制藥廢水處理設備生產廠家

制藥廢水處理工程

HDIC與CASS復合工藝處理高濃度制藥廢水

1 廢水水質與水量

某制藥企業以*類及*類粉針生產為主，其小型*類原料藥合成車間產生的廢水主要分兩類：一是粉針劑車間洗滌、洗瓶、化驗室排水等廢水，COD濃度較低，采用水解／生物接觸氧化工藝處理；二是來自原料合成過程中結晶、提純等工序母液的排放，潔凈區的清場、消毒等環節的排水，這類廢水主要污染物有丁醇、丙酮等有機溶劑、少量的抗生素原粉及較高濃度的NaCI、KCI等鹽類，COD濃度較高，水量波動較大，水質實測結果見表1。本廢水處理工程主要針對這部分高濃度廢水。廢水處理站處理能力為260 m3／d，處理出水水質需達到《制藥工業污染物排放標準 混裝制劑類》(GB21908—2008)。

2廢水處理技術的確定

結合本工程實際，采用HDIC與CASS相結合的處理工藝，工藝流程見圖1。各工序設計處理效果見表2。從實測進水水質看，其BOD5／COD＞0．5，屬生化性較好的有機廢水，宜采用生化工藝處理。由于綜合廢水的BOD5遠大于l000 mg／L，故選用厭氧處理技術是經濟合理的。

HDIC(厭氧多循環反應器)將EGSB和IC兩種工藝相結合，在已有的IC反應器基礎上增加EGSB出水回流，并設置了內回流和沼氣回流，強化了反應器內循環，使得液體上升流速增大，容積負荷高且產氣量大；顆粒污泥的沉降速度遠大于液體的上升流速，顆粒污泥不會因為液體的紊動而流失，保證了反應器內的污泥濃度；反應器的啟動時間短，高徑比大，占地面積小。由于厭氧出水水質一般達不到排放標準，仍需后接好氧處理。

目前國內處理此類廢水主要采用的好氧工藝有活性污泥法、生物接觸氧化法等。其中CASS工藝不但具有良好的有機物處理效果，而且具有很好的脫氮除磷效果，在生活污水、工業廢水處理工程中均有應用。

3工藝說明

3．1  預處理

預處理單元主要包括：格柵、斜板沉淀池和凋節水解池，其中調節水解池設置潛水攪拌，保證水質混合均勻。由于原水為制藥廢水，水解酸化時可能產生有害氣體，為避免產生二次污染，調節池集中排氣，經活性炭吸附后外排。

3．2  生物處理

生物處理部分為主體工藝，包括HDIC反應器和CASS反應池。

3．2．1 HDIC反應器

①HDIC反應器在EGSB的基礎上，增加了一個無外加動力的內循環系統，進一步加強了反應器內污泥和沼氣的內循環作用，提高了反應器內的液相流速，從而加大了反應器的容積負荷，提高了去除效率，其結構如圖2所示②三相分離器是HDIC反應器具特和重要的裝置。HDIC內設置了兩級三相分離器，它們具有以下功能：收集從分離器下的反應室產生的沼氣，使得在分離器之上的懸浮物沉淀下來；能夠適應HDIC反應器上升流速高的要求，不影響氣、液、固分離效果。將HDIC反應器隔成兩個反應室，使得反應器的實際處理能力大大增強，抗沖擊負荷能力提高，保證了運行的穩定性。

③布水系統是厭氧反應器的關鍵配置，它對于污泥與進水充分接觸、大限度地利用反應器的污泥是十分重要的。布水系統兼有配水和水力攪動作用，為了保證這兩個作用的實現，需要滿足如下原則：進水裝置的設計使分配到各點的流量相同；進水管不易堵塞；盡可能滿足污泥床水力攪拌的需要，保證進水有機物與污泥迅速混合，防止局部產生酸化現象。

④控制系統是厭氧反應器的必要配置，它通過對HDIC的進水量、回流量、溫度、pH、沼氣產量等的監控，可保證系統高效穩定運行，避免反應器因水質的波動受到沖擊而長時間不能恢復正常運行；同時使整個運行管理簡單、操作方便。HDIC反應器的佳運行溫度為35～38℃，因此在HDIC反應器進水處設換熱裝置，利用水–水換熱器加熱。

3．2．2 CASS反應池

CASS工藝是把SBR的反應池沿長度方向分為兩部分，前部為生物反應區(預反應區)，后部為主反應區，在主反應區后部安裝了可升降的潷水裝置，曝氣、沉淀等在同一池內周期循環運行，省去了常規活性污泥法的二沉池和污泥回流裝置。

