Apele uzate din industria farmaceutică includ în principal apele uzate de producție de antibiotice și apele uzate de producție de medicamente sintetice. Apa uzată din industria farmaceutică include în principal patru categorii: ape uzate de producție de antibiotice, ape uzate de producție de medicamente sintetice, ape uzate de producție de medicamente brevetate chinezești, apă de spălare și ape uzate de spălare din diferite procese de preparare. Apa uzată se caracterizează prin compoziție complexă, conținut organic ridicat, toxicitate ridicată, culoare profundă, conținut ridicat de sare, în special proprietăți biochimice slabe și descărcare intermitentă. Este o apă uzată industrială greu de tratat. Odată cu dezvoltarea industriei farmaceutice a țării mele, apele uzate farmaceutice au devenit treptat una dintre sursele importante de poluare.
1. Metoda de tratare a apelor uzate farmaceutice
Metodele de tratare a apelor uzate farmaceutice pot fi rezumate ca: tratament fizico-chimic, tratament chimic, tratare biochimică și tratare combinată a diferitelor metode, fiecare metodă de tratare are propriile avantaje și dezavantaje.
Tratament fizic și chimic
În funcție de caracteristicile de calitate a apei uzate farmaceutice, tratamentul fizico-chimic trebuie utilizat ca proces de pretratare sau post-tratare pentru tratarea biochimică. Metodele de tratament fizico-chimic utilizate în prezent includ în principal coagularea, flotarea cu aer, adsorbția, striparea amoniacului, electroliza, schimbul de ioni și separarea prin membrană.
coagulare
Această tehnologie este o metodă de tratare a apei utilizată pe scară largă în țară și în străinătate. Este utilizat pe scară largă în pre-tratarea și post-tratarea apelor uzate medicale, cum ar fi sulfatul de aluminiu și sulfatul poliferric în apele reziduale din medicina tradițională chineză. Cheia unui tratament eficient de coagulare este selectarea și adăugarea corectă a coagulanților cu performanțe excelente. În ultimii ani, direcția de dezvoltare a coagulanților s-a schimbat de la polimeri cu moleculare scăzută la polimeri cu molecul mare și de la funcționalizarea monocomponentă la funcționalizarea compozită [3]. Liu Minghua și colab. [4] a tratat COD, SS și cromaticitatea lichidului rezidual cu un pH de 6,5 și o doză de floculant de 300 mg/L cu un floculant compozit de înaltă eficiență F-1. Ratele de îndepărtare au fost de 69,7%, 96,4% și, respectiv, 87,5%.
plutirea aerului
Flotația cu aer include în general diferite forme, cum ar fi flotarea cu aer prin aerare, flotarea cu aer dizolvat, flotarea cu aer chimic și flotarea cu aer electrolitic. Fabrica farmaceutică Xinchang utilizează dispozitivul de flotație cu aer vortex CAF pentru a pretrata apele uzate farmaceutice. Rata medie de eliminare a COD este de aproximativ 25% cu substanțe chimice adecvate.
metoda de adsorbție
Adsorbanții utilizați în mod obișnuit sunt cărbunele activat, cărbunele activat, acidul humic, rășina de adsorbție etc. Fabrica farmaceutică Wuhan Jianmin utilizează adsorbția cenușii de cărbune - proces secundar de tratare biologică aerobă pentru tratarea apelor uzate. Rezultatele au arătat că rata de îndepărtare a COD a pretratării de adsorbție a fost de 41,1%, iar raportul BOD5/COD a fost îmbunătățit.
