Application of membrane combined sectional salt separation process in the treatment of pharmaceutical wastewater

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2021-0598

Abstract

Abstract:

The rapid development of pharmaceutical industry is bound to bring new industrial wastewater treatment problems，and the salt separation process based on nanofiltration membrane has great potential in the treatment of pharmaceutical wastewater liquid zero discharge. Considering the possible membrane pollution tendency of organic complex pharmaceutical wastewater to traditional spiral-wound nanofiltration /reverse osmosis membrane，tubular ultrafiltration membrane was used to pretreat pharmaceutical wastewater in this study. Then，the advanced treatment of the pretreated effluent was carried out by the sectional concentration and salt separation process with common spiral-wound nanofiltration membrane and disc tube nanofiltration membrane. The pilot test showed that the tubular ultrafiltration unit had no obvious pollution trend，and the produced water met the requirements of entering the subsequent membrane units. The spiral-wound nanofiltration unit could effectively separate divalent salts（the rejection rate of SO₄^2- was 98%），retained most of the organic matter and could keep stable operation for a long time under the flux of 25 L/（m²·h），the pollution trend was much smaller than that of ordinary spiral-wound reverse osmosis. The sectional concentration process could effectively reduce the use of dish tube membrane module and reverse osmosis，and the hard removal position was more reasonable，which could ensure the salt separation effect with certain economy.

Key words: pharmaceutical wastewater, tubular ultrafiltration, spiral-wound nanofiltration, sectional concentration, salt separation, hardness removal

摘要：

制药行业的飞速发展势必会带来新的工业废水处理问题，而以纳滤膜为基础的分盐处理工艺在制药废水液体零排放处理中有着较大的潜力。考虑到有机组分复杂的制药废水对传统卷式纳滤/反渗透膜可能存在的膜污染倾向，首先采用管式超滤膜对制药废水进行预处理，然后通过普通卷式纳滤膜与碟管式纳滤膜联用的分段浓缩分盐工艺对预处理出水进行深度处理。中试试验结果表明，该工艺下管式超滤单元未见显著污染趋势，且产水达到后端进膜要求；卷式纳滤单元可以有效分离出二价盐（对SO₄^2-截留率达到95%），并能够截留大部分有机物，且在25 L/（m²·h）通量下可以保持长时间稳定运行，污染趋势较普通卷式反渗透膜大幅缩小。与传统工业分盐工艺相比，该种分段浓缩工艺可有效减少碟管式膜组件及反渗透的使用，且除硬位置更加合理，在保证分盐效果的同时，具有一定的经济性。

关键词: 制药废水, 管式超滤, 卷式纳滤, 分段浓缩, 分盐, 除硬

CLC Number:

X703

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Figures/Tables 15

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项目	pH	TDS	COD	Cl^-	SO₄^2-	Ca²⁺	总硬	NH₄⁺-N	SS
生化出水水质	6~9	8 500	700~800	3 500	1 000	150~200	500~550	40	500
深度处理后目标水质	6~9	<700	<50	<300	<10	<50	<50	<10	0

项目	pH	TDS	COD	Cl^-	SO₄^2-	Ca²⁺	总硬	NH₄⁺-N	SS
生化出水水质	6~9	8 500	700~800	3 500	1 000	150~200	500~550	40	500
深度处理后目标水质	6~9	<700	<50	<300	<10	<50	<50	<10	0

药剂	品牌	纯度/%	配制质量分数/%
NaOH	阿拉丁	97.0	8
Ca（OH）₂	阿拉丁	95.0	10
Na₂CO₃	阿拉丁	99.5	20

药剂	品牌	纯度/%	配制质量分数/%
NaOH	阿拉丁	97.0	8
Ca（OH）₂	阿拉丁	95.0	10
Na₂CO₃	阿拉丁	99.5	20

水样组	浊度/NTU	COD/（mg·L^-1）	COD去除率/%
原水	398	737	—
超滤产水	2	515	30.12
质量分数0.05% PAC	21	598	18.86
质量分数0.1% PAC	14	548	25.64

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