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医疗器械生产废水零排放设计与工程实践

更新时间:2016-07-05

1 水量与设计水质

1.1 水量及来源

某医疗器械企业的生产废水主要分为酸蚀废水和含氮清洗废水。

酸蚀废水处理规模为110.3m3/a,废水主要来源为厂区酸蚀线清洗废水、酸雾中和废水、研磨废水和实验室清洗废水。

含氮清洗废水处理规模为120m3/a,废水主要来源为厂区除油清洗废水和纯化水清洗废水。

3.3 本试验建立了一种定量检测HPS的ddPCR方法,同时,利用ddPCR和qPCR这2种检测方法对HPS进行测定,就灵敏性、重复性、特异性和临床样品检测 4个方面进行了比较。在定量检测相同稀释度的HPS DNA时,ddPCR和qPCR的定量值呈线性正相关,且ddPCR方法的灵敏性优于qPCR。在实际运用过程中,ddPCR方法的检出率更加可靠。

1.2 设计水质

本项目处理后酸蚀废水达到 《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-2010)的C等级,含氮清洗废水达到零排放要求。酸蚀废水出水水质要求如表1所示。

表1 酸蚀废水出水水质要求

控制项目名称 单位 排放限值pH / 6.5~9.5 SS mg/L ≤300 F- mg/L ≤20氨氮 mg/L ≤25 COD mg/L ≤300总氮 mg/L ≤45

2 工艺设计

2.1 设计说明

2.1.1 酸蚀废水

酸蚀废水的特点为水量较小、水质较为复杂,主要控制指标为SS、F-与 COD。

针对废水量小、排放不稳定的特点,采用序批式反应器。针对废水中pH波动大的特点,采用工艺为酸碱中和法,并设置废水调节池,以应对水质波动[1]。针对废水中SS和COD较高的特点,采用混凝沉淀法与膜过滤法相结合的方式。向废水中加入适量的聚合氯化铝(PAC)与聚丙烯酰胺(PAM),充分反应后静置沉淀,产生的污泥依次进入污泥浓缩池和污泥压滤池,并最终排出。针对废水中含有残余F-的特点,采用化学加药混凝法进行处理。通过向废水中加入CaCl2,从而形成CaF2沉淀而去除。

歌曲《北京一夜》《新贵妃醉酒》和人音版教材八年级下册第五单元所讲的京腔京韵在主题和演唱技巧上类似,通过聆听和演唱,学生可以更好地了解和掌握京剧。周杰伦创作的《夜曲》,与肖邦的《B大调夜曲第3号》相融合,但他并不是将古典乐及歌曲旋律融合,而是与背景音乐融合,细细聆听,就会发现除了歌声和吉他声外,还有古典钢琴乐在跳动。这样的编曲创作,不仅让音乐作品拥有如诗般的浪漫画面,也让学生们更了解肖邦和他的作品。

废水经提升泵输送至反应池与沉淀池。设置反应池沉淀池1座,运行方式为序批式。采用地下封闭式碳钢衬FRP防腐结构,有效容积为3.6m3,HRT为10d。池中设置搅拌机,功率为0.37kW,起搅拌混合均匀的作用。池内设置pH在线监测仪一套,调节废水pH为6~9。加药计量泵为机械隔膜计量泵,采用四用一备的方式,分别投加H2SO4、NaOH、PAC与PAM。加药桶为PE材质,并设有搅拌器以搅拌均匀。沉淀后的上清液由提升泵输送至中间池[2]

常见的含氮清洗废水处理方法有:活性污泥法、折点加氯法、吸附法以及蒸发结晶法。

钢丝绳锚具及锚板采用Q235钢材铸造,承压强度280MPa,设计锚具如图4所示。为确保预应力钢丝绳张拉与锚固的方便,锚具外侧为开口形式,开口上宽3mm,开口下宽4mm,开口深度10mm,锚具长度根据板梁截面宽度确定。实施焊接前,应预先对板梁中凿出的既有纵筋表面进行除锈等清洁处理,确保端部锚具与既有纵筋焊接可靠。

