浅谈医药中间体废水处理工艺特点及自动控制

安立辉

摘要：科技在快速发展，社会在不断进步，医药行业在我国发展十分迅速，医药中间体生产属于精细化工，其最终产品是用于医药制剂生产的原料。随着社会发展其生产过程自动化要求越来越高，需要针对医药中间体废水处理特点进行自动控制设计，并需要对自控仪器仪表选型提出要求，医药中间体废水处理一般具有小型化、单批次间歇化、多功能化3个特点，下面就针对这几个特点介绍一下其自动化控制系统及仪器仪表选型特点。

关键词：医药中间体；废水处理；自动控制

引言

医药中间体废水是一类典型的化工废水，大多具有COD浓度高、可生化性差、含盐量高等特征，处理起来非常困难。对此，常需要物化预处理工艺和生化处理工艺的结合才能对此类废水进行有效的处理，预处理在整个废水处理工艺中的作用非常重要，通过适当的预处理工艺可以大幅去除浓度很高的COD和盐分，以及提高废水的可生化性，为后续生化工艺的有效运行提供保证。针对医药中间体废水的预处理工艺，研究人员进行了大量的研究。使用电化学氧化法对某医药中间体实际废水进行了预处理，结果表明电化学氧化法对COD、氨氮和色度的去除率可以分别达到71．3%、96．74%和95%。等采用微波强化Fenton氧化法处理高浓度医药中间体废水，筛选的最优条件下COD去除率达到89．7%。针对某医药中间体生产废水采用铁炭微电解法和电催化法对该废水进行预处理，有效的降解了生物抑制性毒物，提高了废水的可生化性^[1]。

1概况

某企业主要生产对甲砜基甲苯，是医药生产的中间体；废水特点是间歇式排放，水质水量波动大，总氮、含盐量高，有机物浓度高。该生产废水中含有芳香族有机物、大量的小分子易挥发有机物和浓盐酸等，COD高、色度高(呈深褐色)、溶解性固含量高，具有难闻的刺鼻气味，属于难降解废水。

2医药中间体废水处理工艺特点及自动控制

2.1清洗过程自动控制方案

1）控制说明：GMP对制药设备清洗有严格的规定，即要保证清洗有效，清洗过程中的清洗水压力、有效清洗时间应同时满足要求。清洗压力指喷头的压力，受该压力检测困难的限制，一般采用瞬时流量来代替。有效清洗时间指瞬时压力（这里用瞬时流量代替）满足条件时的时间，所以在清洗控制中程序应自动扣除瞬时流量小于设定值时的时间。每个反应釜清洗时均可控制该阀门打开，当收到所有反应釜的清洗过程结束信号时该总控制阀关闭。2）控制过程描述：当清洗指令给出后，清洗水总控制阀门首先开启，然后开启反应釜的清洗控制阀，流量计启动，当有效清洗时间到达设定值时给出停止信号，关闭反应釜清洗水控制阀门并给出总控制阀关闭信号，该反应釜清洗过程结束。在没有清洗操作时，可通过控制“打开排净”控制阀门和总控制阀进行排净控制^[2]。3）仪表选型：要求流量计应选用稳定可靠的流量计，一般选用涡街流量计或涡轮流量计，控制阀门应选用卫生级隔膜阀，选用的仪表和阀门材质一般为316L不锈钢。

2.2萃取精馏的分类

萃取精馏按照其操作方式可以分为两类:连续萃取精馏和间歇萃取精馏。(1)连续萃取精馏(CED)：连续萃取精馏过程中，进料、溶剂的加入及回收都是连续的。连续萃取精馏一般采用双塔操作，第一个塔是萃取精馏塔，被分离的物料由塔的中部连续进入塔内，而溶剂则在靠近塔顶的部位连续加入。易挥发组分由塔顶馏出，而难挥发组分和溶剂由塔底出料并进入溶剂回收塔。在溶剂回收塔内，可使难挥发组分与溶剂得以分离，难挥发组分由塔顶馏出，而溶剂由塔底出料并循环至萃取精馏塔。(2)间歇萃取精馏(BED)：间歇萃取精馏是近年来兴起的新的研究方向，由于间歇萃取精馏具有间歇精馏和萃取精馏的优点，引起了一些学者的注意。间歇萃取精馏比连续萃取精馏复杂的多，其流程及操作方法与连续萃取精馏不同^[3]。

