山西某藥企制藥廢水回用及零排的工程實例
更新時間：2021-03-25 14:53
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摘要：原水為山西某藥業有限公司二沉池出水，7500m3/天，具有高有機物，高鹽，高硬的特點。經多效澄清池絮凝沉淀， 高負荷超濾系統及三套水回收系統將廢水中 的COD、一二價鹽、水進行分離。 水回收率達95%，脫鹽率達98%。 含有一二價鹽的濃水送至蒸發結晶。 使用pH1.5-2的鹽酸及pH10.5-12的液堿作為常規的清洗藥劑，膜通量及壓差易于恢復。 廢水處理成本僅為3.9元/m3。
引言
中國制藥廢水排放量占廢水總量的 2%，是水環境的主要污染源之一[1]。 制藥廢水具有高 COD、高鹽、難降解等特性，是公認的嚴重污染源。 常規處理法雖有一定的處理效果，但隨著環保要 求日益嚴格及人們對環境要求不斷提高， 這些傳統處理工藝已 無法滿足排放及回用要求[2]。
廢水零排放技術指的是廢水經過各種水處理技術處理后，將其再處理，從而達到回用目的，回收率高且無任何廢物排出， 可達到更高環保要求[3]。 而膜技術可分離水中的一些離子及污染物，并可回收利用水資源，具有安全節能、設備操作方便等優點，因此其在制藥廢水零排中得到了人們的廣泛關注[4]，目前應用最 多的主要為納濾[5]和反滲透[6]膜技術。
1 項目概況
原水為山西某藥業有限公司生化二沉池出水，7500 m3/天。
首先經過占地面積小， 進水量大的多效澄清池進行混凝沉 淀，水體軟化的同時也可去除部分 COD。采用高負荷超濾對濁度 和大分子有機物進行去除，最大允許進水濁度達 50NTU，出水濁 度 0.1NTU。 再利用反滲透進行過濾，水回收率達 90%。 其濃水進入納濾進行一二價鹽分離，濃水成分為硫酸鈉，送至蒸發結晶， 濾液為氯化鈉和硝酸鈉，進入下一級反滲透處理，此納濾系統回收率達 75%。 二級反滲透對一價鹽溶液進行濃縮且具有 75%的 水回收率，濃水送至蒸發結晶，產水回用。 多級水回收系統綜合 水回收率達 95%，鹽截留率達 98%。 系統濃鹽水的體積小，減少了后續蒸發負擔曰 實現一二價鹽分離， 分別進入蒸發器獲得結 晶。 運行通量、壓力穩定，且膜的清洗簡單，僅需使用鹽酸及液堿 作為常規清洗藥劑，通量及壓差易于恢復。 此系統實現了污水回用及零排目標。
2 各工藝單元介紹
2.1 預處理
原水池；500m3曰多效澄清池進水泵；150m3/h，4 用 2 備曰多效 澄清系統；3000m3/d，4 組。
2.2 高負荷超濾
超濾進水箱；200m3曰超濾進水泵；120m3/h，5 臺曰自清洗過濾 器；100 m3/h，5 臺曰超濾模組及滑架；5 臺曰超濾反洗泵；160m3/h，2 用 1 備曰超濾反洗壓縮空氣系統；10m3曰超濾產水箱；500m3曰超濾 清洗水箱；10m3曰超濾清洗泵；160m3/h，2 臺曰超濾反洗水收集箱；30m3曰超濾反洗水排放泵；50m3/h，2 臺。
2.3 水回收系統1
進水泵：70m3/h，5 臺曰；保安過濾器：5 臺曰；高壓泵：70m3/h，5 臺；循環泵：100m3/h，20 臺；增壓泵：20m3/h，5 臺；水回收系統清洗水箱：30m3， 帶電加熱 30KW， 共 2 臺； 水回收系統清洗泵：70m3/h，2 臺；水回收系統清洗保安過濾器：70m3/h，1 臺。
2.4 水回收系統2
進水泵：20m3/h，2 臺; 保安過濾器:2 臺； 高壓泵：20m3/h，2 臺曰循環泵：60m3/h，6 臺；增壓泵一：14m3/h，2 臺；增壓泵二：8m3/h， 2 臺。
2.5 水回收系統3
進水泵：15m3/h，2 臺；保安過濾器：2 臺；高壓泵：15m3/h，2 臺；循環泵：48m3/h，6 臺；增壓泵：8m3/h，4 臺。
3 運行過程控制
3.1 運行過程
（1）多效澄清池；設定澄清池進水量 90m3/h，污泥外排量13.5m3/h，pH10.5，污泥濃縮池排泥量 6.3m3/h，相關泵根據設定值自動調頻。
（2）超濾；沖水時間 15s；每 30min 系統自動進行反洗；設定 流量 80 m3/h，系統根據設定值自動調頻。
（3）回收系統；回收系統 1 流量 70 m3/h，K 系數 10；回收系統2流量 20 m3/h，K 系數 4；回收系統 3 流量 15 m3/h，K 系數 4。
3.2 膜的清洗
（1）超濾。 跨膜壓差達到 50KPa 需用 500ppm 的 NaClO 或 pH1.5 的硫酸溶液清洗。 在溫度 30-40度下循環 1h。 堿和酸分別 清洗有機污染物及無機鹽垢。 清洗后，壓差從 50KPa 降至 10KPa以下。
（2）回收系統。清洗判斷：當壓降較初始值升高 15%或產水量較初始值下降 15%或截留率下降 15%。 普通的酸堿作為清洗劑即可，溫度 30-40度。酸洗和堿洗 pH 分別 2 和 12。堿和酸分別用來清洗有機污染物及無機鹽垢。
3.3 濃水處理
濃水一部分為納濾濃縮液袁成分為硫酸鈉袁188 m3/d；另一部分為二級反滲透濃液袁成分為氯化鈉及硝酸鈉袁140 m3/d。 送至蒸發結晶器結晶。濃水體積小袁納濾濃水及二級反滲透濃水分別僅占進水的 2.5%及 1.8%。
4 費用核算
電能院年耗量 792.0 萬元，總價 396.0 萬元。藥耗院氫氧化鈉、 PAC、硫酸、阻垢劑、還原劑、氧化劑年耗量分別為 99.1、37.1、 178.2、1.6、1.9、.9 萬公斤， 總價分別為 396.0、22.3、89.1、47.5、 5.9、3.9 萬元。其他藥劑總價 10.0 萬元。每年合計 970.7 萬元，總處理水量 247.5 萬噸，處理費用 3.9 元/噸。
結語
本項目中使用多效澄清及雙膜法處理制藥廢水，系統自動化程度高、操作簡便、穩定性高、處理成本低， 通過濾液回用、濃水外運，實現了廢水處理的零排放，有客觀的經濟及環保效益。
參考文獻
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[5] 魏新渝,王志,王紀孝,等.納濾深度處理抗生素制藥廢水膜污 染及其控制研究[J].膜科學與技術,2009,29(4):91-97。
[6] 張圣敏,李永麗.制藥廢水零排放技術應用研究[J].工業水處理, 2016,36(12):109-111。
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