Apele uzate din industria farmaceutică includ în principal apele uzate provenite din producția de antibiotice și apele uzate provenite din producția de medicamente sintetice. Acestea includ în principal patru categorii: apele uzate provenite din producția de antibiotice, apele uzate provenite din producția de medicamente sintetice, apele uzate provenite din producția de medicamente brevetate chinezești, apele de spălare și apele uzate de spălare provenite din diverse procese de preparare. Apele uzate se caracterizează printr-o compoziție complexă, un conținut organic ridicat, o toxicitate ridicată, o culoare închisă, un conținut ridicat de sare, în special proprietăți biochimice slabe și deversări intermitente. Sunt ape uzate industriale dificil de tratat. Odată cu dezvoltarea industriei farmaceutice din țara mea, apele uzate farmaceutice au devenit treptat una dintre cele mai importante surse de poluare.
1. Metoda de tratare a apelor uzate farmaceutice
Metodele de tratare a apelor uzate farmaceutice pot fi rezumate ca: tratare fizico-chimică, tratare chimică, tratare biochimică și tratare combinată a diferitelor metode, fiecare metodă de tratare având propriile avantaje și dezavantaje.
Tratament fizic și chimic
Conform caracteristicilor calității apei uzate farmaceutice, tratamentul fizico-chimic trebuie utilizat ca proces de pre-tratare sau post-tratare pentru tratamentul biochimic. Metodele de tratament fizico-chimic utilizate în prezent includ în principal coagularea, flotația cu aer, adsorbția, striparea amoniacului, electroliza, schimbul de ioni și separarea prin membrane.
coagulare
Această tehnologie este o metodă de tratare a apei utilizată pe scară largă atât în țară, cât și în străinătate. Este utilizată pe scară largă în pre-tratarea și post-tratarea apelor uzate medicale, cum ar fi sulfatul de aluminiu și sulfatul poliferic din apele uzate din medicina tradițională chineză. Cheia unui tratament eficient de coagulare este selecția și adăugarea corectă a coagulanților cu performanțe excelente. În ultimii ani, direcția de dezvoltare a coagulanților s-a schimbat de la polimeri cu greutate moleculară mică la polimeri cu greutate moleculară mare și de la funcționalizare monocomponentă la funcționalizare compozită [3]. Liu Minghua și colab. [4] au 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%.
flotație cu aer
Flotația cu aer include, în general, diverse forme, cum ar fi flotația cu aerare, flotația cu aer dizolvat, flotația chimică cu aer și flotația electrolitică cu aer. Fabrica farmaceutică Xinchang utilizează dispozitivul de flotație cu aer vortex CAF pentru pretratarea apelor uzate farmaceutice. Rata medie de eliminare a COD este de aproximativ 25% cu substanțe chimice adecvate.
metodă de adsorbție
Adsorbanții utilizați în mod obișnuit sunt cărbunele activ, cărbunele activ, acidul humic, rășina de adsorbție etc. Fabrica farmaceutică Wuhan Jianmin utilizează adsorbția cenușii de cărbune – un proces secundar de tratare biologică aerobă pentru tratarea apelor uzate. Rezultatele au arătat că rata de eliminare a COD-ului în urma pretratării prin adsorbție a fost de 41,1%, iar raportul BOD5/COD a fost îmbunătățit.
Separarea membranei
Tehnologiile cu membrane includ osmoza inversă, nanofiltrarea și membranele cu fibre pentru recuperarea materialelor utile și reducerea emisiilor organice globale. Principalele caracteristici ale acestei tehnologii sunt echipamentul simplu, operarea convenabilă, lipsa schimbării de fază și a schimbărilor chimice, eficiența ridicată a procesării și economisirea energiei. Juanna și colab. au utilizat 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, iar cinamicina a fost recuperată.
electroliză
Metoda are avantajele unei eficiențe ridicate, operării simple și altele asemenea, iar efectul de decolorare electrolitică este bun. Li Ying [8] a efectuat o pretratare electrolitică pe supernatantul de riboflavină, iar ratele de îndepărtare a COD, SS și chroma au atins 71%, 83% și, respectiv, 67%.
tratament chimic
Atunci când se utilizează metode chimice, utilizarea excesivă a anumitor reactivi este susceptibilă să provoace poluarea secundară a corpurilor de apă. Prin urmare, înainte de proiectare, ar trebui efectuate lucrări de cercetare experimentală relevante. Metodele chimice includ metoda fier-carbon, metoda redox chimică (reactiv Fenton, H2O2, O3), tehnologia de oxidare profundă etc.
