制药废水处理系统设计

制药废水处理系统设计（共7篇）

制药废水处理系统设计 篇1

抗生素原料药生产大致可分为发酵类和化学合成类制药。其中发酵类抗生素制药是指通过发酵的方法产生抗生素, 然后经过分离、纯化、精制等工序生产出药物的过程。在发酵类制药生产过程中会产生大量的菌渣, 而抗生素菌渣的无害化处理一直都是一个难题。根据了解, 目前, 抗生素菌渣可采取的处理方式包括焚烧、填埋、热解气化、厌氧发酵产沼气、饲料化等[1]。本次方案针对河南省某泰乐菌素生产企业生产过程中产生的抗生素菌渣, 采用焚烧方式进行无害化处理设计。

1 菌渣的设计组成成分

该企业设计产能为年产泰乐菌素500吨, 超级泰乐菌素200吨, 每年会产生菌渣13 500吨, 含水率80%。菌渣干基中主要包括粗蛋白、粗脂肪、部分代谢中间产物、有机溶媒、钙、镁、微量元素和少量的抗生素[2], 设计热值为4200Kcal/kg (干基) 。

2 焚烧方案设计

2.1 设计焚烧工艺过程

抗生素菌渣黏度大、含水率高 (且多为结合水) , 直接焚烧不利于生产操作, 易造成大量的能源损失, 因此菌渣焚烧工艺设计的首个工艺流程为菌渣的烘干处理。根据菌渣的特性, 采用回转窑烘干机对废料进行烘干。菌渣经自动进料装置进入烘干窑, 旋转过程中, 物料不断的翻动, 与高温烟气充分接触, 废料中水分蒸发, 被烟气带走, 达到烘干要求后, 自动出料。

烘干后的菌渣经自动进料装置直接进入回转窑焚烧炉内, 以天然气作为助燃剂, 经燃烧器点火焚烧, 焚烧温度维持在1 000℃以上, 废渣中有机物氧化分解, 废渣经出渣口自动排出。回转窑焚烧产生的烟气进入二燃室继续高温燃烧, 燃烧温度达1 100℃以上, 从而确保进入二燃室的烟气中未分解的有机物燃烧完全。二燃室出来的高温烟气经过旋风除尘器除尘后, 依次进入余热锅炉和换热器分别对给水和助燃空气进行换热。换热后烟气温度为550℃左右, 进入急冷塔 (加入氢氧化钠溶液) , 温度在1s内迅速降低到200℃左右, 有效地抑制了二噁英的再生成。烟气与碱液的充分接触, 使得烟气中的酸性气体与碱液进行中和反应, 从而达到脱酸的目的。脱酸后烟气进入活性炭喷射装置, 利用活性炭粉末吸附烟气中的二噁英及其他碳氢化合物。吸附有二噁英及其它碳氢化合物的活性炭粉末和烟气一起进入布袋除尘器, 活性炭粉末被滤袋拦截, 随飞灰一起排出。

具体工艺流程见图1。

2.2 主要设备设计参数

2.2.1 回转窑烘干机。

回转窑烘干机1台, 材质采用Q235-B。设计处理能力为1 750kg/h, 设计进料含水率80%, 出料含水率40%, 烘干机尺寸φ1 000×10 000mm, 功率11k W。

2.2.2 回转窑焚烧炉。

回转窑焚烧炉1台, 材质采用Q235-B+高温耐火材料。设计处理量为583kg/h, 空气过剩系数1.8, 燃烧室温度1 000℃, 回转窑尺寸φ1 800×8000mm, 转速设计0.5~1.2rpm, 停留时间60min。

2.2.3 二燃室。

二燃室1个, 材质采用Q235-B+高温耐火材料。设计空气过剩系数1.05, 燃烧室容积11m3, 烟气停留时间>2s, 二燃室尺寸φ2 200×6 000mm。

2.2.4 高温旋风除尘器。

高温旋风除尘器1台, 材质采用Q235-B+高温耐火材料。设计进口烟气温度1100℃, 进口烟气量4000Nm3/h, 进口烟气流速22m/s。

2.2.5 余热锅炉。

余热锅炉1台, 设计进口烟气温度1 100℃, 出口烟气温度600℃, 锅炉蒸发量1.1t/h。蒸汽压力1.0MPa G, 蒸汽温度180℃。

2.2.6 急冷塔。

急冷塔1套, 采用水喷淋冷却, 材质采用Q235-B+耐酸碱水洗材料。设计进口烟气温度600℃, 出口烟气温度200℃, 烟气停留时间4s, 急冷塔尺寸φ1 500×6 000mm, 进口水温20℃。

2.2.7 布袋除尘器。

布袋除尘器1台, 设计进口烟气温度200℃, 烟气流量146m3/min, 烟气流速0.8m/min, 净过滤面积220m2, 除尘器阻力<1 500Pa。

2.2.8 喷淋洗涤塔。

喷淋洗涤塔1台, 材质采用Q235-B+防腐材料。设计进口烟气温度150℃, 出口温度80℃, 设计气液比1.5L/m3, 洗涤塔循环液量5.0m3/h, 设置喷淋层数2层, 空塔气速1m/s, 洗涤塔尺寸φ1 200×4 000mm。

