使用PH計量工具的測量來進行制藥廢水的處理

2011-05-25

                                        使用PH計量工具的測量來進行制藥廢水的處理

    制藥廢水因其成份復雜、污染性強甚至有毒性而必須經過處理后進行排放;同時,也正因為其成份復雜,在處理時常會遇到許多難點,這其中包括對其ｐＨ值的測量。經過在全國進行ｐＨ計的調查選型,經過分析比較,選定化學工業部自動化研究所生產的ＨＺ3533型沉入式防爆工業ｐＨ計,一舉解決ｐＨ值的測量問題。

1、 工藝介紹及問題的提出

1.1　工藝介紹    
     某廠是以玉米為主要原料生產多種原料藥的大型制藥企業, 在生產過程中排放大量廢水, 其中主要含有亞硫酸、檸檬酸及丙丁廢醪液等, ｐＨ值在3.0～3.5之間,屬有機酸性廢水, 如直接排放, 對河道水及地下水源將造成嚴重的污染, 因此必須進行處理后達標排放。
    因該廢水以有機物為主,處理過程中除進行其它輔助性處理外,主要以中溫厭氧消化工藝為主,借助厭氧污泥反應器內污泥床的生化作用,使廢水中80%～90%的有機物得到生化降解,轉化為沼氣能源和生物質,從而達到排放標準。
    在此過程中,廢水的ｐＨ值是影響厭氧消化微生物生命活動的重要因素,同時也是維持厭氧消化過程高效穩定運行必不可少的條件。該過程所要求的更佳ｐＨ值在7.0～7.5之間,為達到這一工藝指標,在廢水處理中心的關鍵部分———厭氧反應器之前加設調節池,對其進行中和處理,達到更佳值后再進入厭氧反應器進行消化處理。

1.2　問題的提出在該廢水處理工藝中,有兩處需進行ｐＨ值的測量與控制。首先是調節池,此過程通過測量ｐＨ值,然后控制加入中和料的量進行對參數的調節,而同時通過調節合格的廢水在進入反應器內生化過程中,因超負荷以及溫度下降等因素,又使得ｐＨ值下滑,會制約生化過程的進行,因此,在該反應器內必須準確隨機地監測ｐＨ值,根據ｐＨ值的變化,及時調整有機負荷,定時加排料,使廢水總是控制在ｐＨ=7.0～7.5之間,從而保證工藝的正常運行。　

該工藝ｐＨ值的測量具有以下難點：
  1)  檢測安裝有困難。因檢測點在低于地面4ｍ的調節池以及高于地面6ｍ的厭氧消化反應器內,為保證測量參數的準確性,克服測量滯后,應直接在池內進行測量,并且電極安裝點要位于液面三分之二高度處。
  2)  防爆性能。因廢水中的有機物在厭氧消化過程中會產生沼氣等易燃、易爆性氣體,現場雖安裝有三相分離器將沼氣進行分離收集,但考慮到三相分離器有泄漏的可能性,因此儀表必須要求防爆。
  3)  抗污染性。制藥廢水中含有微小固體顆粒的粘稠丙丁廢醪,極易粘附于電極表面,影響測量的準確性,如果使用普通ｐＨ電極進行測量,需時常進行電極的清洗工作,但現場ｐＨ沉入型檢測器有2ｍ長,拆卸清洗極不方便,所以要求電極有一定的抗污染性。
  4)  減小酸誤差的影響。因廢水的ｐＨ值在3.0～3.5之間,呈酸性,測量時會帶來嚴重的酸誤差,影響測量的準確性,要求測量電極要有一定的抗酸誤差的能力。
  5)  儀表要求在線測量、現場變送、4～20ｍＡ標準信號輸出,以供控制之用,同時為便于現場使用、維護,要求在測量點附近有顯示。
2、測量儀表的選型及問題的解決
    我們在全國進行ｐＨ計的調查選型,經過分析比較,選定化學工業部自動化研究所生產的ＨＺ3533型沉入式防爆工業ｐＨ計,一舉解決ｐＨ值的測量問題。
 
    該儀表的特點以及針對制藥廢水測量難點問題的解決辦法:
    1)直接使用沉入型檢測器,使用固定卡直接安裝于調節池及反應器中,沉入深度為2ｍ,電極安裝于檢測器下端部,測量點位于液面具有參數代表性的三分之二處,確保了取樣參數的準確、可靠;儀表轉換器固定于檢測器上部,電極信號通過專用電纜傳送到轉換器。

    2)儀表為本質安全型防爆,防爆級別達ｉａｌｌＣＴ5,兩線制結構,一舉解決測量現場的防爆問題。就近安裝有ｐＨ轉換器,并同時帶有數字顯示,使用維護非常方便。

    3)為了解決測量現場的電極污染問題,減少標定及維護量,我們在定購儀表時根據廠家推薦,選用進口原裝ＭＥＴＴＬＥＲ ＴＯＬＥＤＯ抗污染復合電極。該電極電解質為不含銀的凝膠狀物質,經預壓填充進入電極,因此在使用時不需要進行壓力補償,可省去為現場送壓力補償氣源的費用,同時這種電解質還具有使用壽命長、防止硫化物中毒等特點,此外,該電極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質堵塞微孔陶瓷隔膜造成的污染,非常適合于對污染性介質進行測量;另外,該電極的測量敏感玻璃膜是一種酸誤差很低的新型玻璃,能有效減小酸誤差的影響。

    4)儀表轉換器現場有數字顯示,4～20ｍＡ標準信號輸出,遠傳至控制室進行顯示、控制。

3、系統安裝及配接ＨＺ
    3533型沉入式防爆工業ｐＨ計適合于開口池安裝,沉入深度2ｍ,電極安裝于沉入桿下端部,直接沒入被測液中進行測量,儀表現場配有轉換器一臺,對電極信號進行放大、變送以及顯示,4～20ｍＡ標準信號遠傳,轉換器安裝于沉入桿上部,儀表結構如圖3所示。由于儀表為本質安全型防爆,因此在控制室安裝有一臺安全柵,從安全柵取出兩組信號,一路直接與可編程控制器連接進行控制,另一路接入儀表盤上的ｐＨ顯示儀,進行ｐＨ值顯示,以便于控制觀測。

4、 結束語
    制藥廢水處理一直是困擾我國制藥行業廢水達標排放的一個問題,通過我廠的探索與實踐,現已解決這個問題。尤其是廢水處理中ｐＨ值的成功測量,使得厭氧污泥反應工藝能夠高效成功運行。
    目前,以厭氧污泥反應為中心的這套制藥廢水處理裝置除沼氣回收部分還未上之外(現基本以沼氣燃燒為主),  整套系統運行情況一直比較規范,尤其是ｐＨ值的測量與控制,始終處于正常狀態,給我廠廢水處理的達標排放起了積極的作用同時對生產的穩定高效,以及環境保護的社會效益方面也有著深遠的意義。

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