Metoda cu carbon fieric
Operațiunile industriale demonstrează că utilizarea Fe-C ca etapă de pretratare a apelor uzate farmaceutice poate îmbunătăți considerabil biodegradabilitatea efluentului. Lou Maoxing utilizează tratamentul combinat fier-micro-electroliză-anaerobă-aerobă-flotație cu aer pentru a trata apele uzate cu intermediari farmaceutici, cum ar fi eritromicina și ciprofloxacina. Rata de eliminare a COD după tratarea cu fier și carbon a fost de 20%, iar efluentul final respectă standardul național de primă clasă „Standardul integrat de evacuare a apelor uzate” (GB8978-1996).
Prelucrarea cu reactivi Fenton
Combinația de sare feroasă și H2O2 se numește reactiv Fenton, care poate îndepărta eficient materia organică refractară ce 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 considerabil capacitatea de oxidare. Folosind TiO2 ca și catalizator și o lampă cu mercur de joasă presiune de 9W ca sursă de lumină, apele uzate farmaceutice au fost tratate cu reactivul Fenton, rata de decolorare a fost de 100%, rata de îndepărtare a COD a fost de 92,3%, iar compusul nitrobenzen a scăzut de la 8,05 mg/L la 0,41 mg/L.
Oxidare
Metoda poate îmbunătăți biodegradabilitatea apelor uzate și are o rată mai bună de eliminare a COD-ului. De exemplu, trei ape uzate cu antibiotice, cum ar fi Balcioglu, au fost tratate prin oxidare cu ozon. Rezultatele au arătat că ozonarea apelor uzate nu numai că a crescut raportul BOD5/COD, dar și rata de eliminare a COD-ului a fost peste 75%.
Tehnologia de oxidare
Cunoscută și sub denumirea de tehnologie avansată de oxidare, aceasta reunește cele mai recente rezultate ale cercetărilor moderne în domeniul luminii, electricității, sunetului, magnetismului, materialelor și al altor discipline similare, inclusiv oxidarea electrochimică, oxidarea umedă, oxidarea supercritică a apei, oxidarea fotocatalitică și degradarea cu ultrasunete. Printre acestea, tehnologia de oxidare fotocatalitică ultravioletă are avantajele noutății, eficienței ridicate și lipsei de selectivitate față de apele uzate și este potrivită în special pentru degradarea hidrocarburilor nesaturate. Comparativ 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 nou tip de tratament, s-a acordat din ce în ce mai multă atenție. Xiao Guangquan și colab. [13] au utilizat metoda de contact biologic cu ultrasunete-aerobă pentru a trata apele uzate farmaceutice. Tratamentul cu ultrasunete a fost efectuat timp de 60 de secunde, iar puterea a fost de 200 w, iar rata totală de îndepărtare a COD-ului din apele uzate a fost de 96%.
Tratament biochimic
Tehnologia de tratare biochimică este o tehnologie de tratare a apelor uzate farmaceutice utilizată pe scară largă, incluzând metoda biologică aerobă, metoda biologică anaerobă și metoda combinată aerobă-anaerobă.
Tratament biologic aerob
Întrucât majoritatea apelor uzate farmaceutice sunt ape uzate organice cu concentrație mare, este în general necesară diluarea soluției stoc în timpul tratamentului biologic aerob. Prin urmare, consumul de energie este mare, apele uzate pot fi tratate biochimic și este dificil să fie evacuate direct până la standard după tratamentul biochimic. Prin urmare, utilizarea este doar aerobă. Există puține tratamente disponibile și este necesară o pretratare generală. Metodele de tratament biologic aerob utilizate în mod obișnuit includ metoda nămolului activ, metoda de aerare în puțuri adânci, metoda biodegradării prin adsorbție (metoda AB), metoda oxidării de contact, metoda secvențială a nămolului activ în loturi (metoda SBR), metoda nămolului activ circulant etc. (metoda CASS) și așa mai departe.