2.3 烘干和焚烧系统燃料配比

根据计算, 废渣烘干后的含水率与燃料消耗量及锅炉蒸汽量关系见表1:

从上表可以看出, 烘干后的含水率越低, 总的燃料消耗量越低, 饱和蒸汽产量也越低。当含水率为20%~30%时, 由于固废热值较高, 因此在输送过程中, 废渣粉尘可能产生爆炸现象。为确保安全, 本方案按烘干后含水率为40%进行设计。即烘干用气为148m3/h, 焚烧用气量50m3/h。为确保焚烧系统的最大适应性, 焚烧系统的设计留有一定余量。

2.4 焚烧燃料选择

结合该项目所处区域的实际情况, 烘干和焚烧可以考虑的燃料包括沼气、天然气、煤炭、燃料油等。

沼气是有机物质在厌氧条件下, 经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体, 该企业废水处理系统采用厌氧处理工艺, 会产生部分沼气。废水处理的厌氧系统产生的沼气经过脱硫后, 硫含量在60ppm以下, 其热值较高, 可以直接用于焚烧系统, 做到资源的综合利用。但是根据焚烧系统设计要求, 该系统沼气需求量为200m3/h, 而废水处理系统沼气产生量为67m3/h, 不能够满足焚烧系统需求, 因此, 需要以当地天然气作为补充。

天然气属于清洁能源, 其成分以甲烷为主。目前该区域天然气主管网已经建成, 因此和本项目的建设不存在衔接问题。根据设计, 若焚烧系统以天然气作为沼气的补充燃料, 则需要补充天然气量为85m3/h, 年运行费用达175万元 (单纯用天然气运行费用为260万元) 。工程采用沼气和天然气作为热源具有污染小的特点, 同时也减少了燃煤产生的炉渣的问题。

煤炭不属于清洁能源, 但是较天然气来讲, 煤炭费用较低。燃料煤主要采用山西煤, 其发热量为6 500kal/kg, 灰分17%, 硫含量为0.7%。根据工程核算, 若焚烧系统采用煤炭作为燃料, 则年消耗煤炭量为1 350吨, 折合运行费用为160万元, 和天然气的175万元的运行费用相近。同时以煤炭为燃料存在一个问题, 即根据《国家危险废物名录》 (2009版) , “危险废物焚烧、热解等处置过程产生的底渣和飞灰属于危险废物HW08类, 废物代码为802-003-18”, 因此, 含灰分较高的煤炭在燃烧过程中产生的炉渣则成了危险废物, 年产生量达230吨。这部分危险废物不能够再利用, 只能够填埋处理。按照目前每吨危险废物3 000元的处理费用, 这部分危险废物处理费用就达69万元, 也就是说以煤炭为燃料的焚烧系统年运行费用高达到244万元。

燃料油的主要成分为长链烯烃, 硫含量为2%。根据工程设计, 本项目焚烧系统若采用燃料油作为助燃剂, 则年消耗量为870吨, 折合运行费用为287万元。

综上所述, 作为清洁能源的沼气和天然气在运行费用上具有一定的优势, 同时其作为清洁能源, 不产生废渣, 相应的废气污染物的产生也较小。因此, 无论从环保角度还是经济角度来讲, 采用沼气和天然气作为热源是本项目焚烧系统的首选。

2.5 运行效果及费用

经过焚烧处理后, 抗生素成分在超过1 000℃的焚烧温度下, 全部得到分解, 消除了菌渣在其他利用途径中的抗生素污染。菌渣中含有的少量的无机盐分以焚烧残渣的形式排出, 其产生量小于菌渣原料的1%, 极大地减少了危险废物的产生量。同时, 焚烧处理产生的余热蒸汽, 还可用于生产。

菌渣焚烧系统运行费用主要包括电费、药剂费、燃料费、人工费等, 折合175元/吨菌渣。

3 二次污染防治

菌渣处理过程中会产生二次污染, 主要包括烘干废气、焚烧烟气、焚烧残渣、烘干废气处理过程中产生的污冷凝水等。

烘干过程产生的烘干废气主要含有粉尘、恶臭因子以及大量的水分, 设计采用旋风除尘+碱液湿法除尘+冷凝+游离基光催化氧化系统处理。即首先通过旋风除尘和碱液湿法除尘除去其中大部分的粉尘, 在经过冷凝工段冷却其中的水分, 降低温度, 同时减轻恶臭因子的影响, 最后经过游离基光催化氧化系统分解废气中的恶臭因子, 减轻烘干废气的恶臭影响。烘干废气经过处理后满足《大气污染物综合排放标准》 (GB116297-1996) 和《恶臭污染物排放标准》 (GB14554-93) 的要求。冷凝过程中产生的污冷凝水送到废水处理系统处理, 达标排放。

焚烧后的烟气主要含有少量的粉尘以及酸性气体, 经过焚烧系统本身设计的高温旋风除尘+急冷塔碱液喷淋+活性炭喷射袋式除尘器除尘处理后可以满足《危险废物焚烧污染控制标准》 (GB18484-2001) 的要求。