3．3  污泥處理

廢水處理系統產生的柵渣、污泥及時外運處理。沉淀池以及CASS反應池產生的污泥濃縮后，經板框壓濾機進一步脫水，泥餅可以直接外運。污泥處理系統產生的污水回流至調節水解池重新進入處理系統，不對外界環境造成污染。此外，HDIC反應器產生的污泥可作為接種污泥外售。

3．4主要構筑物及設備

主要構筑物及設備見表3。4 處理效果與效益分析

4．1  異常情況及解決措施

4．1．1 HDIC反應器

圖3為HDIC反應器啟動、負荷提高及穩定運行三個階段的進、出水COD測定結果。啟動期間投加淀粉廠HDIC反應器的顆粒污泥，初始進水COD＜5000 mg／L，當出水VFA＜200mg／L，pH、ALK、COD正常，即進入提高負荷階段；在進入提高負荷階段后，控制出水VFA、pH、ALK、COD指標。調試后期即2009年3月以后．盡管進水COD值較高，出水COD仍在較低的范圍之內，系統進入穩定運行。每天監測COD兩次，間隔12 h取樣一次，17個月的檢測結果表明HDIC總體處理效率高于設計值。

雖然在調試過程中嚴格控制溫度、pH、進水濃度、堿度及VFA等變化，HDIC反應器也曾發生堿度降低及VFA突然升高的情況，但通過投加碳酸鈉及強化回流，系統很快恢復正常。

4．1．2 CASS池

①當水中氨氮和磷含量比例失調時，CASS池會出現生化性差的情況，此時可通過定期向CASS池中投加尿素和磷肥，補充N和P，并適量降低負荷，以改善池內廢水的可生化性。

②  當CASS池負荷過高時，系統會產生大量泡沫，并伴有污泥上浮，出水SS明顯增加的現象，此時可通過投加少量的絮凝劑PAC、增加曝氣量、調節C︰N︰P值、提高污泥濃度等措施，經2～3 d的調整，系統得到恢復。

4．2  工程驗收

該處理工程于2009年4月通過當地環保部門的監測驗收，實測結果見表4(3次實測值的平均值)。 ①  由調試階段運行數據及表4可知，采用預處理／HDIC反應器／CASS工藝處理高濃度制藥廢水，處理效果良好，運行安全、穩定、可靠。

②該工藝充分發揮了厭氧處理的優勢，耐沖擊負荷能力強，產泥量少；并可根據進水水質的變化隨時進行調整，適合在類似制藥廢水處理中應用。

③自控部分采用PLC監控系統，對工藝過程及設備進行控制和管理，保證了整個廢水處理系統經濟、安全的運行。

由于制藥廢水大多是高濃度有機廢水，進行好氧生物處理時一般需對原液進行稀釋，因此動力消耗大，且廢水可生化性較差，很難直接生化處理后達標排放，所以單獨使用好氧處理的不多，一般需進行預處理。常用的好氧生物處理方法包括活性污泥法、深井曝氣法、吸附生物降解法(AB法)、接觸氧化法、序批式間歇活性污泥法(SBR法)、循環式活性污泥法（CASS法）等。

（1）深井曝氣法

 深井曝氣是一種高速活性污泥系統，該法具有氧利用率高、占地面積小、處理效果佳、投資少、運行費用低、不存在污泥膨脹、產泥量低等優點。此外，其保溫效果好，處理不受氣候條件影響，可保證北方地區冬天廢水處理的效果。東北制藥總廠的高濃度有機廢水經深井曝氣池生化處理后，COD去除率達92.7%，可見用其處理效率是很高的，而且對下一步的治理極其有利，對工藝治理的出水達標起著決定性作用。

（2）AB法

AB法屬超高負荷活性污泥法。AB工藝對BOD5、COD、SS、磷和氨氮的去除率一般均高于常規活性污泥法。其突出的優點是A段負荷高，抗沖擊負荷能力強，對pH和有毒物質具有較大的緩沖作用，特別適用于處理濃度較高、水質水量變化較大的廢水。楊俊仕等采用水解酸化－AB生物法工藝處理抗生素廢水，工藝流程短，節能，處理費用也低于同種廢水的化學絮凝－生物法處理方法。

