制藥企業濃縮倍數的研究及節水分析

楊 健，李占強

（河北省石家莊水文水資源勘測局，河北 石家莊050051）

1 引言

我國的水資源不足且用水效率不高，這要求企業把節約用水和提高水的重復利用率作為用水方向的重點。在制藥企業中，循環水占的比重較大，隨著生產規模的不斷擴大，企業需要一個合理的循環水運行的濃縮倍數，既能最大限度地利用有限的水資源，使資源可持續發展，又能減低設備和投入的成本，達到合理的經濟效益。

循環冷卻水中，隨著循環水在冷卻塔中分的蒸發，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高，就必須排放一部分循環水，并補充一些低鹽度的新水。新鮮水和循環水中的含鹽分不同，比值就成為濃縮倍數（用K表示）。

數值上濃縮倍數用含鹽量計算是比較麻煩的，同時因濃縮倍數提高之后有鹽類的沉積，故用含鹽量計算出的倍數也存在著誤差。因此，一般用在水中比較穩定的離子來計算濃縮倍數。這種離子在濃縮過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＋等來計算，有時也可以采用好幾種離子鎖測定的濃縮倍數的平均值來作為倍數的基準。

2 濃縮倍數與水量的關系

循環水的鹽度與補水量和排水量有關，根據循環水系統水量平衡和物料平衡可以得出濃縮倍數與補充水量和排污水量必定存在的一定的聯系。

表1 濃縮倍數與補充水量和排污水量的關系

由表1可以看出，當濃縮倍數K等于1時，補水和排污水、循環水量是一樣的，這實際上就是未做循環處理的直流直排水系統。當濃縮倍數K大于1時，隨著K值的增大，排水和補水量逐漸減小，節水開始見到成效。但是當K大于6時，水量減小的速率減低，節水程度變小。濃縮倍數K受到排污水量的限制，不能無限的提高。當Vd/Vr＝1.5%時，濃縮倍數最大不會超過2。在實際操作中，大幅度該表補水量和排污水量會使濃縮倍數K也隨之變化。當K值不斷增大時，循環水系統的正常運行的難度會增大。若操作時保持濃縮倍數不變，蒸發量增大時，要增大補充水量，還要保持水量平衡，就要增大排水量。因此，增加補水量和排污水量都要影響濃縮倍數的下降。

3 制藥企業的用水現狀及濃縮倍數分析

3.1 工藝水

企業的制藥車間可通過純化水設備，制造出來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。并產生一定量的廢水外排到污水管網。

3.2 間接冷卻水

主要用于企業的動力車間。通過水泵將水送至各個生產車間的冷凍機、空壓機以及各種設備冷卻，返回到循環水池通過冷卻塔降溫使水重復使用。

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，一般可達到80%左右。因此這部分的用水相比之下更具有節水的潛力。循環水的利用率與濃縮倍數有著密切的聯系。

某制藥廠補水水質分析，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 0.5mg/L、氟 化 物 0.73mg/L、總鉛0.01mg/L。

公司循環水水質分析：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。

根據以上的水質數據中前3項對比測算濃縮倍數的可以看出該企業循環冷卻水濃縮倍率仍較低，現在企業循環水濃縮倍數保持在3.5左右，濃縮倍率從目前的3倍提高至5倍，每1萬m3循環冷卻水可減少補充新水約43m3，按照制藥廠年間冷循環水量為1 108.5萬m3計算，則年減少新水4.8萬m3。這樣可以一定程度上節省企業用水開支，達到節水的目的。

4 結語

在企業循環水的濃縮倍數處于比較低的運行狀態下，提高濃縮倍數會使節水效果十分顯著。但是當濃縮倍數處于比較高的水平時，再設法增加濃縮倍數，會使節水成效不明顯，還增加了設備的運行風險。在現有醫藥行業的水處理情況下，還是將循環水的濃縮倍數控制在4.0～5.0之間，以保證設備的安全運行。減少蒸發損失也是提高節水效率的有效方法。在循環水在安全的濃縮倍數運行下，減少蒸發就是減少了新水的補充量。根據用水分析可以看出制藥行業中工藝用水占其用水量的比重也比較大。制藥企業中制作純水的工藝廢水可以用于循環水中這樣對水質要求一般的設備中。醫藥工藝的污染較重的廢水可以經過一定的環保處理，再重復利用到企業自身的循環冷卻水中。這樣可以充分利用水資源，提高濃縮倍數。

[1]常明旺.工業企業水平衡[M].北京：化學工業出版社，1998.

[2]李智慧.水平衡測試技術[M].太原：山西科學技術出版社，2008.