使用PH计量工具的测量来进行制药废水的处理

2011-05-25

                                        使用PH计量工具的测量来进行制药废水的处理

    制药废水因其成份复杂、污染性强甚至有毒性而必须经过处理后进行排放;同时,也正因为其成份复杂,在处理时常会遇到许多难点,这其中包括对其ｐＨ值的测量。经过在全国进行ｐＨ计的调查选型,经过分析比较,选定化学工业部自动化研究所生产的ＨＺ3533型沉入式防爆工业ｐＨ计,一举解决ｐＨ值的测量问题。

1、 工艺介绍及问题的提出

1.1　工艺介绍    
     某厂是以玉米为主要原料生产多种原料药的大型制药企业, 在生产过程中排放大量废水, 其中主要含有亚硫酸、柠檬酸及丙丁废醪液等, ｐＨ值在3.0～3.5之间,属有机酸性废水, 如直接排放, 对河道水及地下水源将造成严重的污染, 因此必须进行处理后达标排放。
    因该废水以有机物为主,处理过程中除进行其它辅助性处理外,主要以中温厌氧消化工艺为主,借助厌氧污泥反应器内污泥床的生化作用,使废水中80%～90%的有机物得到生化降解,转化为沼气能源和生物质,从而达到排放标准。
    在此过程中,废水的ｐＨ值是影响厌氧消化微生物生命活动的重要因素,同时也是维持厌氧消化过程高效稳定运行必不可少的条件。该过程所要求的更佳ｐＨ值在7.0～7.5之间,为达到这一工艺指标,在废水处理中心的关键部分———厌氧反应器之前加设调节池,对其进行中和处理,达到更佳值后再进入厌氧反应器进行消化处理。

1.2　问题的提出在该废水处理工艺中,有两处需进行ｐＨ值的测量与控制。首先是调节池,此过程通过测量ｐＨ值,然后控制加入中和料的量进行对参数的调节,而同时通过调节合格的废水在进入反应器内生化过程中,因超负荷以及温度下降等因素,又使得ｐＨ值下滑,会制约生化过程的进行,因此,在该反应器内必须准确随机地监测ｐＨ值,根据ｐＨ值的变化,及时调整有机负荷,定时加排料,使废水总是控制在ｐＨ=7.0～7.5之间,从而保证工艺的正常运行。　

该工艺ｐＨ值的测量具有以下难点：
  1)  检测安装有困难。因检测点在低于地面4ｍ的调节池以及高于地面6ｍ的厌氧消化反应器内,为保证测量参数的准确性,克服测量滞后,应直接在池内进行测量,并且电极安装点要位于液面三分之二高度处。
  2)  防爆性能。因废水中的有机物在厌氧消化过程中会产生沼气等易燃、易爆性气体,现场虽安装有三相分离器将沼气进行分离收集,但考虑到三相分离器有泄漏的可能性,因此仪表必须要求防爆。
  3)  抗污染性。制药废水中含有微小固体颗粒的粘稠丙丁废醪,极易粘附于电极表面,影响测量的准确性,如果使用普通ｐＨ电极进行测量,需时常进行电极的清洗工作,但现场ｐＨ沉入型检测器有2ｍ长,拆卸清洗极不方便,所以要求电极有一定的抗污染性。
  4)  减小酸误差的影响。因废水的ｐＨ值在3.0～3.5之间,呈酸性,测量时会带来严重的酸误差,影响测量的准确性,要求测量电极要有一定的抗酸误差的能力。
  5)  仪表要求在线测量、现场变送、4～20ｍＡ标准信号输出,以供控制之用,同时为便于现场使用、维护,要求在测量点附近有显示。
2、测量仪表的选型及问题的解决
    我们在全国进行ｐＨ计的调查选型,经过分析比较,选定化学工业部自动化研究所生产的ＨＺ3533型沉入式防爆工业ｐＨ计,一举解决ｐＨ值的测量问题。
 
    该仪表的特点以及针对制药废水测量难点问题的解决办法:
    1)直接使用沉入型检测器,使用固定卡直接安装于调节池及反应器中,沉入深度为2ｍ,电极安装于检测器下端部,测量点位于液面具有参数代表性的三分之二处,确保了取样参数的准确、可靠;仪表转换器固定于检测器上部,电极信号通过专用电缆传送到转换器。

    2)仪表为本质安全型防爆,防爆级别达ｉａｌｌＣＴ5,两线制结构,一举解决测量现场的防爆问题。就近安装有ｐＨ转换器,并同时带有数字显示,使用维护非常方便。

    3)为了解决测量现场的电极污染问题,减少标定及维护量,我们在定购仪表时根据厂家推荐,选用进口原装ＭＥＴＴＬＥＲ ＴＯＬＥＤＯ抗污染复合电极。该电极电解质为不含银的凝胶状物质,经预压填充进入电极,因此在使用时不需要进行压力补偿,可省去为现场送压力补偿气源的费用,同时这种电解质还具有使用寿命长、防止硫化物中毒等特点,此外,该电极省去常用的陶瓷隔膜,而用小孔隔膜代替,可有效防止粘稠性介质堵塞微孔陶瓷隔膜造成的污染,非常适合于对污染性介质进行测量;另外,该电极的测量敏感玻璃膜是一种酸误差很低的新型玻璃,能有效减小酸误差的影响。

    4)仪表转换器现场有数字显示,4～20ｍＡ标准信号输出,远传至控制室进行显示、控制。

3、系统安装及配接ＨＺ
    3533型沉入式防爆工业ｐＨ计适合于开口池安装,沉入深度2ｍ,电极安装于沉入杆下端部,直接没入被测液中进行测量,仪表现场配有转换器一台,对电极信号进行放大、变送以及显示,4～20ｍＡ标准信号远传,转换器安装于沉入杆上部,仪表结构如图3所示。由于仪表为本质安全型防爆,因此在控制室安装有一台安全栅,从安全栅取出两组信号,一路直接与可编程控制器连接进行控制,另一路接入仪表盘上的ｐＨ显示仪,进行ｐＨ值显示,以便于控制观测。

4、 结束语
    制药废水处理一直是困扰我国制药行业废水达标排放的一个问题,通过我厂的探索与实践,现已解决这个问题。尤其是废水处理中ｐＨ值的成功测量,使得厌氧污泥反应工艺能够高效成功运行。
    目前,以厌氧污泥反应为中心的这套制药废水处理装置除沼气回收部分还未上之外(现基本以沼气燃烧为主),  整套系统运行情况一直比较规范,尤其是ｐＨ值的测量与控制,始终处于正常状态,给我厂废水处理的达标排放起了积极的作用同时对生产的稳定高效,以及环境保护的社会效益方面也有着深远的意义。

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