焚烧过程产生的少量残渣主要是无机盐类, 根据《国家危险废物名录》 (2009版) 要求, 该部分废物属于危险废物, 送填埋场填埋处理。

4 总结

采用焚烧的方式进行发酵类抗生素菌渣的处理可以减少99%以上的菌渣量, 解决了菌渣中残留抗生素的再次污染问题, 是目前解决菌渣无害化和减量化最具有实际意义的措施。通过比较设计, 确定了该企业在菌渣焚烧过程中最佳的燃料方式和烘干水分比例。菌渣处理过程中同时考虑了二次污染的防治, 为菌渣焚烧提供了参考意义。

摘要：焚烧处理是发酵类抗生素菌渣无害化和减量化处理最具有实际意义的措施。通过对发酵类抗生素菌渣焚烧处理工艺的设计, 比较分析了菌渣焚烧过程中最佳的燃料方案以及烘干水分比例, 提出了二次污染防治措施的有效途径, 为抗生素菌渣的焚烧处理提供一定参考。

关键词：抗生素,菌渣,焚烧

参考文献

[1]李再兴.抗生素菌渣处理处置技术进展[J].环境工程, 2012, 4 (30/2) , 72-75.

[2]张明峰.抗生素渣的营养价值及饲用效果[J].饲料博览, 2000, 13 (3) :40-41.

制药废水处理系统设计 篇2

一般医院中央纯水设备公司都结合超纯水特点，然后根据不同制药纯化水设备用水标准与要求，制定出不同方案，大部分医院都采用反渗透以及EDI等最新工艺，针对以上这些就会制取满足药厂、医院的纯化水制取、大输液制取的用水。但是用水在进行运输时还有几点注意事项： 纯化水运输时注意事项

纯化水和制药用水宜采用易拆卸清洗、消毒的不锈钢泵输送。在需用压缩空气场合，压缩1

空气和氮气须净化处理

纯化水宜采用循环管路输送。应避免盲管和死角。管路应采用不锈钢管或经验证无毒、耐2

腐蚀、不渗出污染离子的其他管材

输送纯化水和注射用水的管道、输送泵应定期清洗、消毒灭菌，验证合格后方可投入使用。3

医用超纯水的水质标准

·2000版药典标准

·GMP标准

·电阻率：≥15MΩ.CM

·电导率：≤0.5μS

·氨≤0.3μg/ml

·硝酸盐≤0.06μg/ml

·重金属≤0.5μg/ml

制药企业洁净空调系统设计的建议 篇3

合格洁净的生产环境是药品生产的基本条件, 洁净空调系统正是为药品生产提供洁净环境的基础, 因此, 洁净空调系统的设计对制药企业而言有着十分重要的意义。随着新版GMP的颁布实施和近年来各项技术的迅猛发展, 制药企业对洁净区域的控制要求越来越严格, 洁净空调系统设计的复杂度和难度也在不断提升, 可供选用的设计方案也越来越多。本文通过对洁净空调系统各关键项目设计方案的罗列和比较, 对制药企业洁净空调系统的设计进行了简单论述。

1 送风方式

1.1 集中送风

集中送风是洁净空调系统最常使用的送风方式, 即空气经洁净空调系统处理后, 由风机通过集中的送风管、回风管进行送风、回风, 从而将空调系统与各个洁净室连接起来。

采用这种送风方式的洁净空调系统, 由于其主要的空气处理设备均集中设置在空调机房内, 因此便于管理和维护。但也正是由于集中送风、回风, 若想及时调整某一个洁净室的洁净情况就十分困难了, 也就是说该系统的适应性和灵活性较差。

1.2 FFU方式

FFU方式是近年来出现的一种新型送风方式, 该方式中空气通过FFU送到洁净室。FFU实际上是一种组合式过滤单元, 其自带风机和过滤器, 具有空气净化功能, 既可作为洁净空调系统的送风单元, 也可单独作为层流使用。由于该方式的新风机组和送风单元分离, 经新风处理系统处理后的空气, 经由分散在各个洁净室内的FFU送入, 因此具有很高的灵活性。

此外, 由于FFU是自带风机和过滤器的设备, 因此, 可单独、实时、实地地进行调整, 比传统的集中送风方式更具适用性、灵活性和出风稳定性。

虽然FFU在灵活性和适应性上较集中送风方式有一定的优势, 但对于洁净要求较高的洁净室而言, 要实现FFU送风, 需要配置大量的FFU单元等配套设施, 因此造价昂贵, 且由于大量的FFU单元分散在不同地方, 所以维护难度大、维护费用较高。

1.3 建议

为克服集中送风方式和FFU方式的不足, 可考虑采用集中送风和FFU相结合的方式。利用FFU可单独作为层流使用的特点, 在关键工序、关键设备等洁净要求较高的区域, 局部使用FFU。如果局部采用多个FFU联用的方式, 则在设计时应充分考虑其对使用区域的室内温度、风量及噪声的影响等问题。

2 空调系统形式

2.1 一次回风

传统的一次回风采取的是“先混后冷”的方式, 即先将新风和全部回风混合后, 经表冷器冷却、干燥, 然后再加热升温至送风要求的温度后送风。该系统可适用于任意新风比的洁净空调, 且控制系统简单, 便于管理和维护。但是由于新风和回风混合时会产生较大的冷热抵消现象, 而且冷却后还需通过再加热装置调整送风温度, 因此, 传统的一次回风的能耗较大。