（3）生物接觸氧化法

該技術集活性污泥和生物膜法的優勢于一體，具有容積負荷高、污泥產量少、抗沖擊能力強、工藝運行穩定、管理方便等優點。很多工程采用兩段法，目的在于馴化不同階段的優勢菌種，充分發揮不同微生物種群間的協同作用，提高生化效果和抗沖擊能力。在工程中常以厭氧消化、酸化作為預處理工序，采用接觸氧化法處理制藥廢水。哈爾濱北方制藥廠采用水解酸化－兩段生物接觸氧化工藝處理制藥廢水，運行結果表明，該工藝處理效果穩定、工藝組合合理。隨著該工藝技術的逐漸成熟，應用領域也更加廣泛。

二氧化氯

二氧化氯具有與氯相似的刺激性氣味，氧化性很強，遇有機物或還原性物質會發生劇烈反應，甚至爆炸，在大氣壓力下，濃度超過10%,遇陽光、熱源或與CO接觸，C1O₂極易發生爆炸，若有鐵銹油脂，以及較多的有機粒子存在時，即使在安全體系和濃度(8％～12％)下，也會自發地分解。

主要風險防范措施

⑴原料的貯運安全性 

1)氯酸鈉安全措施：應置于通風、陰涼干燥的庫房中存放，不可與還原性物質、酸、有機物共存、共運；運輸時應防曬、防雨淋、防撞擊，不得與酸、還原劑、有機物同車運輸。 

2)濃硫酸安全防范措施:接觸和使用鹽酸特別是濃鹽酸時，應穿戴規定的防護用具，保護眼睛和皮膚。使用時應采取密閉措施防止氧化氫氣體逸出而污染大氣和進入人體內；鹽酸應用特殊的內襯橡膠或聚氯乙烯襯里的密封槽車裝運或用聚氯乙烯塑料桶包裝;貯運時，應防止容器破損而導致鹽酸或其蒸汽外逸;露天存放時應置于石棉瓦或玻璃鋼瓦下，不可與硫酸、硝酸混放；不可與堿類、金屬粉末、氧化劑、化物等共混運。 

3）雙氧水安全防范措施：食品級雙氧水應貯存在陰涼、通風、干燥的庫房中，避免陽光直射；嚴禁與堿、金屬及金屬化合物、易燃品混存；用來貯存雙氧水的容器，應設有防塵的通風口，以安全釋放可能產生的氣體。

3、二氧化氯制取過程的安全性 

1) ClO₂的滯漏危害 
　　這是由于ClO₂吸收不*或吸收系統不密封而致。ClO₂滯漏后，容易造成以下危害：刺激人體呼吸道粘膜和眼睛，灼傷皮膚；超過爆炸極限(空氣中超過10%)會發生爆炸；污染空氣 。
　　2)投料比失衡，反應速度過快導致反應失控。
　　ClO₂的制備一般是由NaClO₃與H₂SO₄在過量雙氧水的介質中反應制的。設計的ClO₂產率與吸收液的飽和度是在一定的投料比和反應速度條件下得以實現的。若投料比發生變化，如硫酸投加過快，會導致ClO₂的生成速度加快。這樣會造成反應液中ClO₂的過飽和狀態，而使ClO₂來逸出到反應系統的中，導致反應系統承壓增加。若密封性較差的話，ClO₂就會逸出到空氣中，同時，反應系統氣相壓力超過反應器承壓極*，還會發生爆炸事故。 
　　另外，NaClO₃和H₂SO₄必須配成一定濃度的溶液，不能將H2SO4直接與固體原料接觸，否則會產生爆炸。 
　　3)灌裝過程ClO₂吸收液溢出或濺落的危害 
　　ClO₂吸收液是具有*氧化性、腐蝕性的液體。由于操作不當，在從吸收槽灌裝時，容易造成灌裝溢出和濺落皮膚，漂帶色衣物，腐蝕地板等，但是ClO₂吸收液若不遇酸性物質本身不會燃燒或爆炸。 

安全保障措施：穩定性ClO₂ 溶液、應貯存在避光、通風、干燥的室溫環境里，不得與酸及還原性的物質共貯共運；運輸時應輕取輕放，及雨淋，及高溫，及撞擊，并用專門的運輸工具運輸。

要想知道具體的價格需要以設備的日處理量，污水水質情況和達到的排放標準來衡量的。一天排放6噸和一天排放600噸價位差異比較大，一般設備的價格從幾萬到幾十萬甚*百萬不等。因此請您結合當地的生產企業來了解。

了解了價格，設備的結構和工藝如下：

1. 水解酸化池

該工藝主要處理的就是對污水處理前進行預處理，將水中的廢水進行一定的厭氧發酵，將污水的可生化性提高，這是對污水處理前比較重要的步驟，可以直接影響后期的污水處理的效率和處理時間，可以大程度的提高污水處理的效率和減少消耗。