Separarea membranei
Tehnologiile cu membrană includ osmoza inversă, nanofiltrarea și membranele cu fibre pentru a recupera materialele utile și a reduce emisiile organice generale. Principalele caracteristici ale acestei tehnologii sunt echipamente simple, funcționare convenabilă, fără schimbare de fază și schimbare chimică, eficiență ridicată a procesării și economisire de energie. Juanna și colab. au folosit membrane de nanofiltrare pentru a separa apele uzate cu cinamicină. S-a constatat că efectul inhibitor al lincomicinei asupra microorganismelor din apele uzate a fost redus și cinamicină a fost recuperată.
electroliză
Metoda are avantajele unei eficiențe ridicate, o funcționare simplă și altele asemenea, iar efectul de decolorare electrolitică este bun. Li Ying [8] a efectuat pretratament electrolitic pe supernatantul de riboflavină, iar ratele de îndepărtare a COD, SS și chroma au ajuns la 71%, 83% și, respectiv, 67%.
tratament chimic
Atunci când se folosesc metode chimice, utilizarea excesivă a anumitor reactivi este de natură să provoace poluarea secundară a corpurilor de apă. Prin urmare, lucrările de cercetare experimentală relevante ar trebui efectuate înainte de proiectare. Metodele chimice includ metoda fier-carbon, metoda redox chimică (reactiv Fenton, H2O2, O3), tehnologia de oxidare profundă etc.
Metoda fierului carbon
Operațiunea industrială arată că utilizarea Fe-C ca etapă de pretratare a apelor uzate farmaceutice poate îmbunătăți considerabil biodegradabilitatea efluentului. Lou Maoxing folosește un tratament combinat cu fier-micro-electroliza-anaerob-aerob-aer pentru a trata apele reziduale ale intermediarilor farmaceutici, cum ar fi eritromicina și ciprofloxacina. Rata de eliminare a COD după tratamentul cu fier și carbon a fost de 20%. %, iar efluentul final respectă standardul național de primă clasă „Standard integrat de evacuare a apelor uzate” (GB8978-1996).
Procesarea reactivului lui Fenton
Combinația de sare feroasă și H2O2 se numește reactiv Fenton, care poate îndepărta eficient materia organică refractară care nu poate fi îndepărtată prin tehnologia tradițională de tratare a apelor uzate. Odată cu aprofundarea cercetărilor, în reactivul Fenton au fost introduse lumină ultravioletă (UV), oxalat (C2O42-) etc., ceea ce a îmbunătățit foarte mult capacitatea de oxidare. Folosind TiO2 ca catalizator și o lampă cu mercur de joasă presiune de 9W ca sursă de lumină, apa uzată farmaceutică a fost tratată cu reactiv Fenton, rata de decolorare a fost de 100%, rata de eliminare a COD a fost de 92,3% și compusul nitrobenzen a scăzut de la 8,05 mg. /L. 0,41 mg/L.
Oxidare
Metoda poate îmbunătăți biodegradabilitatea apei uzate și are o rată mai bună de eliminare a COD. De exemplu, trei ape uzate cu antibiotice precum Balcioglu au fost tratate prin oxidarea cu ozon. Rezultatele au arătat că ozonarea apei uzate nu numai că a crescut raportul BOD5/COD, dar și rata de eliminare a COD a fost peste 75%.
Tehnologia de oxidare
Cunoscută și sub denumirea de tehnologie avansată de oxidare, reunește cele mai recente rezultate ale cercetării luminii moderne, electricității, sunetului, magnetismului, materialelor și altor discipline similare, inclusiv oxidarea electrochimică, oxidarea umedă, oxidarea supercritică a apei, oxidarea fotocatalitică și degradarea ultrasonică. Printre acestea, tehnologia de oxidare fotocatalitică ultravioletă are avantajele de noutate, eficiență ridicată și lipsă de selectivitate față de apele uzate și este potrivită în special pentru degradarea hidrocarburilor nesaturate. În comparație cu metodele de tratare precum razele ultraviolete, încălzirea și presiunea, tratarea cu ultrasunete a materiei organice este mai directă și necesită mai puține echipamente. Ca un nou tip de tratament, s-a acordat din ce în ce mai multă atenție. Xiao Guangquan și colab. [13] a folosit metoda de contact biologic ultrasono-aerobă pentru tratarea apelor uzate farmaceutice. Tratamentul cu ultrasunete a fost efectuat timp de 60 de secunde și puterea a fost de 200 w, iar rata totală de eliminare a COD a apei uzate a fost de 96%.