新型的一次回风常采用“先冷后混”的方式, 即先将新风通过表冷器冷却至露点, 然后与全部回风进行混合, 最后冷却、加热至送风温度。相较于传统的一次回风, 新型的一次回风由于采取了分段冷却的方式, 因此, 能耗有所下降。

但是, 不论是“先混后冷”的传统的一次回风还是改进后的“先冷后混”的新型的一次回风, 因为都存在冷热抵消和后续再加热的情况, 所以能耗都比较大。“先冷后混”的新型的一次回风虽然减少了一定的能耗, 但其应用也受到新风比的影响, 一般适用于新风比>10% (最好是新风比>30%) 的洁净空调系统。

2.2 二次回风

二次回风将回风分成2个部分, 是一部分与新风混合, 另一部分不与新风混合的洁净空调系统形式。二次回风由于使用部分回风替代了一次回风中的再加热装置, 因此, 其系统能耗较一次回风有所下降。

李格萍等的研究结果表明, 二次回风与一次回风相比, 其全年节省总运行费用率可达66.9%。虽然二次回风的节能效果良好, 但是其使用条件是有限制的, 一般在机器露点和送风点温差≤2℃的情况下才能使用。并且, 二次回风控制复杂, 调节难度大。

2.3 建议

制药企业的洁净室面积较大, 各洁净室控制要求不一, 为了克服一次回风能耗大、二次回风操控难的问题, 在设计时可采用一次回风和二次回风相结合的形式, 即固定比例的一、二次回风, 辅以再加热设计, 从而实现操控、维护便捷, 节能显著的设计目标。

3 风机选择

3.1 单风机系统

单风机系统顾名思义就是使用1台风机的洁净空调系统, 该系统具有机组简单、易于操作、造价经济等特点, 但由于系统中仅有1台风机, 其所能承受的风机压头受限制, 故不适用于面积较大的洁净区域。

3.2 双风机系统

双风机系统是指在洁净空调系统中设置2台风机。双风机系统不仅可以避免因使用1台高压风机而产生的运行噪声和振动现象, 而且还可以快速排出消毒后的残余消毒气体。因此, 可适用于规模较大且有消毒灭菌要求的洁净区域。但是, 双风机系统机组体积大、造价高。

3.3 建议

制药企业的洁净区域一般面积较大, 且送风、回风管路复杂, 系统阻力较大, 一般宜采用双风机系统设计。但对于洁净面积较小的洁净区域, 如取样室、微生物检验室等可考虑使用单风机系统设计。

4 除湿方式

制药企业的洁净室对湿度的要求较高, 而且药品生产时除控制环境的湿度外, 还需要控制环境的洁净度和温度。因此, 制药企业洁净空调系统的除湿方式在选择上需要特别慎重, 常用的升温降湿和通风减湿的方式并不适用。目前, 制药企业的洁净空调系统设计中常采用降温除湿和物理吸湿的方式来实现对空气湿度的控制。

4.1 降温除湿

降温除湿是一种将空气的温度降低到露点温度, 使空气中的水气以饱和结露的凝结方式析出, 从而降低空气湿度的除湿方式。但由于受到冷媒温度、换热器材质和面积等影响, 该方法常用于温度在15℃以上、相对湿度在50%以上控制要求的洁净室的空气除湿。若洁净室对湿度的要求较高, 采用此法除湿则能耗过大, 效果也不理想。

4.2 物理吸湿

物理吸湿是一种利用吸湿材料降低空气湿度的除湿方法。制药企业常用的转轮除湿系统, 其原理就是物理吸湿。转轮除湿利用固体的吸湿材料, 如氯化锂、硅胶、沸石分子筛等吸收空气中的水分, 从而降低空气湿度。

4.3 建议

为满足洁净室的湿度要求, 通常制药企业在洁净空调系统设计时可采取降温除湿和物理吸湿相结合的方式, 即通过冷盘管降温和转轮除湿机除湿的联合应用来控制湿度。

选用转轮除湿机时应充分考虑其吸附材料的特点和吸附力, 根据实际情况选择合适的吸附材料。一般而言, 氯化锂化学稳定性好、易再生、具有杀菌力, 但在低湿度环境下除湿能力弱;硅胶经济实用, 吸湿性好, 但再生温度高;沸石分子筛在低湿度环境下仍能保持较好的吸湿性, 可适用于低湿度除湿, 但再生困难, 再生温度超过250℃。

此外, 转轮除湿机再生的能耗是使用该种除湿方式的洁净空调系统的主要能耗之一, 其再生热源可以是电、蒸汽或其他能源。因此, 在设计时应考虑配套公用设施的状态, 如电负荷、蒸汽压力等, 以便确保转轮除湿机正常运作。

当然, 为保障冷盘管的有效降温除湿, 设计时也应对配套系统所能提供的冷媒温度进行确认, 以保证冷媒温度与所需的露点温度相匹配。

5 压差控制

制药企业的洁净室有着明确的压差要求, 根据GMP第48条规定“洁净区与非洁净区之间、不同级别洁净区之间的压差应当不低于10 Pa。必要时, 相同洁净度级别的不同功能区域 (操作间) 之间也应当保持适当的压差梯度。”因此, 对于制药企业的洁净空调设计, 压差控制显得尤为重要。常见的压差控制系统可分为被动式和主动式2类, 即定风量系统和变风量系统。

