制藥企業(yè)濃縮倍數(shù)的研究及節(jié)水分析

楊 健，李占強(qiáng)

（河北省石家莊水文水資源勘測(cè)局，河北 石家莊050051）

1 引言

我國(guó)的水資源不足且用水效率不高，這要求企業(yè)把節(jié)約用水和提高水的重復(fù)利用率作為用水方向的重點(diǎn)。在制藥企業(yè)中，循環(huán)水占的比重較大，隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，企業(yè)需要一個(gè)合理的循環(huán)水運(yùn)行的濃縮倍數(shù)，既能最大限度地利用有限的水資源，使資源可持續(xù)發(fā)展，又能減低設(shè)備和投入的成本，達(dá)到合理的經(jīng)濟(jì)效益。

循環(huán)冷卻水中，隨著循環(huán)水在冷卻塔中分的蒸發(fā)，使得水分中的鹽分不斷濃縮，鹽度不斷升高，為了不使水分的鹽度過(guò)高，就必須排放一部分循環(huán)水，并補(bǔ)充一些低鹽度的新水。新鮮水和循環(huán)水中的含鹽分不同，比值就成為濃縮倍數(shù)（用K表示）。

數(shù)值上濃縮倍數(shù)用含鹽量計(jì)算是比較麻煩的，同時(shí)因濃縮倍數(shù)提高之后有鹽類的沉積，故用含鹽量計(jì)算出的倍數(shù)也存在著誤差。因此，一般用在水中比較穩(wěn)定的離子來(lái)計(jì)算濃縮倍數(shù)。這種離子在濃縮過(guò)程中不受外界條件的影響，不分解、不沉淀而且投入的藥劑中也不含有此離子。故通常選用Cl－、SiO2、K＋等來(lái)計(jì)算，有時(shí)也可以采用好幾種離子鎖測(cè)定的濃縮倍數(shù)的平均值來(lái)作為倍數(shù)的基準(zhǔn)。

2 濃縮倍數(shù)與水量的關(guān)系

循環(huán)水的鹽度與補(bǔ)水量和排水量有關(guān)，根據(jù)循環(huán)水系統(tǒng)水量平衡和物料平衡可以得出濃縮倍數(shù)與補(bǔ)充水量和排污水量必定存在的一定的聯(lián)系。

表1 濃縮倍數(shù)與補(bǔ)充水量和排污水量的關(guān)系

由表1可以看出，當(dāng)濃縮倍數(shù)K等于1時(shí)，補(bǔ)水和排污水、循環(huán)水量是一樣的，這實(shí)際上就是未做循環(huán)處理的直流直排水系統(tǒng)。當(dāng)濃縮倍數(shù)K大于1時(shí)，隨著K值的增大，排水和補(bǔ)水量逐漸減小，節(jié)水開(kāi)始見(jiàn)到成效。但是當(dāng)K大于6時(shí)，水量減小的速率減低，節(jié)水程度變小。濃縮倍數(shù)K受到排污水量的限制，不能無(wú)限的提高。當(dāng)Vd/Vr＝1.5%時(shí)，濃縮倍數(shù)最大不會(huì)超過(guò)2。在實(shí)際操作中，大幅度該表補(bǔ)水量和排污水量會(huì)使?jié)饪s倍數(shù)K也隨之變化。當(dāng)K值不斷增大時(shí)，循環(huán)水系統(tǒng)的正常運(yùn)行的難度會(huì)增大。若操作時(shí)保持濃縮倍數(shù)不變，蒸發(fā)量增大時(shí)，要增大補(bǔ)充水量，還要保持水量平衡，就要增大排水量。因此，增加補(bǔ)水量和排污水量都要影響濃縮倍數(shù)的下降。

3 制藥企業(yè)的用水現(xiàn)狀及濃縮倍數(shù)分析

3.1 工藝水

企業(yè)的制藥車間可通過(guò)純化水設(shè)備，制造出來(lái)的純化水供制作藥品是藥品的中間體使用，或是在制藥工序中發(fā)酵、提煉、合成、稀釋和反洗等工序都需要水的工藝水的使用。并產(chǎn)生一定量的廢水外排到污水管網(wǎng)。