Tratament biochimic
Tehnologia de tratare biochimică este o tehnologie de tratare a apelor uzate farmaceutică utilizată pe scară largă, inclusiv metoda biologică aerobă, metoda biologică anaerobă și metoda combinată aerob-anaerobă.
Tratament biologic aerob
Deoarece majoritatea apelor uzate farmaceutice sunt ape uzate organice cu concentrație mare, este în general necesar să se dilueze soluția stoc în timpul tratamentului biologic aerob. Prin urmare, consumul de energie este mare, apele uzate pot fi tratate biochimic și este dificil să se descarce direct la standard după tratarea biochimică. Prin urmare, utilizarea aerobă numai. Există puține tratamente disponibile și este necesar un pretratament general. Metodele de tratare biologică aerobă utilizate în mod obișnuit includ metoda nămolului activat, metoda de aerare adâncă a puțurilor, metoda de biodegradare prin adsorbție (metoda AB), metoda de oxidare prin contact, metoda de secvențiere a lotului de nămol activat (metoda SBR), metoda nămolului activat circulant etc. (metoda CASS) și așa mai departe.
Metoda de aerare a puțurilor adânci
Aerarea puțurilor adânci este un sistem cu nămol activ de mare viteză. Metoda are o rată ridicată de utilizare a oxigenului, spațiu mic, efect de tratare bun, investiții scăzute, costuri de operare scăzute, fără înmulțire a nămolului și producție mai mică de nămol. În plus, efectul său de izolare termică este bun, iar tratamentul nu este afectat de condițiile climatice, care pot asigura efectul epurării iernii a apelor uzate în regiunile nordice. După ce apa uzată organică cu concentrație mare de la Fabrica Farmaceutică de Nord-Est a fost tratată biochimic de rezervorul de aerare a puțului adânc, rata de eliminare a COD a ajuns la 92,7%. Se poate observa că eficiența procesării este foarte mare, ceea ce este extrem de benefic pentru următoarea prelucrare. joacă un rol decisiv.
Metoda AB
Metoda AB este o metodă cu nămol activat cu încărcătură ultra mare. Rata de îndepărtare a BOD5, COD, SS, fosfor și azot amoniac prin procesul AB este în general mai mare decât cea a procesului convențional cu nămol activ. Avantajele sale remarcabile sunt sarcina mare a secțiunii A, capacitatea puternică de încărcare anti-șoc și efectul mare de tamponare asupra valorii pH-ului și a substanțelor toxice. Este potrivită în special pentru tratarea apelor uzate cu concentrație mare și schimbări mari în calitatea și cantitatea apei. Metoda lui Yang Junshi et al. folosește metoda biologică de acidificare prin hidroliză-AB pentru tratarea apelor uzate cu antibiotice, care are un debit scurt de proces, economisire de energie, iar costul de tratare este mai mic decât metoda de floculare chimică-tratare biologică a apelor uzate similare.
oxidarea de contact biologic
Această tehnologie combină avantajele metodei cu nămol activat și metoda biofilmului și are avantajele încărcării în volum mare, producției reduse de nămol, rezistență puternică la impact, funcționare stabilă a procesului și management convenabil. Multe proiecte adoptă o metodă în două etape, care urmărește domesticirea tulpinilor dominante în diferite etape, să dea pe deplin efectul sinergic între diferitele populații microbiene și să îmbunătățească efectele biochimice și rezistența la șoc. În inginerie, digestia anaerobă și acidificarea sunt adesea folosite ca etapă de pretratare, iar un proces de oxidare prin contact este utilizat pentru tratarea apelor uzate farmaceutice. Harbin North Pharmaceutical Factory adoptă un proces de oxidare prin contact biologic în două etape de acidificare prin hidroliză pentru tratarea apelor uzate farmaceutice. Rezultatele operațiunii arată că efectul tratamentului este stabil și combinația procesului este rezonabilă. Odată cu maturitatea treptată a tehnologiei de proces, domeniile de aplicare sunt, de asemenea, mai extinse.