该项目工艺流程图如图1所示。

在进行系统调试之前,先对系统进行简单的测试。首先使用万用表测试硬件电路中是否有短路。在排除掉硬件电路短路的可能性之后,使用数字示波器观察电源模块的输出电压幅值和电压波动幅度是否达到设计要求。在测试完电源之后,对微控制器编程,在串口收到0xAA后,将微控制器的系统时钟通过串口发送至上位机的串口调试助手,以测试微控制器是否正常工作。串口调试助手接收到的信息显示,微控制器的系统时钟是40 MHz,这表示微控制器本身和串口模块都已经可以正常工作。

而本工程中含氮清洗废水的氮化合物主要来源为生产工艺中所用到的清洗剂,其主要成分为十一烷醇聚醚等有机溶剂,溶解性较强,有机氮浓度较高。同时该项目水量小,需间歇性运行,且要求氮磷零排放,因此选择混凝沉淀+“NF-RO”+真空减压蒸发结晶组合工艺进行处理。

钻孔弹模计分柔性与钢性两种,考虑到本案例测试的对象为高压水工隧洞围岩,此次采用钢性钻孔弹模计。岩体钢性钻孔弹模计测试是利用钻孔弹模计内置的若干径向施压小千斤顶,在孔壁施加一条带状径向压力,根据压力与变形对应关系来计算岩体的弹性或变形模量。

2.2 工艺流程图

蒸发结晶法常见方式有常压蒸发结晶与真空减压蒸发结晶两种。含氮清洗废水采用纳滤(NF)膜与反渗透(RO)膜两级过滤方式进行深度处理,出水经由蒸发器蒸干后,残渣作为危废委外处理。该工艺占地面积小,可间歇操作,并能够达到氨氮废水零排放的要求。

图1 项目工艺流程图

2.3 主要构筑物与设计参数

(4)污泥脱水系统

(1)调节池

废水首先进入调节池。调节池设置1座,为地下封闭式混凝土结构,其有效容积为3.6m3,HRT为10d。池内设置浮球液位计一套,通过调节池液位控制废水提升泵的启停。

(2)反应池沉淀池

废水经提升泵输送至反应池与沉淀池。设置反应池沉淀池1座,运行方式为序批式。采用地下封闭式碳钢衬FRP防腐结构,有效容积为3.6m3,HRT为10d。池中设置搅拌机,功率为0.37kW,起搅拌混合均匀的作用。池内设置pH在线监测仪一套,调节废水pH为6~9。加药计量泵为机械隔膜计量泵,采用五用一备的方式,分别投加H2SO4、NaOH、CaCl2、PAC与PAM。加药桶为PE材质,并设有搅拌器以搅拌均匀。经反应沉淀后的上清液排入地下市政管网。

(3)污泥储槽

扶持本地特色企业,带动本地经济增长。福山镇以咖啡产业闻名全国,该镇获证咖啡加工企业3家,咖啡经营单位数十家。在日常巡查中,工作人员加强监管,对发现的缺陷提出整改意见,并多次上门指导企业做好办证、环境卫生等工作,积极鼓励厂房升级改造,力求保证本地咖啡食品安全。目前,福山咖啡已成为具有地方特色的饮食品牌。

4)相比传统日照分析方法,本文提出的方法操作过程简便,每一计算结果均有图形显示,清晰易懂。分析结果可为其它建筑物满足日照规范设计提供参考。

2.3.1 酸蚀废水

设有污泥脱水机一式,类型为板框压滤机。污泥储槽污泥经输送泵到达压滤机,经压榨处理后以泥饼的形式外运。压榨水回流至调节池。

2.3.2 含氮清洗废水

(1)收集池

含氮清洗废水首先进入收集池。收集池设置1座,为地下封闭式碳钢结构,其有效容积为1.8m3,HRT为5d。池内设置浮球液位计一套,通过收集池液位控制废水提升泵的启停。

