水处理方法、 制药废水处理、制药污水设施、制药废水工艺

制药废水大多数具有有机物浓度高、色度高、含难降解和对微生物有毒性的物质、水质成分复杂、可生化性差等特点。废水中的残留抗生素和高浓度有机物使传统生物处理法很难达到预期的处理效果,因残留抗生素对微生物的强烈抑制作用使好氧菌中毒,造成好氧处理困难;而厌氧处理高浓度的有机物又难以满足出水达标,还需进一步处理。

制药废水的复杂性与常规生化处理工艺的高耗、低效性,是导致当前大量制药废水难以处理和不易达标排放的直接原因。因此,在采用厌氧生化处理和厌氧、好氧生化组合的传统工艺之前,对制药废水进行有效的预处理,破坏或降解其中的残留药物分子及抗生素活性,使其中难以生物降解的物质转化为易于生物降解的小分子物质,即消除其对微生物的抑制作用,提高废水的可生化性,可以使后续生物处理的难度大大减少。

药品生产过程中所用原辅料成分复杂,反应产生的废水COD高达几万mg/L,我们将称之为高浓度有机废水 ,常规方法几乎不能直接处理。常见的处理这种高浓度有机废水的方法有:溶剂萃取法、吸附法、生物法、膜分离法、氧化法、焚烧法。 化学合成制药废水生物毒性大、可生化性差,属高浓度难降解有机废水 ,通常可以考虑采用高级氧化-铁碳微电解-ABR—UBF-好氧工艺进行处理,工程实践表明,该工艺处理效果稳定可靠,出水COD在300mg/L以下,出水水质完全达到污水综合排放标准(GB8978—1996)中二级排放标准.

随着医药工业的发展,制药废水已逐渐成为重要的污染源之一,由于制药废水成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高,特别是生化性很差、且间歇排放,很难处理。本文分析了制药生产废水的水质特征,介绍了近年来国内外制药废水处理过程中常采用的处理方法。详细阐述了制药厂工业废水处理技术。

化学制药的生产过程,有原料药生产和药物制剂生产组成,通过化学合成工艺和药用植物中分离提纯得到原料药。生产过程具有的特点是:生产流程长、工艺复杂;原辅材料种类多,生产过程的中间体及产品质量标准高,对原料和中间体严格控制质量;物料净收率较低,副产品多,三废多。化学制药企业在工业生产中产生的废水是我国污染严重、难处理的工业废水之一,具有有机物及无机盐含量高,BOD5和CODcr 比值低且波动大,可生化性很差,间歇排放,水量波动大等特点。

1、污水的分类

目前,工业废水和城市生活废水是我国水环境污染的污染源之一,尤其是随着生产规模的不断扩大及工业技术的飞速发展,含有高浓度有机废水的污染源日益增多。通常根据高浓度有机废水的性质和来源可以分为三大类:类为不含有害物质且易于生物降解的高浓度有机废水,如食品工业废水;第二类为含有有害物质且易于生物降解的高浓度有机废水,如部分制药业和化学工业废水;第三类为含有有害物质且不易于生物降解的高浓度有机废水,如有机化学合成工业和农药废水。由于高浓度有机废水采用一般的废水治理方法难以满足净化处理的经济和技术要求,因此对其进行净化处理、回收和综合利用研究已逐渐成为国际上环境保护技术的热点研究课题之一。

2、污水处理技术

制药废水的处理技术可归纳为以下几种:生物处理法、化学处理法、物理化学处理法、物理处理法等四种,各种处理方法具有各自的优势及不足。

2.1 生物处理技术

生物处理技术是一般有机废水处理系统中重要的过程之一,是利用微生物,主要是细菌的代谢作用,氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物,并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的技术。在现代的生物技术处理过程中,主要有好氧生物氧化、兼氧生物降解及厌氧消化降解被广泛应用,生物处理技术由于经济可行、无二次污染等特点,已越来越引起重视。

2.2 化学处理技术

化学处理技术是应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质,使废水得到净化的方法,其单元操作过程有中和、沉淀、氧化还原、催化氧化和焚烧等。