Metoda SBR
Metoda SBR are avantajele rezistenței puternice la șoc, activitate ridicată a nămolului, structură simplă, nu este nevoie de reflux, funcționare flexibilă, amprentă mică, investiție redusă, funcționare stabilă, rata mare de îndepărtare a substratului și o bună denitrificare și îndepărtare a fosforului. . Fluctuarea apelor uzate. Experimentele privind tratarea apelor uzate farmaceutice prin procedeul SBR arată că timpul de aerare are o mare influență asupra efectului de epurare al procesului; stabilirea secțiunilor anoxice, în special proiectarea repetată a anaerobei și aerobei, poate îmbunătăți semnificativ efectul tratamentului; tratamentul îmbunătățit SBR al PAC Procesul poate îmbunătăți semnificativ efectul de îndepărtare al sistemului. În ultimii ani, procesul a devenit din ce în ce mai perfect și este utilizat pe scară largă în tratarea apelor uzate farmaceutice.
Tratament biologic anaerob
În prezent, tratarea apelor uzate organice cu concentrație mare în țară și în străinătate se bazează în principal pe metoda anaerobă, dar COD efluentului este încă relativ ridicat după tratarea cu o metodă anaerobă separată, iar post-tratarea (cum ar fi tratamentul biologic aerob) este în general necesar. În prezent, este încă necesar să se consolideze Dezvoltarea și proiectarea de reactoare anaerobe de înaltă eficiență și cercetarea aprofundată asupra condițiilor de funcționare. Cele mai de succes aplicații în tratarea apelor uzate farmaceutice sunt Upflow Anaerobic Sludge Bed (UASB), Anaerobic Composite Bed (UBF), Anaerobic Baffle Reactor (ABR), hidroliza etc.
Legea UASB
Reactorul UASB are avantajele unei eficiențe ridicate de digestie anaerobă, structură simplă, timp scurt de retenție hidraulică și nu este nevoie de un dispozitiv separat de returnare a nămolului. Când UASB este utilizat în tratarea kanamicinei, clorului, VC, SD, glucozei și a altor ape uzate de producție farmaceutică, conținutul de SS nu este de obicei prea mare pentru a se asigura că rata de eliminare a COD este peste 85% până la 90%. Rata de eliminare a COD a seriei în două etape UASB poate ajunge la peste 90%.
Metoda UBF
Cumpărați Wenning și colab. A fost efectuat un test comparativ pe UASB și UBF. Rezultatele arată că UBF are caracteristicile unui efect bun de transfer de masă și separare, diverse specii de biomasă și biologice, eficiență ridicată de prelucrare și stabilitate puternică de funcționare. Bioreactor cu oxigen.
Hidroliza si acidificarea
Rezervorul de hidroliză se numește strat de nămol hidrolizat în amonte (HUSB) și este un UASB modificat. În comparație cu rezervorul anaerob cu proces complet, rezervorul de hidroliză are următoarele avantaje: nu necesită etanșare, fără agitare, fără separator trifazic, ceea ce reduce costurile și facilitează întreținerea; poate degrada macromoleculele și substanțele organice nebiodegradabile din ape uzate în molecule mici. Materia organică ușor biodegradabilă îmbunătățește biodegradabilitatea apei brute; reacția este rapidă, volumul rezervorului este mic, investiția de capital în construcție este mică și volumul nămolului este redus. În ultimii ani, procesul de hidroliză-aerob a fost utilizat pe scară largă în tratarea apelor uzate farmaceutice. De exemplu, o fabrică biofarmaceutică utilizează un proces de oxidare prin contact biologic în două etape de acidificare hidrolitică pentru tratarea apelor uzate farmaceutice. Funcționarea este stabilă, iar efectul de îndepărtare a materiei organice este remarcabil. Ratele de eliminare a COD, BOD5 SS și SS au fost de 90,7%, 92,4% și, respectiv, 87,6%.
