南京一体化太阳能污水处理设施性能稳定

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中药材初加工是在药材采收后，为防止霉烂变质，影响药材质量和疗效，而进行的初步加工，是后期炮制、制剂等环节的前处理阶段。中药材初加工一般包括药材清洗、蒸煮、干燥等生产工序，同时各工序会排放相应的生产废水，废水中含有大量的泥砂，植物根茎表皮及悬浮物，药材中水溶性浸出物等，属于高浓度有机废水，对其进行达标处理难度较大，是目前中药废水处理领域中亟需解决的难题之一。

目前，大多数中药废水处理工程是将中药材初加工废水与后续深加工（提取、浓缩、制剂等）废水混合后进行处理，针对中药材产地集中采收后的初加工废水处理研究鲜有报道。白芍是我国常用大宗药材，近年来市场需求量大，种植面积不断扩大，药材集中采收后的初加工规模亦有所提高，产生的初加工废水也与日俱增，可见白芍初加工废水对环境的污染不容忽视。因此，以亳州某产业园内白芍初加工废水处理工程为例，从处理工艺、运行效果方面进行详细介绍和分析，实践证明该工程在中药材初加工废水处理中切实可行，具有良好的应用价值和社会效益。

1、工程概况

亳州某产业园内的白芍初加工包括清洗、蒸煮和脱皮工序，清洗废水基本未受到有机物污染，主要含有大量的泥砂、植物根茎表皮及根须、悬浮物等；白芍蒸煮过程是连续的，目的是帮助白芍进行脱皮，其与脱皮废水混合排放。蒸煮脱皮废水含有白芍皮、白芍肉质颗粒、白芍浸出物等。废水水质总体浊度大、呈淡红色，水质水量波动大；含有大量的有机物和少量无机盐类；BOD5/CODcr值较高，具有较强的可生化性。

该废水处理工程设计进、出水水质见表1，对白芍初加工车间生产废水进行分流处理，大部分清洗废水排放至清洗废水站；蒸煮和脱皮废水混合后依次流经蒸煮脱皮废水预处理、蒸煮脱皮废水站。清洗废水站日处理总量400m3/d，处理后继续回用于白芍清洗工序；蒸煮脱皮废水预处理阶段日处理总量1600m3/d，经预处理后通过厂区污水管网排放至蒸煮脱皮废水站，该股废水要求出水水质达到《中药类制药工业水污染排放标准》（GB21906-2008）中污染物最高允许排放浓度的一级标准后外排。

3、主要工段设计说明

3.1 预处理

废水由格栅去除大的漂浮物、悬浮物后，进入调节池，调节水量水质。废水处理工程中，高浓有机废水常采用气浮法作为预处理，其原理是使水中产生大量的微气泡，形成水、气及被去除物的三相混合体，并在多种力的共同作用下，使污染物粘合体密度小于水而上浮到水面得以分离去除。

3.2 生化处理

生化处理是利用微生物的生命活动过程将废水中的可溶性的有机物及部分不溶性的有机物有效地去除，使废水得以净化。其中，水解阶段是大分子有机物水解为小分子有机物，以便进入微生物细胞内进一步降解。酸化阶段是有机物降解的提速过程，因为它将水解后的小分子有机物进一步转化为简单的化合物并分泌到细胞外。A/O工艺中，缺氧段异养菌将污水中的淀悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物；好氧段，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至缺氧池，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）。该工艺效率高，对污染物有较高的降解效率和去除效果，流程简单、投资省、操作费用低，水质波动时仍能承受负荷冲击。

3.3 生物除臭

微生物除臭技术的工作原理是微生物细胞对恶臭物质的吸附、吸收和降解功能，将恶臭物质吸附吸收后转化为无毒害的CO2、H2O、H2SO4、HNO3等简单无机物，其过程分为三步：臭气同水接触并溶解到水中；水溶液中的恶臭成分被微生物吸附、吸收，恶臭成分从水中转移至微生物体内；进入微生物细胞的恶臭成分作为营养物质为微生物所分解、利用，从而使污染物得以去除。