5.1 定风量 (CAV) 系统

定风量系统属于被动式压差控制方法, 它通过手动风量调节阀, 调整送风、排风平衡, 以此来实现目标压差。由于定风量系统是手动调节, 因此无法适应空调系统运行中所发生的各类变化, 例如排风设备的增减、风机及过滤系统的性能变化等不可实现适时调整。此外, 定风量系统在运行中, 需按照设计负荷实行全负荷运行。所以, 该系统的能耗大, 运行成本高。

5.2 变风量 (VAV) 系统

变风量系统属于主动式压差控制方法, 它通过电动风量调节阀持续对系统的送风、排风进行调节, 从而保持目标压差稳定。变风量系统根据调节方式的不同, 可分为纯压差控制和余风量控制。

纯压差控制是通过对实测压差和设定压差的比较, 根据两者之间的偏差情况, 按PID调节算法对系统的送风量 (或排风量) 进行调整, 从而保持目标压差稳定的控制方式。

余风量控制是根据系统中实测的送风、排风量情况, 通过实时调整送风、排风量, 使系统处于动态的风量平衡状态, 保持恒定的送风、排风量差, 从而维持压差稳定的控制方式。

纯压差控制和余风量控制由于控制方法的不同, 两者的稳定性和对变化的响应速度也不同, 一般而言, 余风量控制的稳定性好、响应速度快。

5.3 建议

在药品生产过程中, 由于洁净室内不可避免地会出现如房门开关、设备运行、人员操作等干扰因素, 因此, 为了快速、稳定地保持恒定压差, 推荐选用余风量控制的方式来控制压差。定风量系统由于无法实现实时调整、运行能耗大、成本高等, 一般不推荐作为制药企业洁净空调系统的压差控制方式。

6 消毒灭菌

由于药品生产所需的洁净环境不仅对温湿度、粒子等有要求, 而且对微生物也具有严格的控制标准。因此, 在设计制药企业的洁净空调系统时, 需进行必要的消毒灭菌设计。

臭氧是最为常用的洁净环境的消毒灭菌方式之一, 其具有很强的氧化力, 在一定的浓度条件下, 可迅速杀死空气中的细菌, 且使用后很快被还原成氧气, 不会产生二次污染。在臭氧消毒设计时, 首先应根据洁净区域的空间大小、臭氧浓度、臭氧损失率等情况, 按以下公式计算出洁净空间消毒所需的臭氧总量, 并以此作为选用合适的臭氧发生器的依据。

W=NV (1+X) / (1-S)

式中W———臭氧总量 (g/h) ;

N———洁净空间所需的臭氧浓度 (mg/m3) ;

V———洁净空间总体积, 即生产洁净区与空调系统风道体积的总和 (m3) ;

S———臭氧的衰减率, 一般约为40%;

X———补充新风 (消毒时, 系统为维持洁净室压差所需的新风) 所造成的臭氧损失的百分率, 约为15%～30%。

另外, 设计时应考虑设置臭氧发生器与空调风机、新风口电动阀、排风机的连锁。确保臭氧发生器启动时, 系统停止排风, 关闭新风阀至相应位置, 开启送风机, 进行臭氧消毒循环, 保证臭氧消毒的效果。

7 结语

洁净空调系统的设计所涉及的内容十分丰富, 制药企业应根据自身实际情况, 在综合考虑产品工艺要求、法规符合性、硬件投资、日常运行成本等各方面情况的基础上, 结合空调系统各组件的设计方案和要求, 选择适合企业的洁净空调系统的设计方案, 以确保符合药品生产所需的洁净要求。

参考文献

[1]黄贵松.几种空气处理方式在净化空调系统中的应用[J].医药工程设计, 2006, 27 (5)

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[9]杨二平, 任中杰.洁净空调系统中不同回风形式的比较与分析[J].科技创新与应用, 2013 (4)

制药废水处理系统设计 篇4

摘 要：近些年来随着人们对医药安全的不断担心，制药厂的安全生产和规范生产逐渐成为人们关注的焦点，因此高效稳定药厂供水系统是生产制备药品的一个关键所在。因此，如何设计出一套完整高效而有具有现代化特征的药厂水处理系统便显得十分关键了。基于PLC制药厂水处理的自动控制系统切实考虑了制药厂的用水需求。

关键词：水处理 PLC 预处理 电去离子

纯化水在医药产业中有着相当广泛应用。在药品生产中，无论是窗口洗涤，还是原料、制剂的生产都是离不开水的。随着技术的发展现在现在生产基本上都是自动化生产，于是PLC的运用就越来越广泛，在水厂这样工作量繁重的地方已经充分的实现生产自动化，可是虽然自动化已经很高了。但是依旧还是有问题，主要是在设备安全方面。全自动化就需要设备能安全的运行，如果不能安全的运行就会产生很严重的事故。容易引起这些事故发生的一些比较重要的原因还有我国生产这些机械的行业不够发达，和先进国家有着一些差距，这些差距体现在制造设备的材料，还有就是在对设备进行加工有比较鲜明的差异，就造成了在生产安全中的差距，国内自主生产的设备在实际运行的过程中比较常见的问题就是运行不稳定，总容易出现破损，成为困扰生产的主要难题之一。