Proces de tratament combinat anaerob-aerob
Deoarece tratamentul aerob sau tratamentul anaerob singur nu poate îndeplini cerințele, procesele combinate precum anaerob-aerob, acidificare hidrolitică-tratament aerob îmbunătățesc biodegradabilitatea, rezistența la impact, costul investiției și efectul de tratare al apelor uzate. Este utilizat pe scară largă în practica ingineriei datorită performanței unei singure metode de procesare. De exemplu, o fabrică farmaceutică utilizează un proces anaerob-aerob pentru tratarea apelor uzate farmaceutice, rata de eliminare a BOD5 este de 98%, rata de eliminare a COD este de 95% și efectul tratamentului este stabil. Procesul de micro-electroliza-hidroliză anaerobă-acidificare-SBR este utilizat pentru tratarea apelor uzate farmaceutice sintetice chimice. Rezultatele arată că întreaga serie de procese are o rezistență puternică la impact la modificările calității și cantității apei uzate, iar rata de eliminare a COD poate ajunge la 86% până la 92%, ceea ce reprezintă o alegere ideală de proces pentru tratarea apelor uzate farmaceutice. – Oxidare catalitică – Proces de oxidare prin contact. Când COD al efluentului este de aproximativ 12 000 mg/L, COD al efluentului este mai mic de 300 mg/L; rata de eliminare a COD în apele reziduale farmaceutice refractare biologic tratate prin metoda biofilm-SBR poate ajunge la 87,5% ~ 98,31%, ceea ce este mult mai mare decât cel al metodei biofilm și al metodei SBR de unică folosință.
În plus, odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei membranelor, cercetarea aplicativă a bioreactorului cu membrană (MBR) în tratarea apelor uzate farmaceutice s-a aprofundat treptat. MBR combină caracteristicile tehnologiei de separare cu membrană și tratarea biologică și are avantajele încărcăturii mari de volum, rezistenței puternice la impact, amprentei mici și mai puțin nămol rezidual. Procesul de bioreactor cu membrană anaerobă a fost utilizat pentru a trata apa reziduală cu clorură acidă intermediară farmaceutică cu COD de 25 000 mg/L. Rata de eliminare a COD a sistemului rămâne peste 90%. Pentru prima dată, a fost folosită capacitatea bacteriilor obligate de a degrada materia organică specifică. Bioreactoarele cu membrană extractivă sunt utilizate pentru tratarea apelor uzate industriale care conțin 3,4-dicloranilină. HRT a fost de 2 ore, rata de îndepărtare a atins 99% și s-a obținut efectul ideal de tratament. În ciuda problemei de murdărire a membranei, odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei membranei, MBR va fi utilizat mai pe scară largă în domeniul epurării apelor uzate farmaceutice.
2. Procesul de epurare și selectarea apelor uzate farmaceutice
Caracteristicile de calitate a apei uzate farmaceutice fac imposibilă ca majoritatea apelor uzate farmaceutice să fie supuse numai epurării biochimice, așa că trebuie efectuată pretratarea necesară înainte de tratarea biochimică. În general, un rezervor de reglare ar trebui să fie configurat pentru a ajusta calitatea apei și valoarea pH-ului, iar metoda fizico-chimică sau chimică ar trebui utilizată ca proces de pretratare în funcție de situația actuală pentru a reduce SS, salinitatea și o parte din COD în apă, reduce substanțele biologice inhibitoare din apele uzate și îmbunătățesc degradabilitatea apei uzate. pentru a facilita epurarea biochimică ulterioară a apelor uzate.
Apa uzată pretratată poate fi tratată prin procese anaerobe și aerobe în funcție de caracteristicile sale de calitate a apei. Dacă cerințele de efluent sunt mari, procesul de tratare aerobă trebuie continuat după procesul de tratare aerobă. Selectarea procesului specific ar trebui să ia în considerare factori cum ar fi natura apei uzate, efectul de tratare al procesului, investiția în infrastructură și operarea și întreținerea pentru a face tehnologia fezabilă și economică. Întregul traseu al procesului este un proces combinat de pretratare-anaerob-aerob-(post-tratament). Procesul combinat de hidroliză adsorbție-oxidare de contact-filtrare este utilizat pentru tratarea apelor uzate farmaceutice cuprinzătoare care conțin insulină artificială.