Metoda de aerare în puțuri adânci
Aerarea în adâncime este un sistem de nămol activ de mare viteză. Metoda are o rată ridicată de utilizare a oxigenului, o suprafață redusă, un efect bun de tratare, investiții reduse, costuri de operare reduse, nu conține nămol și produce mai puțin nămol. În plus, efectul său de izolare termică este bun, iar tratarea nu este afectată de condițiile climatice, ceea ce poate asigura efectul epurării apelor uzate pe timpul iernii în regiunile nordice. După ce apele uzate organice cu concentrație mare de la Fabrica Farmaceutică din Nord-Est au fost tratate biochimic în rezervorul de aerare în adâncime, rata de eliminare a COD a atins 92,7%. Se poate observa că eficiența procesării este foarte mare, ceea ce este extrem de benefic pentru procesarea ulterioară, jucând un rol decisiv.
Metoda AB
Metoda AB este o metodă de tratare a nămolului activ cu sarcină ultra-mare. Rata de eliminare a CBO5, CCO, SS, fosforului și azotului amoniacal 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 modificări mari ale calității și cantității apei. Metoda lui Yang Junshi și colab. utilizează metoda biologică de hidroliză-acidificare AB pentru a trata apele uzate cu antibiotice, având un flux de proces scurt, economie de energie, iar costul de tratare este mai mic decât metoda de floculare chimică-tratare biologică a apelor uzate similare.
oxidarea biologică prin contact
Această tehnologie combină avantajele metodei nămolului activ și ale metodei biofilmului și prezintă avantajele încărcăturii volumice mari, producției reduse de nămol, rezistenței puternice la impact, funcționării stabile a procesului și managementului convenabil. Multe proiecte adoptă o metodă în două etape, având ca scop domesticirea tulpinilor dominante în diferite etape, valorificarea deplină a efectului sinergic dintre diferitele populații microbiene și îmbunătățirea efectelor biochimice și a rezistenței la șocuri. În inginerie, digestia anaerobă și acidificarea sunt adesea utilizate ca etapă de pretratare, iar pentru tratarea apelor uzate farmaceutice se utilizează un proces de oxidare prin contact. Fabrica Farmaceutică Harbin North adoptă procesul de hidroliză-acidificare - oxidare prin contact biologic în două etape pentru tratarea apelor uzate farmaceutice. Rezultatele operațiunilor arată că efectul de tratare este stabil, iar combinația de procese este rezonabilă. Odată cu maturizarea treptată a tehnologiei de proces, domeniile de aplicare sunt, de asemenea, mai extinse.
Metoda SBR
Metoda SBR are avantajele unei rezistențe puternice la șocuri, activității ridicate a nămolului, structurii simple, lipsei de reflux, funcționării flexibile, amprentei reduse, investiției reduse, funcționării stabile, ratei ridicate de îndepărtare a substratului și unei bune denitrificări și eliminări a fosforului. . Ape uzate fluctuante. Experimentele privind tratarea apelor uzate farmaceutice prin procesul SBR arată că timpul de aerare are o influență mare asupra efectului de tratare al procesului; setarea secțiunilor anoxice, în special proiectarea repetată a anaerobelor și aerobelor, poate îmbunătăți semnificativ efectul de tratare; tratamentul îmbunătățit SBR al PAC poate îmbunătăți semnificativ efectul de îndepărtare al sistemului. În ultimii ani, procesul a devenit din ce în ce mai perfecționat și este utilizat pe scară largă în tratarea apelor uzate farmaceutice.
Tratament biologic anaerob
În prezent, tratarea apelor uzate organice cu concentrație mare, atât în țară, cât și în străinătate, se bazează în principal pe metoda anaerobă, însă COD-ul efluentului este încă relativ ridicat după tratarea cu o metodă anaerobă separată, fiind în general necesară o post-tratare (cum ar fi tratarea biologică aerobă). În prezent, este încă necesară consolidarea dezvoltării și proiectării reactoarelor anaerobe de înaltă eficiență și cercetarea aprofundată a condițiilor de funcționare. Cele mai reușite aplicații în tratarea apelor uzate farmaceutice sunt patul anaerob cu nămol ascendent (UASB), patul compozit anaerob (UBF), reactorul anaerob cu deflectoare (ABR), hidroliza etc.