沉淀池的污泥通过污泥供给泵进入污泥储槽,污泥供给泵为气动隔膜式。池内设置浮球液位计一套,通过调节池液位控制废水提升泵的启停。

①观察各时间点平均动脉压(MAP)、心率(HR)、脉氧饱和度(SPO2)、呼吸频率(RR)和VAS评分的变化。②记录阻滞起效时间、术中及术后24 h内不良反应的发生情况。

(2)反应池沉淀池2

2.1.2 含氮清洗废水

(3)中间池

沉淀池上清液流至中间池。中间池设置1座,为地下封闭式碳钢结构,其有效容积为5m3,HRT为15d。池内设置浮球液位计一套,通过中间池液位控制废水提升泵的启停。

(4)纳滤+反渗透系统

中间池出水进入过滤器,为进一步深度过滤做好准备。本工艺单元分别设置机械过滤器与活性炭过滤器各一式,过滤器内分别投加石英砂与活性炭作为滤料。过滤器直径为0.4m,材质为碳钢,并衬有防腐涂层。过滤器同时设有反洗水泵,流量为5m3/h,扬程为25m。过滤器出水通过高压泵进入纳滤+反渗透装置。系统分别设有纳滤膜及膜壳4只、反渗透膜及膜壳2只,并配有高压泵2台,流量为1m3/h。

(5)电加热蒸发器

此类废水经废水提升泵由收集池输送至蒸发器。蒸发器主要由夹套式浓缩罐、气滤捕液器、列管式冷凝器与受液贮罐组成。该处理装置蒸发量为50kg/h,并配有冷凝水箱,材质为碳钢,容积为200L。含氮清洗废水经蒸发器蒸干后,残渣作为危废委外处理,冷凝水排放至地沟。

1.2 指标检测方法 抽取患者空腹静脉血,3 000 r/min低速离心15 min,取上层血清采用电化学发光法检测血清 25-(OH)D3、CK-MB、cTnI、hs-CRP水平。检测仪器为美国ACS180 plus型化学发光免疫分析仪,试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。严格按照试剂盒说明书操作。另取1份血标本,采用迈瑞BC6900型全自动血细胞分析仪测定白细胞计数和分类,计算NLR。NLR=中性粒细胞计数/淋巴细胞计数。

利用SAS 9.0软件对试验结果进行多因素方差分析(ANOVA)、最小二乘法(LSD)进行各水平之间的多重比较以及二次响应面回归分析。

3 实际运行效果

该项目于2017年9月完成调试并开始正常运行。系统调试运行数据如表2所示,可知酸蚀废水与含氮清洗废水的各项出水指标均满足出水水质要求。

表2 系统调试运行数据

日期 酸蚀废水出水 清洗废水出水pH SS(mg/L) F-(mg/L) COD(mg/L) 氨氮(mg/L)2017.09.15 6.7 55 5.8 56.0 未检出2017.09.16 7.1 43 5.5 98.4 未检出2017.09.17 6.8 29 9.7 76.8 未检出2017.09.18 6.7 27 12.5 125.6 未检出2017.09.19 7.5 37 8.0 63.2 未检出2017.09.20 6.8 15 8.2 79.2 未检出2017.09.21 7.2 44 9.1 90.4 未检出

4 结束语

综上所述,采用混凝沉淀、多级过滤与真空减压蒸发结晶相结合的方式处理含氮清洗废水,多次检测蒸发器产生的冷凝水,并未检测到氨氮等含氮含磷污染物,达到了氮磷零排放的目标。该工程案例采用酸碱调节与混凝沉淀的组合方法处理酸蚀废水,有效去除了悬浮固体与氟离子,其出水水质稳定达标,具有一定的借鉴意义。

吴建华
《低碳世界》 2018年第05期
《低碳世界》2018年第05期文献

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