3. Reciclarea și utilizarea substanțelor utile în apele uzate farmaceutice
Promovarea producției curate în industria farmaceutică, îmbunătățirea ratei de utilizare a materiilor prime, rata cuprinzătoare de recuperare a produselor intermediare și a subproduselor și reducerea sau eliminarea poluării în procesul de producție prin transformare tehnologică. Datorită particularității unor procese de producție farmaceutică, apele uzate conțin o cantitate mare de materiale reciclabile. Pentru tratarea unor astfel de ape uzate farmaceutice, primul pas este consolidarea recuperării materialelor și a utilizării cuprinzătoare. Pentru apa uzată intermediară farmaceutică cu un conținut de sare de amoniu de la 5% la 10%, se folosește o peliculă de ștergere fixă pentru evaporare, concentrare și cristalizare pentru a recupera (NH4)2SO4 și NH4NO3 cu o fracție de masă de aproximativ 30%. Utilizați ca îngrășământ sau reutilizare. Beneficiile economice sunt evidente; o companie farmaceutică de înaltă tehnologie folosește metoda de purjare pentru a trata apele uzate de producție cu conținut extrem de ridicat de formaldehidă. După ce gazul de formaldehidă este recuperat, acesta poate fi formulat într-un reactiv de formol sau ars ca sursă de căldură a cazanului. Prin recuperarea formaldehidei se poate realiza utilizarea durabilă a resurselor, iar costul investiției stației de tratare poate fi recuperat în 4 până la 5 ani, realizând unificarea beneficiilor de mediu și a beneficiilor economice. Cu toate acestea, compoziția apelor uzate farmaceutice generale este complexă, dificil de reciclat, procesul de recuperare este complicat și costul este ridicat. Prin urmare, tehnologia avansată și eficientă de tratare a apelor uzate este cheia pentru a rezolva complet problema apelor uzate.
4 Concluzie
Au existat multe rapoarte privind tratarea apelor uzate farmaceutice. Cu toate acestea, datorită diversității materiilor prime și proceselor din industria farmaceutică, calitatea apelor uzate variază foarte mult. Prin urmare, nu există o metodă matură și unificată de tratare a apelor uzate farmaceutice. Ce cale de proces să alegeți depinde de apa uzată. natură. În funcție de caracteristicile apelor uzate, pretratarea este în general necesară pentru a îmbunătăți biodegradabilitatea apelor uzate, pentru a elimina inițial poluanții și apoi pentru a se combina cu tratarea biochimică. În prezent, dezvoltarea unui dispozitiv de tratare a apei compozit economic și eficient este o problemă urgentă de rezolvat.
FabricăChina ChemicalFloculant polimeric cationic de poliacrilamidă anionic, chitosan, pulbere de chitosan, tratarea apei potabile, agent de decolorare a apei, dadmac, clorură de dialil dimetil amoniu, diciandiamidă, dcda, antispumant, policlorură, polialuminiu, aluminiu, polielectroimid, aluminiu ， pam， poliacrilamidă， polydadmac ， pdadmac， poliamină， Nu doar că oferim calitate înaltă cumpărătorilor noștri, dar și mai important este cel mai bun furnizor al nostru împreună cu prețul de vânzare agresiv.
Fabrica ODM China PAM, Poliacrilamidă anioică, HPAM, PHPA, Compania noastră funcționează după principiul de funcționare „bazat pe integritate, cooperare creată, orientată către oameni, cooperare câștig-câștig”. Sperăm că putem avea o relație de prietenie cu oameni de afaceri din întreaga lume.
Extras din Baidu.
Ora postării: 15-aug-2022