PLC这种系统的优点就在于容易掌握、价格便宜，当时的控制要求可以得到满足，因而得到了广泛的应用，这也就是在一段时间内，继电接触器控制系统得以主导这个行业。不过，随着电气产业的不断发展以及大型工厂生产线的相继出现，继电器的体积笨拙、稳定性低以及功能不完善等缺点日益明显。单一的功能，复杂的控制功能难以实现，尤其是它的通用性和可移植性差，这些缺点难以适应现代企业的生产需要，因而就需要一种新的装置来替代它。它替代继电器，从而实现了逻辑控制。随着当今科技的进步，它不仅仅是逻辑控制了。

一、PLC概述

（一）PLC特点

选择PLC作为控制芯片主要是应为完善的功能具有较高的实用性；拥有较强的抗干扰能力适合在工厂复杂的环境当中进行处理做到安全可靠；丰富的接口可以对多种设备进行控制，做到真正的中心控制集中处理；在此基础上简单地开发工作非常适合工业控制的要求。软件编程设计时根据外部传感器接收的各种数据信号通过SIMATIC Manager STEP 7编程软件对控制器程序的编写，完成对水处理的流程的控制设计。编写通信程序使用的是西门子公司的WINCC软件进行编写，通过编写的软件界面实现对处理过程的显示。通过监控系统对水处理过程当中各个控制节点的参数进行实时监控，通过动态参数的分析掌握处理过程的变化趋势，达到及时发现及时处理的目的，能够在内部执行运算，还能够进行顺序控制等指令，它还能通过输入接口达到对各种设备的控制，也可以通过输出。

具有以下几个特点：

1.可靠性高，抗干扰能力强

在实际生产中往往对设备的控制要求非常的严格，还需要具有抗干扰能力，有的工作环境比较的恶劣他也能在这样的地方工作，发生事故的次数比较少。这就是PLC的一个比较明显的特点。

2.编程简单，使用方便

PLC的另一个明显的特点就是编程比较简单，基本上PLC都是用梯形图进行编程，这样既清晰大方还容易被大家所接受，与常用的汇编语言相比，更受人们的欢迎。

3.控制程序可变

PLC的程序具有普遍的适应性，不会随着设备的变化而发生明显的变化。

4.功能完善

现代PLC拥有越来越大的功能，可以不随着设备地点等变化而做过多的变化，同时向着人性化发展。

5.扩充方便，组合灵活

PLC的扩充单元也花样很多，能够满足不同要求的需要。为了满足实际中的控制需要，除了一些比较小的PLC，剩下的很多PLC都是利用模块化的结构。PLC组件的模块化设计，包括CPU，电源，然后在他们之间使用框架和电缆连接，然后组装模块可以选择。

6.丰富的I/O接口模块

为了能够和各种工业设备的相互连接，PLC不仅拥有最基本的部分（如CPU，存储器等）外，还有非常丰富的I/O接口模块。因为有着不一样的现场信号，所以就要设计出和他相匹配的I/O模块，通过这些模块跟设备连接起来。

（二）PLC分类

1.PLC的分类

按照I/O点的数量分：小型机、中型机和大型机三种；

按照结构形式分：整体式结构和模块式结构。模块式结构式由各种标准的模块单元组合而成，这些标准模块包含有电源模块、输入模块、输出模块和通信模块等各种特殊功能模块。

2.PLC的特点

（1）抗干扰能力强，可靠性高；（2）控制系统结构简单，通用性强；（3）编程方便，使用简易；（4）功能完善；（5）设计、施工和调试的周期短；（6）体积小，维护操作方便。

（三）PLC选型

PLC可以根据CPU带的I/O点数来分配，根据点数的不同可以分出几种不同的PLC。分别可以叫做小型，中型还有大型PLC。还有可以插卡式的PLC以及可以兼容的PLC，一套比较完整的的PLC有CPU模块、电源模块还有一些输入输出模块。而且这些模块都是插在一块背板上。

根据实际需要PLC我使用的是西门子S7-300系列，他的内部中央处理器为CPU315-2DP。CPU315-2DP他内部里面含有48KB的RAM，存储器的大小为80KB，如果存储空间不够的话还能够用存储卡，最多能够扩展到512KB。而且CPU315-2DP还是带有现场总线接口的CPU模块，能够扩展四个机架。

（四）PLC的应用

PLC这种系统的优点就在于容易掌握、价格便宜，当时的控制要求可以得到满足，因而得到了广泛的应用，这也就是在一段时间内，继电接触器控制系统得以主导这个行业。但是，随着社会生产力的进步和提高，继电接触器控制系统的缺陷渐渐显现出来：大体积的设备、不高的可靠性、单一的功能，复杂的控制功能难以实现，尤其是它的通用性和可移植性差，这些缺点难以适应现代企业的生产需要，因而就需要一种新的装置来替代它。PLC的应用面非常广泛，在工厂自动化和计算机集成控制系统内占有举足轻重的地位。

二、PLC的组成

制药废水处理系统设计 篇5

随着化学制药行业面临环保压力、VOC整治压力的不断增大,VOC整治要求提高,效率和浓度。废气进行收集、汇总后集中处理成为很多制药企业的选择。但是随着RTO、RCO等焚烧装置的投用,有关焚烧装置起火、爆炸的事故频繁发生,其中大部分爆炸发生在废气收集管道内。

