化学合成制药废水的蒸馏蒸发处理

化学合成制药废水的蒸馏蒸发处理

1厂区生活污水的处理河南世罗培南有限公司年处理药品20吨和1.5吨西司其丁。生产过程中产生高盐分高浓度有机废水、地面冲洗废水,以及循环冷却外排水;另外,厂区每天还排放一定量的生活污水。由于生产废水中CODcr浓度和含盐量过高,导致后续生化处理无法进行,需对该部分废水进行预处理,降低盐分和溶剂含量,然后再与厂区其他废水混合进行生化处理。经过多方讨论和对比,最终采用化工行业的蒸馏蒸发工艺来处理这部分废水。将化工设备应用到制药废水处理工艺中,国内鲜有文献报道。1.1美罗培南系列医药中间体及西司他丁该厂以乙酸乙酯、乙腈、石油醚等为原料,采用化学合成方法生产美罗培南系列医药中间体及西司他丁。需预处理的废水全部从生产过程中产生,含有大量的高浓度有机溶剂和肠衣盐。其设计进出水水量、水质如表1所示:1.2蒸发蒸发处理高浓度废水中CODcr主要来源于生产所用的有机溶剂,如乙酸乙酯、乙腈和石油醚等。乙酸乙酯沸点77.2℃,与水的共沸点为70.4℃;乙腈沸点82.0℃,与水的共沸点为76.0℃;石油醚沸点40～80℃,不溶于水。采用蒸馏工艺对废水中的有机溶剂进行共沸蒸馏。废水中的盐分来源于洗釜用肠衣盐,含盐量约10%。将水中有机溶剂蒸馏出后,采用二效逆流强制循环蒸发工艺将水中的盐分蒸发浓缩、结晶、分离。从而降低废水CODcr的值和含盐量。该预处理工艺把一效的二次蒸汽引入二效蒸发器作为加热蒸汽,二效加热器成为前效二次蒸汽的冷凝器,提高生蒸汽利用率。该工艺与传统微生物为主体的处理方法相比具有投资少、调试时间短、运行不受气候影响等优点。蒸发系统采用减压蒸发。在减压状态下可以降低废水的沸点,节省生蒸汽的用量,降低处理费用。1.3分离出更多有机溶剂预处理蒸发工艺流程如图1所示:高盐分高浓度废水在车间汇集后,输送至污水站盐水调节池调质调量,再由自吸泵抽送至预处理系统。废水在换热器中与生蒸汽对流获得热量升温,沸点较低的组分被蒸馏为气相。气液两相在解析塔中分离,有机溶剂蒸气行至冷却塔冷凝后收集起来。若收集的有机溶剂含水率较高,则打开循环水泵,将解析塔下部流出的废水抽至再沸器进一步加热从而蒸馏出更多有机溶剂。经解析塔出来的废水为低浓度高含盐废水,经管道流至收集池,由泵输送至二效加热器被一效蒸发的二次蒸汽预热,进入二效蒸发器,提高了废水的含盐量,然后进入一效加热器被生蒸汽加热进一步升温,由水泵提升至一效蒸发器中蒸发析出盐,经储盐罐存储、冷却、结晶后,放至离心机脱水收集盐分,脱盐液回流至集水池。1.4设计参数预处理系统作用设备参数如表2所示:2cocdr的去除该预处理系统调试的制约因素是温度。通过调节生蒸汽的流量控制温度从而观察预处理系统对废水CODcr的去除率以及对盐分的去除率和蒸发量,温度的控制点主要为换热器和一效蒸发器,设备温度由温度传感器显示;控制一效蒸发器真空度为0.05,二效蒸发器真空度为0.08。2.1codcr的去除废水的CODcr主要是通过换热器、再沸器以及解析塔去除。控制换热器的温度是控制废水CODcr去除率的关键。根据有机溶剂的物理性质,调试在三种不同的加热器温度下进行,温度分别为75℃、85℃和95℃。由图2可以看出,在不同温度下,该预处理系统CODcr的去除效果有着明显的不同。控制换热器温度75℃时,预处理系统出水CODcr平均值为14293mg/L,CODcr去除率平均值为73.13%,不能满足设计要求;控制换热器温度85℃和95℃时,预处理系统出水CODcr平均值为9131mg/L和9311mg/L,CODcr去除率平均值分别为82.49%和82.68%,均满足设计要求,但在温度升高10℃情况下,CODcr去除率升高并不明显,再升高温度只能增加运行费用而起不到明显的去除效果。所以,该预处理系统正常运行时应控制温度在85℃左右,此时既能满足设计要求,又能最大的节约运行费用。2.2全盐量及去除率蒸发除盐采用列管式蒸发器,Ⅱ效逆流强制循环工艺。控制一效蒸发器的真空度为0.05,控制二效蒸发器的真空度为0.08。由图3可以看出,一效蒸发器温度在70℃、80℃、90℃时,废水出水全盐量平均值分别为2735mg/L、2687mg/L、2621mg/L,废水全盐量去除率平均值分别为94.83%、94.91%、95.04%。在这三个温度下,预处理系统出水全盐量均能满足设计要求,且处理效果相近,因此一效蒸发器温度与全盐量的去除关系不密切。由图4可以看出,一效蒸发器温度在70℃、80℃、90℃时,废水蒸发量平均值分别为35.05m3/d、51.79m3/d、61.23m3/d,一效蒸发器温度在80℃已经满足设计要求,此时二效蒸发器温度为60℃,一效二效温差为20℃,二效生蒸汽用量为1.2t/h,生蒸汽的利用率为1.72。3高盐分高浓度有机废水,预处理系统温度设计一般在201)处理高盐分高浓度有机废水可采用共沸蒸馏二效逆流蒸发工艺,处理效果显著。2)处理该种高盐高浓度有机废水时,预处理前端换热器温度应控制在85℃左右,此时CODcr去除率可达到82.49%,换热器温度最高不能超过90℃,否则增加运行成本且去除率提升不明显。3)处理该种高盐分高浓度有机废水时,预处理系统的温度控制与废水全盐量去除率关系不显著,温度的不同仅与废水蒸发速度有关。4)处理该种高盐分高浓度有机废水时,预处理系统的温度控制与系统蒸发量有着直接关系,一效蒸发器温度应控制在80℃左右,此时一效蒸发器真空度为0.05,二效蒸发器真空度0.08,蒸发