2.3 物理化学处理技术

物理化学处理技术是指废水中的污染物在处理过程中通过相转移的变化而达到去除目的的处理技术,常用的单元操作有萃取、吸附、膜技术、离子交换等。

2.4 物理处理技术

物理处理技术是指应用物理作用来分离废水中的溶解物质或乳浊物改变废水成分的处理方法,如格栅(筛网)、沉淀(沉砂)、过滤、微滤、气浮、离心(旋流)分离等单元操作,已成为废水处理流程的基础,目前已较为成熟。尽管以上处理技术经过一百多年的发展,至今已经比较成熟,但由于制药废水成分复杂、有机物含量高、毒性大、色度深和含盐量高,且生化性很差、间歇排放,属极难处理的工业废水。我公司根据废水的特性,指定了化废为宝、综合利用的引导方针,经研究确定了蒸发分离综合利用的处理技术,本工艺操作简单、运行成本较低,以下就我公司高浓度有机废水的处理技术作一简要论述。

3、制药厂有限公司污水处理技术

公司在生产过程中所产生的含盐废水, PH为碱性,废水原始浓度约10% (氯化钙、氯化钠、氯化铵以及2%低沸点有机物等),COD为100g/L、BOD为1000mg/L,由于废水水质成分复杂,进行生物化学处理难度非常大,先后与国内外许多环保工程公司、高校科研单位联系,送样处理、分析研究,均未拿出较好的可行方案。随着环保要求的逐步提高和长远发展的需求,彻底解决污水处理问题成为企业头等大事。公司依靠自身技术力量,结合生产实际,通过对污水产生过程分析确定此污水成分,研究污水中各组分的性质和特点,转变治理思路,创新的提出了蒸发分离综合利用的处理方案,确定首先将污水中的低沸点物质(有机物)先蒸出,车间回用。剩下的污水含有大量的无机盐,采用继续蒸馏,蒸出水返回车间作为工艺水回用,无机盐回收。此工艺将污水处理成工艺用水的同时,也回收了一定的有机物,做到零排放,降低了物料单耗,降低生产成本,做到清洁生产,保护环境。

考虑到蒸发过程中需要消耗大量能源,本着节能降耗的原则,公司在选择蒸发工艺时,采用多效蒸发,大大的降低了成本,使此工艺更加符合生产实际,加大了污水处理工艺的可靠性可行性。

本处理技术经省环保专家组论证,一致认为该工艺可行合理,方案可行,符合国家相关环保要求,既节能减排,又提高了循环利用,可以彻底解决化学原料药污水处理难题。

3.1工艺流程简述

经过预处理后的废水由进料泵吸入单效蒸发器,经过蒸发把2%的低沸点有机物蒸发回收,之后由真空吸入三效蒸发器进行蒸发,在三效分离器进行汽水分离,二次蒸汽到冷却器冷却后由排水泵排出进入废水处理设备或回用到工业生产中,物料在三效蒸发器达到设计浓度后由送料泵送入二效蒸发器进行加热蒸发,二次蒸汽当作三效蒸发器热源,经过二效蒸发达到一定浓度时,采用化工流程泵送入一效蒸发器进行蒸发,二次蒸汽热能进入二效蒸发器当作二效蒸发器热源,经过一效蒸发达到设计浓度后用泵抽入地槽自然沉淀,定期人工清理,冷凝液回用或者去生化处理。一效、二效及三效蒸发装置均采用高速循环下进行蒸发,以防止在蒸发时设备结垢堵塞。

物料流程:废水→单效蒸发器(回收2%低沸点物质)→ 中间槽→三效加热器→三效分离器→二效加热器→二效分离器一效加热器→一效分离器→系统外。

蒸汽流程:蒸汽→一效加热器→一效分离器→二效加热器二效分离器→三效加热器→三效分离器→冷凝器。

蒸汽冷凝水:蒸汽→一效加热器→系统外(可作为锅炉补充水)。物料冷凝水流程:一效加热器→二效加热器→三效加热器→汽液分离器→冷凝器→系统外。不凝气流程:一效加热器→二效加热器→三效加热器→冷凝器→真空泵→废水吸收。