因为焚烧装置一般投资较高,企业一般不会配备多套焚烧装置,必然对废气进行汇总后收集,化学制药行业废气种类多,成分复杂,产生源头多,这就无形中增加了废气收集系统的复杂性,其复杂性甚至超过了大型化工企业的废气系统。目前国内缺乏废气系统设计的专业指导规范,大部分企业不得不摸着石头过河,因为安全设施不到位,甚至以事故为代价。为给同行提供参考,笔者结合企业自身实际以及对收集系统的理解提出了废气收集系统设计和管理要求,供同行参考。

2 化学制药废气分类

根据如表1 所示的废气分类,对于不需要进行焚烧处理即可达标的废气尽量不要送入焚烧系统,例如无机废气、房间的超低浓度废气等。

3 废气收集系统设计要点

化学制药行业废气管道总体设计思路:根据废气种类进行分类输送,进入焚烧系统的废气一般可分为含腐蚀性有机废气、普通VOC废气、含氢气废气三大类,紧急泄放的废气则可进入火炬系统。为提高废气输送安全型,一般采取缺氧状态下进行VOC废气输送,严格控制氧含量和静电积聚风险。因为目前国内大部分企业无法实现对各车间废气中VOC的异常超量排放进行有效监控,如果不能有效控制管道中氧含量,只要存在静电集聚点火,就极易造成废气管道系统爆炸事故,这也是目前国内废气管道爆炸事故发生的重要原因,即没有对废气管道中的氧含量和静电进行有效控制,在车间源头出现异常增量排放达到爆炸范围的情况下就导致了事故的发生。废气输送动力系统可采用文丘里管或风机。下面就对废气收集系统过程的一些设计要点进行举例:

(1)氧含量控制的设计。要求废气产生点进入管道系统实现全密闭,禁止将敞口过程的废气接入,对于异常检修状态下的废气点必须事先隔断。

(2)静电控制的设计。要实现静电集聚控制,首先要选对管材,对于普通VOC废气或含氢气废气,可采用不锈钢材质的管道,对于腐蚀性废气则采用导静电的玻璃钢管道,有效防止静电集聚。其次,需要合理设计管径,将废气输送速度控制在安全范围。一般普通VOC废气控制在10m/s以下,最高不能超过10m/s,对于含氢气废气则控制在7~8m/s。再次,对于管道上各类装置的材质,同样需要满足导静电要求,例如风机叶轮和壳体材质也必须为导静电的不锈钢或玻璃钢材质,阻火器也必须选用配套的不锈钢,禁止采用碳钢材质,防止生锈引发的堵塞。最后,在施工过程还必须注意对三通、转角、焊接部位的打磨处理,防止尖角的存在。

(3)废气输送动力系统的设计。因为每个企业规模不同,动力系统的设计可以采取不同的方式,如果只有1~2 个生产车间,则可以直接通过车间风机,将废气输送到焚烧装置,此时管道系统处于微正压状态。也可以通过焚烧炉进气风机,直接将各车间废气抽拉到焚烧装置,此时管道系统处于微负压状态。如果车间数量众多,则可在各废气产生源头按厂房或种类设置小风机,废气总管上设置接力风机,焚烧炉进口设置引风风机实现管道系统的输送,此时大部分管道系统处于微负压状态,风机出口附近出现微正压。废气总管的接力风机是否需要设置,还要根据输送管线长度,各车间废气排放压力等进行综合考虑。废气大部分区域设置成微负压状态的原因是为了有效控制各废气源串气的风险,将废气引导到同一流向。一旦存在串气,将造成后续各类安全、质量风险。

(4)废气管道预留的设计。废气管道系统一旦投用,要想进行改造将面临较大的动火作业风险,施工难度大。为此,需要开展一些预留性施工。例如在各车间排放口设置预留口,在废气进管路前设置切断用阀门,并配套盲板等。为防止各废气相互串联,进入总管排放口应有最小间距设置,一般应间隔设置30 以上。

(5)排液系统的设计。废气进入管道系统,难免会存在冷凝,特别是经过水喷淋后的废气含有大量饱和水蒸气,为此排液系统的设计尤其重要,否则可能会引起积液影响废气输送,冬季还会导致冰冻,损坏管路。排液系统包括管道倾斜度、排液口、清理口等,排液口要设置在管道低位,要求所有管道低位都有排液口。

(6)安全设施配备要求。为保证管道系统的安全稳定运行,还需要配套各类安全设施和检测仪器。管道系统上可设置泄爆片、阻火器、氧含量检测仪、LEL浓度检测仪。泄爆片一般可安装在风机或阻火器附近,泄爆压力的选择要高于废气管线正常压力,低于管线耐压。阻火器一般安装在各风机进口、出口,同时根据保护目标需要,可在废气支管与总管汇总前安装阻火器,以保护废气支管端各废气车间。同时因为不同型号、不同厂家的阻火器压降差异较大,故需要在设计前首先考虑阻火器压降。采购阻火器时,还要考虑阻火器的方向性。阻火器一般要选择自带温度检测的,便于当管道发生起火时,可通过阻火器上温度的检测,发现异常,并通过温度连锁报警系统和应急系统。为了实现对管道系统运行状况的监控,实现安全风险的在线监控,还需要安装压力检测、温度检测、流速检测仪器等,并将上述重要参数集中到统一监控中心进行集中监控,当压力、温度、流速超过设定值,即启动报警系统,并对各异常信息按事故/事件进行原因分析和调查处理,防止再次发生。