2. 接觸氧化池

氧化池根據水處理的污染程度不同分為好幾個等級，普通型和加強型。一般根據處理的時間進行判斷。主要是使用水解酸化池出水自流至接觸氧化池進行生化處理。原污水中大部分有機物在此得到降解和凈化，好氧菌以填料為載體，利用污水中的有機物為食料，將污水中的有機物分解成無機鹽類，從而達到凈化目的。同時有重量輕、不老化、不易堵塞、使用壽命長等優點。

• 雜質沉淀池

污水經過生物接觸氧化池處理后出水自流進入沉淀池，進一步沉淀去除脫落的生物膜和部份有機及無機小顆粒，沉淀池是根據重力作用的原理，當含有懸浮物的污水從下往上流動時，由重力作用，將物質沉淀下來。

4. 消毒處理

采用二氧化氯消毒裝置，消毒池與消毒裝置能根據出水量大小不斷改變加藥量，達到多出水多加藥，少出水少加藥的目的，需要其它裝置可另行配制。

反滲透主機脫鹽部分： 

反滲透裝置是系統脫鹽的核心部分，經過反滲透處理的水可以去除絕大部分的無機鹽類和幾乎全部的有機物、微生物和膠體。 

反滲透脫鹽原理：反滲透（RO）是借助于選擇透過（半透過）性膜的功能，以壓力差為推動力的膜分離技術，當系統中所加的壓力大于溶液滲透壓時，水分子不斷地透過膜，經過產水流道流入中心管，然后在出水端流出，進水中的雜質，如：離子、有機物、細菌、病毒等被截留在膜的進水側，然后在濃水端流出，從而達到分離、脫鹽的目的。 

反滲透脫鹽部分由高壓泵、反滲透裝置、反滲透清洗裝置等組成。膜壓力容器、高壓泵、壓力保護開關等選用國產設備，反滲透膜元件等選用進口產品。 

 反滲透主機的進水要求： 

A.污染指數                  SDI≤5；

 B.余氯（ppm）             ＜0.1；

 C.濁度                      ≤1.0NTU；

 D.濃水郎格利爾指數       LSI＜0；

 E.水溫范圍                 5-35℃。

A、反滲透設備選型： 

反滲透裝置是系統脫鹽的核心，經過反滲透處理的水，可去除絕大部分的無機鹽類和幾乎全部的有機物、微生物和膠體。反滲透裝置由高壓泵、機架、反滲透膜及膜殼組成，并配有相關的流量計、電導率儀、壓力表、取樣裝置和相關的控制元件。 

（1）高壓泵(變頻)： 

為了克服RO膜的滲透壓，需要外界給RO膜提供壓力，這個壓力就是RO膜正常工作所需要的壓力，這個壓力是由高壓泵提供的。本系統選用南方泵業股份有限公司生產的高壓泵，該泵具有體積小，效率高、噪聲低等特點。 

隨著系統*運行，任何反滲透膜為了達到產水量的要求其工作壓力都要上升。為了確保產水量能得到滿足，本系統在高壓泵型號的選擇上已充分考慮。

技術參數：

流量：10m³/h

揚程：92m

功率：4kw

材質：泵殼及過流部件均為304不銹鋼

數量：2臺（1用1備）

（2）反滲透膜： 

反滲透裝置配置24支ESPA2-4040膜元件。隨著系統*運行，任何反滲透膜的性能（產水量、脫鹽率等）必將因時間的推移而衰減。為了確保產水量和脫鹽率均能得到滿足，本系統在膜品種的選擇、膜元件的數量上已充分考慮。

技術參數：

膜  型  號：ESPA2-4040 

有效膜面積：7.9m² 

數  量：24支/套 

脫  鹽  率：99.3% 

化學清洗周期：90天 

膜生產廠家：美國海德能（進口）

（3）RO膜殼： 

技術參數

膜殼 材 質：玻璃鋼 

數    量：6支 

排列方式：3：2：1

B、清洗裝置：

清洗裝置由清洗藥箱、清洗水泵、清洗過濾器等組成，用以滿足反滲透裝置的循環清洗及藥劑的過濾，清洗藥箱滿足反滲透裝置一次清洗用的藥劑量。

技術參數：

（1）清洗藥箱：

容    積：１m³

材質：PE

數量：1臺

（2）清洗水泵：

流量：10m³/h

揚程：32.5m

功率：1.8kw

材質：泵殼及過流部件均為304不銹鋼

數量：1臺

（3）清洗過濾器：

規格：φ300*1000*12

大處理量：12m³/h

材質：304不銹鋼

數量：1臺

其中含有：40寸PP棉濾芯12根。

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