2.3好氧生化处理

(1)好氧生化处理池：其主要作用是借助好氧微生物的生物化学作用分解有机污染物；该池的建造采用结构为钢筋混凝土，并将池子建为半地下式，每一构筑物的有效容积100m3，有效水深3.2m，单池尺寸规格：L×B×H=9.6×3.6×3.6（m）；通过利用介于活性污泥和生物滤池之间的方法，即生物氧化法，在池子内部装上弹性填料，以及进出水系统及布气系统；计算进入该池的COD总量为0.54×300=162kg/d；(2)两次沉淀池：选用结构为钢筋混凝土，选型为竖流式沉淀池，共建两座池体，与生化池采用合建的形式建造，表面水力负荷～0.6m3/m2·h，单池规格尺寸为：L×B×H=3.3×3.6×3.5（m）^[4]。

2.4医药中间体的绿色合成

对于有机反应而言，研究清洁工艺和绿色合成，对于提高实验效益、节约资源和能源，有效改善实验环境都具有十分重要的意义。特别是在有机化工合成工业和有机原料工业方面，可持续发展的清洁生产设计，更具有重要的战略意义。绿色化学在有机合成方面的实现途径有:(1)目标分子的设计在许多情况下，一个分子中表现其功能或有效性的部位与表现毒性的部位往往是分离的，所以设计对环境无毒无害的安全化学物质的挑战在于:既要降低目标分子的毒性，又不能以牺牲其有效性为代价。可以利用分子结构一活性(效能)的关系及分子修饰技术和生物合成技术等，在充分考虑毒性和有效活性的基础上，对最终合成产品的分子结构进行设计，使其比它所要替代的分子更安全有效。（2)采用无毒、无害的原料采用无毒无害的化工原料或可再生资源原料替代剧毒的、易造成严重环境污染的原料是绿色化学重要的研究方向之一，也是一个十分活跃的研究领域。绿色化学在选择试剂时，要满足下列基本标准:A试剂要对人类健康与环境的危害性最小，整体性能最佳;B试剂应使整个化学转化过程中产生的废物最少且危害性最小;C应选择同时具有高选择性，高反应效率及高转化率的试剂;D试剂的数量越少越好。一般情况下，选择试剂需综合考虑以上各种因素的平衡，以取得整体上的最佳，即试剂的最佳利用和对环境的最小影响。

结语

医药中间体属于药品生产的上游产品，其生产过程中废水处理的仪表选型除需要满足《自动化仪表选型设计规范》（HG/T20507）和《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058）等规范外，还需要满足《药品生产质量管理规范》（GMP）要求。GMP的宗旨是防止污染和交叉污染，在仪表选型时应符合下列要求：内外表面光洁，易拆洗，无死角，自排净，不吸附所接触的介质，不污染所接触的介质和所在的生产环境，在预期使用条件下不会失真变形。如：与物料接触的检测元件不能有死角，与物料直接接触控制阀门需选用卫生级隔膜阀；反应釜底部的卸料阀采用上展式卸料阀；进入洁净区的仪表应选用不易积尘、易于擦拭的外壳（如不锈钢外壳）。上面介绍了医药中间体废水处理过程的3个特点，并针对这些特点给出了一些自动控制方案和仪表选型要求，实际运行时还有很多适用可靠的自控方案，并且随着仪器仪表行业的发展，控制方案和仪表选型也会不断地丰富和提高。

参考文献

［1］顾坤．电化学氧化法处理高盐分医药中间体废水的研究［D］．南京理工大学，2007．

［2］朱骏，陆曦，赵浩，等．微波强化Fenton氧化法处理高浓度医药中间体废水［J］．南京工业大学学报:自然科学版，2010，32(6):80－83．

［3］周露．医药中间体生产废水处理工艺实验研究［D］．合肥工业大学，2009．

［4］朱家伟，侍亮，孔峰．光催化－ASBＲ－SBＲ处理医药中间体有机废水研究［J］．污染防治技术，2010(6):35－37．