3.2 主要工艺说明

根据公司生产过程中所产生的废水自身特点,该废水溶液在真空条件下其沸点有所降低,因此采用真空蒸发的方式进行蒸发浓度,但在蒸发时耗汽量大,处理量较小等原因,故在本工艺中采用单效蒸发和三效蒸发组合方式来进行蒸发结晶。先采用单效蒸发将进料量1000kg/h中的2%低沸点有机物通过常压蒸发进行回收,之后进入三效蒸发器进行蒸发,使得其浓度达到设计要求时出料。

为了节省能源成本和提高生产效率,该项目采用逆流蒸发、三效强制外循环蒸发器组合形式,提高其传热系数和传质动力。物料进入三效、二效、一效进行蒸发结晶,使得废水达到设计浓度时出料,浓缩液去自然沉淀(人工定期清理),物料冷凝液去生产工序中回用或者进入生化系统进行处理,蒸汽冷凝液为软化水可直接去锅炉作为补给水,回收的低沸点有机物返回生产工序中回用。

本工艺采用三效逆流蒸发工艺的蒸发系统,对物料进行一次性蒸发分离,有工艺简单,操作方便,操作人员少等特点。工艺流程如图1所示。

3.3 设备防护措施

根据结垢层沉积的机理,可将污垢分为颗粒污垢、结晶污垢、化学反应污垢、腐蚀污垢、生物污垢等,在本工艺中主要有机物、无机盐类等在列管壁的沉积结垢问题。

为了尽量避免换热器的结垢及延缓换热器的结垢,我们先从设计方面采取必要的措施,设计时换热器内流速分布均匀,以避免较大的速度梯度,确保温度分布均匀(如折流板区),在保证合理的压力降和不造成腐蚀的前提下,提高流速有助于减少污垢(在真空状态下蒸发,提高料液的流速及降低蒸发时的温度),设计时采用较少的死区和低流速区,每效均采取强制循环的形式,使得废水在管内流速达到1.9m/s以上,使得垢层不易形成,以及对垢层有强烈的冲刷作用,加热器盖为易拆卸结构,方便以后正常的现场维护和现场清洗。在设备的运行中严格按照出厂的操作、维护、清洗等规程来进行,也可大大延缓加热器的结垢。例如,每运行3个月对换热器进行洗效一次,每次洗效需要4小时,每运行1年对整套设备进行清洗一次等,每清洗一次需要8小时。

完全一劳永逸的解决换热器的结垢办法目前世界上还没有,设备在经过正常运行一段时间后,或多或少管壁仍然会有结垢现象产生,由于污垢层具有很低的导热系数,从而增加了传热热阻,降低了换热器的传热效率;当换热器表面有结垢层形成时,换热设备中流体通道的过流面积将减少,导致流体流过设备时的阻力增加,从而消耗更多的泵功率,使生产成本增加。为了设备能继续在原设计参数下运行,此时,就需要对结垢进行清洗,一般采用机械清洗或者化学清洗两种方法,都能达到较好的除垢效果,基本可恢复到设备未结垢前的效果。

 药厂的废水处理设备

①集水井。废水经过厂区排水管道进入到格栅井当中,格栅井为全地下钢混结构,尺寸为3.00 m× 2.50 m × 4.50 m。井内设置机械格栅,经过格栅去除废水中大的悬浮物后,经过泵一级提升到调节池当中。集水井内设置提升泵2 台,1用1 备。

②调节池。半地下钢混结构,尺寸为9.40 m× 7.00 m × 4.50 m,设置提升泵3 台,2用1 备,同时水泵出口设置电磁流量计对流量进行统计。

③混凝沉淀池。调节池内的废水经过二级提升进入混凝池; 此废水中的COD 非常高,通过加药絮凝可以去除非溶解性污染物,将部分COD 去除,以便提高废水的可生化性,减轻后续高级氧化的压力,来水水质偏酸性,所以在此用片碱对其酸碱性进行调节,之后投加混凝剂; 废水通过自流进入絮凝池,在池内通过投加PAM 助凝剂,使得絮凝池内絮体进一步增大,保证后续的沉淀效果; 该部分池体为半地下钢混结构,絮凝、混凝停留时间各30 min,混凝沉淀池停留时间为4 h。