Legea UASB
Reactorul UASB are avantajele unei eficiențe ridicate de digestie anaerobă, structurii simple, timpului scurt de retenție hidraulică și faptului că nu este nevoie de un dispozitiv separat de returnare a nămolului. Atunci când UASB este utilizat în tratarea kanamicinei, clorinei, VC, SD, glucozei și a altor ape reziduale din producția farmaceutică, conținutul de SS nu este de obicei prea mare pentru a asigura o rată de eliminare a COD peste 85% până la 90%. Rata de eliminare a COD a seriei UASB în două etape poate ajunge la peste 90%.
Metoda UBF
Cumpărați Wenning și colab. Un test comparativ a fost efectuat pe UASB și UBF. Rezultatele arată că UBF are caracteristici precum un transfer bun de masă și un efect de separare, biomasă variată și specii biologice variate, eficiență ridicată de procesare și stabilitate puternică în funcționare. Bioreactor cu oxigen.
Hidroliză și acidificare
Rezervorul de hidroliză se numește Pat de Nămol Hidrolizat în Amonte (HUSB) și este un UASB modificat. Comparativ cu rezervorul anaerob complet, rezervorul de hidroliză are următoarele avantaje: nu necesită etanșare, nu necesită agitare, nu necesită separator trifazic, ceea ce reduce costurile și facilitează întreținerea; poate degrada macromoleculele și substanțele organice nebiodegradabile din canalizare în molecule mici. Materia organică ușor biodegradabilă îmbunătățește biodegradabilitatea apei brute; reacția este rapidă, volumul rezervorului este mic, investiția de capital în construcții este mică, iar volumul nămolului este redus. În ultimii ani, procesul de hidroliză aerobă a fost utilizat pe scară largă în tratarea apelor uzate farmaceutice. De exemplu, o fabrică biofarmaceutică utilizează acidificarea hidrolitică - procesul de oxidare biologică de contact în două etape pentru a trata apele uzate farmaceutice. Funcționarea este stabilă, iar efectul de îndepărtare a materiei organice este remarcabil. Ratele de îndepărtare a COD, BOD5 SS și SS au fost de 90,7%, 92,4% și respectiv 87,6%.
Proces de tratament combinat anaerob-aerob
Întrucât tratamentul aerob sau tratamentul anaerob nu pot îndeplini singure cerințele, procesele combinate, cum ar fi tratamentul anaerob-aerob, acidificarea hidrolitică-aerobă, îmbunătățesc biodegradabilitatea, rezistența la impact, costul investiției și efectul de tratare a apelor uzate. Acesta este utilizat pe scară largă în practica inginerească datorită performanței unei singure metode de procesare. De exemplu, o fabrică farmaceutică utilizează un proces anaerob-aerob pentru a trata apele uzate farmaceutice, rata de eliminare a CBO5 este de 98%, rata de eliminare a CCO este de 95%, iar efectul de tratare este stabil. Procesul de microelectroliză-hidroliză anaerobă-acidificare-SBR este utilizat pentru a trata apele uzate farmaceutice sintetice chimice. Rezultatele arată că întreaga serie de procese are o rezistență puternică la impact la modificările calității și cantității apelor uzate, iar rata de eliminare a CCO 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 de contact. Când COD-ul influentului este de aproximativ 12 000 mg/l, COD-ul efluentului este mai mic de 300 mg/l; rata de eliminare a COD-ului în apele uzate farmaceutice biologic refractare tratate prin metoda biofilm-SBR poate ajunge la 87,5%~98,31%, ceea ce este mult mai mare decât cea a tratamentului de unică folosință al metodei biofilm și al metodei SBR.