4、主要构筑物及设备

4.1 预处理单元

粗格栅，1台，规格L×B×H：6.0×6.0×2.0m，碳钢防腐处理，定期人工清理。沉淀、厌氧预处理池，1座，规格L×B×H：6.0×5.5×3.0m，土建/钢砼结构，停留时间9h。污水提升泵QW18-1.5-2.2，2台。渣液分离气浮一体化设备（含集泥斗、集水斗），3.0×2.35×3.0m主材质玻璃钢（底板厚度10mm、周边板厚8mm、内部隔板厚度8mm）沥青防腐，处理量8吨/h，含溶气释放器8套。

4.2 水解酸化+A/O好氧生化池

水解酸化池1座，土建/钢砼地上结构，8.0m×6.0m×3.0m，有效容积144m3，停留时间18h。水解酸化池钢制填料支架，Φ12的钢筋+L63角铁材质（刷防腐漆）。A/O好氧生化池1座，土建/钢砼结构，8.0m×5.0m×4.5m，有效容积180m3，停留时间20h。生化池钢制填料支架Φ12的钢筋+L63角铁材质（刷防腐漆）；厌氧生物模块填料，Φ100柔性纤维填料，L=2m，78m3；好氧生物模块填料，Φ100柔性纤维填料，L=2m，101m3；罗茨鼓风机，2台，4KW、3.3m3/min。

4.3 生物洗涤除臭单元

项目采用生物洗涤除臭系统对设备间及好氧池产生臭气进行除臭处理。具体如下：通过收集风管将好氧池的臭气收集后先进入喷淋缓冲装置加湿后，再进入后续生物洗涤除臭装置经生物除臭处理后达标排放，设计处理量为2000m3/小时，除臭塔由怀化市康宇环保科技有限公司自行设计并加工，除臭塔出口Φ1600，含引风机、循环泵2台、φ200引风管1节。

经过长时间的研究及发展，形成了三种主要的多晶硅的制备方法，分别是改良西门子法、硅烷法和冶金法。改良西门子法主要通过工业硅和盐酸的反应以及一系列的物质转换过程产生多晶硅，该法可实现废气循环利用。硅烷法所生产出来的多晶硅相对于前一种方法纯度更高，于此同时，借助设备结构优势，多晶硅可以以较低的分解温度被生产出来，从而贯彻绿色化学的理念，实现低能耗生产。但与此同时，如何提高其生产安全性是技术人员面临的一道难题。冶金法主要用于太阳能光伏发电产业中制作多晶硅，从而进一步生产出薄膜等新型材料，因其具有成本低、能耗低、产出率高等特点，受到广泛应用。

多晶硅生产过程的盐类废水的处理也是各化工企业贯彻绿色化学理念的重要一环。多晶硅材料的生产中主要产生废气及原料残液两种污染物。其中废气中主要包含氢气、氧气、氯化氢等易燃易爆或有毒的成分。而残液的主要成分是微量硅粉和氯化烷。在处理的过程中通常会用稀氢氧化钠溶液对废气及残液的淋洗使其中含有的氯硅烷和少量氯化氢成分全部水解中和，形成无害的氯化钠及硅胶。产生的硅胶最终会通过压滤机进行固液分离，这个过程中产生的废水即为盐类废水，具有较大的酸性，须经过酸碱中和、蒸发结晶等步骤将其中的盐类提取出来，从而实现废物的回收利用。蒸发器在蒸发结晶的过程中起到了关键作用。