3.2 間接冷卻水

主要用于企業(yè)的動(dòng)力車間。通過(guò)水泵將水送至各個(gè)生產(chǎn)車間的冷凍機(jī)、空壓機(jī)以及各種設(shè)備冷卻，返回到循環(huán)水池通過(guò)冷卻塔降溫使水重復(fù)使用。

3.3 生活用水

生活用水主要包括辦公樓、餐廳、車間洗浴、綠化以及消防和職工生活用水等。在這其中間接冷卻水占的比重是最大的，一般可達(dá)到80%左右。因此這部分的用水相比之下更具有節(jié)水的潛力。循環(huán)水的利用率與濃縮倍數(shù)有著密切的聯(lián)系。

某制藥廠補(bǔ)水水質(zhì)分析，pH 值7.6、總硬度250mg/L、氯化物31.5mg/L、硫酸鹽67.5mg/L、礦化度457mg/L、氨氮＜DL、亞硝酸鹽氮0.004mg/L、硝酸鹽氮1.91mg/L、高 錳 酸 鉀 指 數(shù) 0.5mg/L、氟 化 物 0.73mg/L、總鉛0.01mg/L。

公司循環(huán)水水質(zhì)分析：pH值7.8、總硬度700mg/L、氯化物102mg/L、硫酸鹽246mg/L、礦化度1 350mg/L、氨氮0.29mg/L、亞硝酸鹽氮0.038mg/L、硝酸鹽氮4.60mg/L、高錳酸鉀指數(shù)7.2mg/L、氟化物1.07mg/L、溶解性鐵0.06mg/L、總鉛0.08mg/L，總汞0.0002mg/L、總砷0.0001mg/L。

根據(jù)以上的水質(zhì)數(shù)據(jù)中前3項(xiàng)對(duì)比測(cè)算濃縮倍數(shù)的可以看出該企業(yè)循環(huán)冷卻水濃縮倍率仍較低，現(xiàn)在企業(yè)循環(huán)水濃縮倍數(shù)保持在3.5左右，濃縮倍率從目前的3倍提高至5倍，每1萬(wàn)m3循環(huán)冷卻水可減少補(bǔ)充新水約43m3，按照制藥廠年間冷循環(huán)水量為1 108.5萬(wàn)m3計(jì)算，則年減少新水4.8萬(wàn)m3。這樣可以一定程度上節(jié)省企業(yè)用水開(kāi)支，達(dá)到節(jié)水的目的。

4 結(jié)語(yǔ)

在企業(yè)循環(huán)水的濃縮倍數(shù)處于比較低的運(yùn)行狀態(tài)下，提高濃縮倍數(shù)會(huì)使節(jié)水效果十分顯著。但是當(dāng)濃縮倍數(shù)處于比較高的水平時(shí)，再設(shè)法增加濃縮倍數(shù)，會(huì)使節(jié)水成效不明顯，還增加了設(shè)備的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。在現(xiàn)有醫(yī)藥行業(yè)的水處理情況下，還是將循環(huán)水的濃縮倍數(shù)控制在4.0～5.0之間，以保證設(shè)備的安全運(yùn)行。減少蒸發(fā)損失也是提高節(jié)水效率的有效方法。在循環(huán)水在安全的濃縮倍數(shù)運(yùn)行下，減少蒸發(fā)就是減少了新水的補(bǔ)充量。根據(jù)用水分析可以看出制藥行業(yè)中工藝用水占其用水量的比重也比較大。制藥企業(yè)中制作純水的工藝廢水可以用于循環(huán)水中這樣對(duì)水質(zhì)要求一般的設(shè)備中。醫(yī)藥工藝的污染較重的廢水可以經(jīng)過(guò)一定的環(huán)保處理，再重復(fù)利用到企業(yè)自身的循環(huán)冷卻水中。這樣可以充分利用水資源，提高濃縮倍數(shù)。

[1]常明旺.工業(yè)企業(yè)水平衡[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.

[2]李智慧.水平衡測(cè)試技術(shù)[M].太原：山西科學(xué)技術(shù)出版社，2008.