④中间水池。经过沉淀后上清液进入到中间水池暂存,作为后续处理工序的进水。中间水池为半地下钢混结构,尺寸为4.60 m × 2.20 m × 4.50m,同时中间水池设置提升泵3 台,2用1 备。若进水水质差则将废水提升至臭氧氧化塔进行高级氧化处理,若进水水质好则直接进入后续水解酸化池进行氧化处理。

⑤臭氧氧化塔。对预处理后的出水通过臭氧氧化塔进行高级氧化,废水中的大分子、难降解的物质进一步转化为小分子、易降解的有机物,从而使得废水的可生化性进一步改善; 处理后的出水自流进入两级水解酸化池。臭氧氧化塔尺寸为1.20 m ×6.00 m,停留时间为48 min。

⑥水解酸化池。水解酸化池为半地下钢混结构,尺寸为4.60 m × 3.90 m × 4.50 m,共两座。此工序是在厌氧条件下,将废水中的大分子有机物转化为小分子有机物的过程,具有提高废水可生化性及去除COD、BOD5的功能。在厌氧条件下,聚磷菌占优势生长,使活性污泥含磷量比普通活性污泥高。污泥中聚磷菌在厌氧状态下释放磷,在好氧状态下过量地摄取磷。经过排放富磷剩余污泥,其结果与普通活性污泥法相比,可去除废水中更多的磷。在水解酸化池内设置组合填料,使得微生物的浓度大大提高,进而提高了处理效率,缩短了处理时间。

⑦接触氧化池。经过厌氧处理后的废水进入多级接触氧化池,采用固定式生物填料作为微生物的载体,生长有微生物的载体淹没在水中,曝气系统为反应器中的微生物供氧。通过生物氧化作用,将废水中的有机物氧化分解,实现对水体中COD、BOD5等有机物的降解。在硝化细菌的作用下,将水体中的氨氮转化为硝酸盐与亚硝酸盐,同时还可以吹脱水体中残留的氮气,从而降低水体中的氨氮。接触氧化池为半地下钢混结构,尺寸为8.00 m ×7.00 m × 4.50 m,共两座。

⑧二沉池。接触氧化池出水进入二沉池进行固液分离,其上清液指标完全达到三级排放标准。二沉池尺寸为4.60 m × 3.00 m × 4.50 m,共两座。

⑨污泥浓缩池。从混凝沉淀池以及沉淀池产生的污泥汇集到污泥浓缩池,再通过带式压滤机脱水后,外运处置。污泥浓缩池为半地下钢混结构,尺寸为3.00 m × 2.90 m × 4.50 m。

3 运行调试

对本系统采用污泥培养及驯化同步进行的方式,引入城市污水处理厂的消化污泥,泥量为池容的2% ~ 5%,接种20 t 投入到接触氧化池中,加入少量生产废水进行36 h 闷曝培养,曝气初期6 开2 停,逐步24 h 曝气; 在系统稳定运行3 ~ 5 天后逐渐增加进水量; 每次递增的水量为15 m3。50 天左右系统即达到满负荷运行,经过4 个月左右的微生物培养、驯化,系统出水经过多次的自检与抽样送检,其水质均已达到或优于天津市规定的三级排放标准。

系统稳定运行后连续监测1 个月,各处理单元的COD 值变化情况见图2。

根据整个系统运行情况,运行电费约为1.54元/m3 ,药剂费包括氢氧化钠、PAC、PAM运行费用约为2.954 元/m3,人工费约1.20 元/m3,合计为5.694 元/m3。在实际运行过程中,严格控制好进水,则臭氧氧化系统可以成为系统稳定运行的保障工序,运行费用可降至5 元/m3 以下。

4、结 论

制药工业废水主要包括抗生素生产废水、合成药物生产废水、中成药生产废水以及各类制剂生产过程的洗涤水和冲洗废水四大类,由于原料及工艺的多祥性、废水水质千差万别,所以制药废水并没有成熟统一的治理方法,具体选择哪种工艺路线取决于废水的性质、特点。我公司通过该技术的应用,彻底解决了多年来废水处理疑难问题,取得了较好的社会效益和环境效益。

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