二、多晶硅生产中蒸发器在盐类废水处理中的运用

（1）薄膜蒸发器工作原理及其工艺流程

薄膜蒸发器是需要在真空的条件下进行蒸发操作的一类蒸发器。真空环境使得加入的物料的沸点可以迅速降低，因此多晶硅盐类废水的处理过程可以在低温条件下实现。蒸发器的内部由蒸发器、气液分离器、预热器等部件组成，其主要的工作原理是通过刮膜装置的不断旋转使多晶硅盐类废水的物质形成厚度均匀的液膜并以较高的流速向下流动，流入设备底部被排出；而低沸点的组分则被蒸汽加热后进入大气。这个过程中刮膜器的泵送作用有效降低了蒸发器中的热阻，系统的总传热系数随之提高，使蒸发强度大大增强。在三类蒸发器中，薄膜蒸发器使用的是升膜式列管换热器，可以满足制药、食品及化工等行业的生产或废气废水等的处理需求，适合热敏物质的蒸发。

薄膜蒸发器处理多晶硅生产过程中产生的盐类废水的具体工艺流程如下：

盐类废水通过进料泵进入到薄膜蒸发器的预热器中加热，随后被送入蒸发器中，在其中循环蒸发至氯化钠含量仅剩45%时，通过循环泵管道进入结晶储槽进行冷却结晶环节。该环节完成后物料将会进入到板框压滤机中进行固液分离操作，随后母液将流入设备底部的收集槽中进行回收，部分母液则会流入氯化钠反应槽中进行重复利用，而产生的氯化钠晶体则会由专门的运输通道将其运送至统一地点进行存放、清运。

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（2）三效蒸发器工作原理及其工艺流程

三效蒸发器在物质的提取浓缩提取方面起着关键的作用，是一种比较常见的多效蒸发器，常用于在化工生产、食品加工、轻工等领域。三效蒸发器由三个蒸发器组成采用串联的方式将盐类废水逐级分发，最终实现固液分离。其工作原理及工艺流程如下：废水在一效加热器中进行预加热，通过连接管道进入蒸发室，借助内部的巨大压力，将废水加热至其沸点，而后蒸发。废水蒸汽进入到蒸发系统的二效蒸发器中，作为加热源再次将流入的废水蒸发。在第三个蒸发器中也是如此。系统负压作用于连接三个蒸发器的平衡管中，多晶硅生产中产生的盐类废水由此能够在三个蒸发器中循环流动，不断将其蒸发直至溶液中的盐类含量达到饱和状态，此时废水中的盐分就会形成结晶从溶液表面析出，进入到集盐室进行回收，实现盐类废水的固液分离。三效蒸发器中多余的蒸汽在负压的推动作用下会进入到冷凝系统中迅速冷凝为液态，回收至用水池中，实现循环利用。

（3）四效蒸发器工作原理及其工艺流程

四效蒸发器是多效降膜蒸发器中的一个分类，适用于低温连续式蒸发浓缩过程。对具有热敏性、粘滞性以及发泡性的物体蒸发效果优良。四效蒸发器也是采用串联的方式将四个蒸发器进行连接，使多晶硅盐类废水能够进行循环蒸发，从而达到分离目的。四效蒸发器的工作原理与前两个蒸发器既有相似之处，也有其的特点。在对废水进行蒸发的过程中，废水首先经过蒸发器顶部的分配装置从而被均匀送入各蒸发管中。由于重力的作用，废水沿着管壁向下流动，逐渐在列管内壁形成液膜，随后，内管中的液膜与流经外管的蒸汽不断进行热交换，从而使液膜逐渐形成蒸汽，从而使废水中的溶质浓度增大，饱和后析出，完成固液分离过程。四效蒸发器的性能比三效蒸发器上了一个台阶，能更好的满足相关行业中的生产需要，具有传热效率高、低能耗等优势，且能对废水进行快速加热，提高了多晶硅盐类废水的处理效率。四效蒸发器中配备的CIP清洗系统可实现机器的自动清洗，并且随着科技的不断进步，操作过程自动化也成了现实，减少了生产过程及废物处理过程的人工参与度，大大提高了化工生产的安全性。