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《华东理工大学》 2017年
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制药废水氮磷“零排放”技术研究

沈晓强  
【摘要】:苏州某外商独资制药企业拟在苏州市吴中经济技术开发区扩建善存系列和钙尔奇系列片剂生产线,这两类片剂的配方中均有少量含氮磷的化合物,因此其工艺废水(主要是设备清洗水和地面冲洗水)不可避免地会含有少量氮磷污染物。然而,根据《江苏省太湖水污染防治条例》(2012年修订)和苏州市环境保护局的相关规定,苏州境内的新建、扩建含氮磷污染物的企业或项目必须执行废水"零排放"或废水氮磷"零排放"。这些企业或项目的废水经深度处理后不能回用于生产工艺的(如通过GMP认证的制药企业或项目)执行废水氮磷"零排放",其他企业或项目执行废水"零排放"。苏州某外商独资制药企业是一家通过GMP认证的制药企业,根据建设项目环境影响评价报告书的批复,该公司拟扩建的项目必须执行废水氮磷"零排放"。国内外现有废水深度技术可以实现废水"零排放",但未见废水氮磷"零排放"的研究报道。受苏州某外商独资制药企业的委托,研究开发了制药废水氮磷"零排放"技术。首先通过实验室小试探讨了混凝沉淀预处理、生化处理、超滤-反渗透深度处理组合工艺实现制药废水氮磷"零排放"的可行性;然后在实验室小试的基础上设计加工了一套中试装置,一方面通过现场中试进一步验证小试结果,另一方面也为工程设计提供更加可靠的技术参数。实验室小试与现场中试结果表明:用FeCl_3作混凝剂进行混凝沉淀预处理时,不需要调节废水的pH值。投加150~200 mg/LFeCl_3可以去除95%左右的浊度和磷酸盐。混凝沉淀预处理出水经A/O工艺生化处理,可以去除大约72%的COD、86%的氨氮、58%的总氮和53%的总磷。生化处理单元出水用超滤/反渗透工艺进行深度处理,一级反渗透的产水率≤33%时,透过水的NH_3-N、TN和TP均未检出;当一级反渗透的产水率≈50%时,透过水的NH_3-N和TP未检出,但检出TN;当一级反渗透的产水率≈67%时,透过水的TP仍未检出,但NH_3-N和TN均被检出。采用二级反渗透工艺对生化出水进行深度处理,当第一级和第二级反渗透的产水率均为67%时,第二级RO透过水的NH_3-N、TN和TP均未检出,符合废水氮磷"零排放"要求。用蒸发工艺处理反渗透浓缩水,所得蒸发冷凝水含有少量的氮和磷,不符合废水氮磷"零排放"要求。蒸发冷凝水应返回反渗透单元作进一步处理。
【关键词】:氮磷"零排放" 化学除磷 A/O工艺 反渗透 蒸发
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X787
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-11
  • 第1章 前言11-13
  • 1.1 项目背景11
  • 1.2 研究目的与意义11-12
  • 1.3 研究内容12-13
  • 第2章 文献综述13-26
  • 2.1 混凝除磷13-17
  • 2.1.1 混凝除磷机理13-15
  • 2.1.2 混凝除磷的影响因素15
  • 2.1.3 混凝除磷现状及研究进展15-16
  • 2.1.4 其他除磷技术16-17
  • 2.2 脱氮技术17-19
  • 2.2.1 生物脱氮17-18
  • 2.2.2 物理化学法脱氮18-19
  • 2.3 反渗透技术19-22
  • 2.3.1 反渗透技术的发展19
  • 2.3.2 反渗透技术的原理19-20
  • 2.3.3 反渗透技术影响因素20-21
  • 2.3.4 反渗透技术在脱氮除磷工艺上的应用21-22
  • 2.3.5 反渗透浓缩水处理22
  • 2.4 蒸发技术22-23
  • 2.4.1 蒸发工艺研究与发展23
  • 2.5 废水零排放技术23-26
  • 2.5.1 零排放技术的发展23-24
  • 2.5.2 零排放工程实例24-26
  • 第3章 苏州某制药企业废水混凝沉淀预处理26-34
  • 3.1 前言26
  • 3.2 材料和方法26-27
  • 3.2.1 材料26-27
  • 3.2.2 分析项目及方法27
  • 3.2.3 试验方法27
  • 3.3 结果与讨论27-33
  • 3.3.1 混凝剂筛选27-28
  • 3.3.2 混凝剂最佳投加量确定28-32
  • 3.3.3 pH值的影响32-33
  • 3.4 本章小结33-34
  • 第4章 生化法处理苏州某制药企业废水34-45
  • 4.1 前言34
  • 4.2 材料和方法34-36
  • 4.2.1 模拟废水组成34-35
  • 4.2.2 试验装置35
  • 4.2.3 试验方法35-36
  • 4.3 结果与讨论36-44
  • 4.3.1 混合废水生化处理试验结果36-39
  • 4.3.2 混合废水后置反硝化脱氮试验结果39-41
  • 4.3.3 钙尔奇废水生化处理试验结果41-44
  • 4.4 本章小结44-45
  • 第5章 反渗透工艺脱氮除磷技术研究45-56
  • 5.1 前言45
  • 5.2 材料与方法45-47
  • 5.2.1 模拟废水45
  • 5.2.2 试验装置45-46
  • 5.2.3 试验方法46-47
  • 5.3 结果与讨论47-55
  • 5.3.1 污染物浓度对反渗透去除效果的影响47-50
  • 5.3.2 pH值对反渗透效果的影响50-51
  • 5.3.3 温度对反渗透效果的影响51-53
  • 5.3.4 二级反渗透试验结果53-55
  • 5.4 本章小结55-56
  • 第6章 废水氮磷"零排放"中试研究56-68
  • 6.1 前言56
  • 6.2 材料与方法56-61
  • 6.2.1 中试废水与药剂56
  • 6.2.2 中试装置56-59
  • 6.2.3 工艺流程59-60
  • 6.2.4 试验方法60-61
  • 6.3 中试装置运行结果61-66
  • 6.3.1 混凝沉淀试验结果61-62
  • 6.3.2 生化处理装置运行结果62-64
  • 6.3.3 超滤-反渗透深度处理试验结果64-66
  • 6.4 本章小结66-68
  • 第7章 反渗透浓缩水蒸发脱盐68-75
  • 7.1 前言68
  • 7.2 材料与方法68-69
  • 7.2.1 RO浓缩水68-69
  • 7.2.2 试验方法69
  • 7.3 结果与讨论69-74
  • 7.3.1 直接常压蒸发69-70
  • 7.3.2 pH值对蒸发效果的影响70-71
  • 7.3.3 负压蒸发对蒸发效果影响71-72
  • 7.3.4 不同蒸发率对蒸发效果的影响72-74
  • 7.4 本章小结74-75
  • 第8章 结论与建议75-76
  • 8.1 结论75
  • 8.2 建议75-76
  • 参考文献76-84
  • 致谢84

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