(7)应急系统设计。因为废气输送系统的火灾爆炸风险较大,故需要设置应急系统。可在氢气总管上安装蒸汽灭火装置,即当管道发生火灾或爆炸,管道内温度超过设定安全值时,立即启动应急装置,将蒸汽通入管道内进行灭火。为保护各生产车间安全,防止废气总管系统起火对各车间的影响,在各车间进入废气总管前,设置温度报警,当温度超过设定值,即切断与总管系统的阀门,将废气排到车间紧急放空管。

4 废气管道系统管理要求

(1)进气体前审批。目的是为了对接入废气系统的废气种类、排放参数、禁忌物等进行确认,防止误接。

(2)积液的管理。管道积液应及时排放,冬季和夏季的排液频次可略微不同,对每次排液应进行记录,包括排液口编号、液体接收量、排液日期等信息,对于排液量异常增大的,还需要进行原因分析。有条件的企业还可以对积液中的组分、p H进行分析,可监控未经审批排放的废气。当p H低于6 时,就需进行原因分析。

(3)静电管理。需要每年至少开展一次静电检测;每年检修期间,还需要开展静电接地设施完好性的检查。

(4)管道的日常巡查。管道泄漏的原因包括焊缝,爆破片破损,法兰连接密封圈破损,热胀冷缩导致管道破裂等,因此需要对管道进行日常巡查,主要通过对管道跑、冒、滴、漏的巡查及时发现漏点;同时可定期采用氮气进行气密性试验,并保留气密性试验的记录。日常运行过程,则通过对管道中氧含量的监控,及时发现异常。

(5)管道监控参数的记录和分析。视频监控、温度监控、压力监控、氧含量监控等数据传输到集中24 小时值控中心进行监控。其中总管各段压力情况须在运行过程中摸索,有相应的数据基础后再形成具体管理要求。

(6)明确各类标识:包括爆破片的管路色标、排液口标识、阻火器标识等。

摘要：文章首先阐述了废气收集系统现状和化学制药废气的分类方法,然后提出了废气收集系统的设计要点,以满足安全输送和应急处置的要求,最后明确了废气收集系统的管理要点,将本质安全和日常管理相结合,有效控制废气收集系统的安全风险。

制药废水处理系统设计 篇6

(1) 制药用水系统:

提供制药用水制备及贮存、分配、灭菌和清洗管道以及系统的设计和安装服务, 主要采用国际上最著名的管道、管件、阀门、仪表、水泵、换热器等来进行成套施工。

同时, 提供符合CP、USP、EP药典标准和WHO标准的纯化水、注射用水制备装置。

(2) 物料系统:

提供各种制剂的配料系统集成和配套设施的设计和安装服务:如物料配制、过滤、纯化、贮存和传送系统的成套设计和安装, 以及配套的自动控制系统的设计、成套、安装和调试等服务。

(3) CIP/SIP系统:

根据不同客户的制备工艺和实际需求, 为客户提供定制化的在线清洗和在线灭菌系统的设计和安装。

(4) 医药自动化系统:

提供制药企业中独立的或集成的设备或系统的控制、监视和远程控制。如制药用水制备、贮存和分配系统;物料配制、贮存和传送系统;洁净公用工程的制备与分配系统;SIP、CIP站系统;洁净空调系统;门禁系统;闭路电视监控等。

(5) 验证服务与技术支持:

提供制药用水制备、贮存和分配系统, 制药公用工程系统和配套设施的验证咨询, 验证方案的编制、审核, 验证执行、审核, 验证报告的起草、审核等服务。

石家庄莹玛涵科技有限公司

地址:河北省石家庄市裕华东路106号万隆国际3号楼 邮编:050011

电话:0311-66695955 18631137373 传真:0311-67667237

制药废水处理系统设计 篇7

(1) 制药用水系统:

提供制药用水制备及贮存、分配、灭菌和清洗管道以及系统的设计和安装服务, 主要采用国际上最著名的管道、管件、阀门、仪表、水泵、换热器等来进行成套施工。

同时, 提供符合CP、USP、EP药典标准和WHO标准的纯化水、注射用水制备装置。

(2) 物料系统:

提供各种制剂的配料系统集成和配套设施的设计和安装服务, 如物料配制、过滤、纯化、贮存和传送系统的成套设计和安装, 以及配套的自动控制系统的设计、成套安装和调试等服务。

(3) CIP/SIP系统:

根据不同客户的制备工艺和实际需求, 为客户提供定制化的在线清洗和在线灭菌系统的设计和安装。

(4) 医药自动化系统:

提供制药企业中独立的或集成的设备或系统的控制、监视和远程控制, 如制药用水制备、贮存和分配系统;物料配制、贮存和传送系统;洁净公用工程的制备与分配系统;SIP、CIP站系统;洁净空调系统;门禁系统;闭路电视监控等。

(5) 验证服务与技术支持:

提供制药用水制备、贮存和分配系统, 制药公用工程系统和配套设施的验证咨询, 验证方案的编制、审核, 验证执行、审核, 验证报告的起草、审核等服务。

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