În plus, odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei cu membrane, cercetarea aplicațiilor bioreactoarelor cu membrană (MBR) în tratarea apelor uzate farmaceutice s-a aprofundat treptat. MBR combină caracteristicile tehnologiei de separare cu membrană și ale tratamentului biologic și are avantajele unei încărcături volumice mari, rezistenței puternice la impact, amprentei reduse și unui volum mai mic de nămol rezidual. Procesul bioreactorului cu membrană anaerobă a fost utilizat pentru a trata apele uzate farmaceutice intermediare cu clorură acidă, cu un COD de 25.000 mg/L. Rata de eliminare a COD a sistemului rămâne peste 90%. Pentru prima dată, a fost utilizată capacitatea bacteriilor obligate de a degrada materia organică specifică. Bioreactoarele cu membrană extractivă sunt utilizate pentru a trata apele uzate industriale care conțin 3,4-dicloranilină. HRT a fost de 2 ore, rata de eliminare a atins 99%, obținându-se efectul ideal de tratament. În ciuda problemei de murdărire a membranei, odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei cu membrane, MBR va fi utilizat pe scară mai largă în domeniul tratării apelor uzate farmaceutice.
2. Procesul de tratare și selecția apelor uzate farmaceutice
Caracteristicile calității apei din apele uzate farmaceutice fac imposibilă tratarea exclusivă biochimică a majorității apelor uzate farmaceutice, așadar trebuie efectuată pretratarea necesară înainte de tratarea biochimică. În general, trebuie instalat un rezervor de reglare pentru a ajusta calitatea apei și valoarea pH-ului, iar metoda fizico-chimică sau chimică trebuie utilizată ca proces de pretratare în funcție de situația reală pentru a reduce SS, salinitatea și o parte din COD din apă, a reduce substanțele inhibitoare biologice din apele uzate și a îmbunătăți degradabilitatea apelor uzate, pentru a facilita tratarea biochimică ulterioară a apelor uzate.
Apele uzate pretratate pot fi tratate prin procese anaerobe și aerobe, în funcție de caracteristicile calității apei. Dacă cerințele privind efluentul sunt ridicate, procesul de tratare aerobă trebuie continuat după procesul de tratare aerobă. Selectarea procesului specific trebuie să ia în considerare în mod cuprinzător factori precum natura apelor uzate, efectul de tratare al procesului, investițiile în infrastructură, precum și operarea și întreținerea, pentru a face tehnologia fezabilă și economică. Întregul proces este un proces combinat de pretratare-anaerobă-aerobă-(post-tratare). Procesul combinat de hidroliză, adsorbție, oxidare de contact și filtrare este utilizat pentru a trata apele uzate farmaceutice complete care conțin insulină artificială.
3. Reciclarea și utilizarea substanțelor utile din apele uzate farmaceutice
Promovarea producției curate în industria farmaceutică, îmbunătățirea ratei de utilizare a materiilor prime, a ratei de recuperare completă 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 acestor ape uzate farmaceutice, primul pas este consolidarea recuperării materialelor și a utilizării complete. Pentru apele uzate farmaceutice intermediare cu un conținut de sare de amoniu de până la 5% până la 10%, se utilizează 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%. Utilizare ca îngrășământ sau reutilizare. Beneficiile economice sunt evidente; o companie farmaceutică de înaltă tehnologie utilizează metoda de purjare pentru a trata apele uzate de producție cu un conținut extrem de ridicat de formaldehidă. După recuperarea gazului de formaldehidă, acesta poate fi formulat într-un reactiv de formalină sau ars ca sursă de căldură pentru cazan. Prin recuperarea formaldehidei, se poate realiza utilizarea durabilă a resurselor, iar costul investiției în stația de epurare poate fi recuperat în 4-5 ani, realizând unificarea beneficiilor de mediu cu cele economice. Cu toate acestea, compoziția apelor uzate farmaceutice generale este complexă, dificil de reciclat, procesul de recuperare este complicat, iar costul este ridicat. Prin urmare, tehnologia avansată și eficientă de epurare a apelor uzate este cheia pentru a rezolva complet problema apelor uzate.
4 Concluzie
Au existat numeroase rapoarte privind tratarea apelor uzate farmaceutice. Cu toate acestea, din cauza diversității materiilor prime și a proceselor din industria farmaceutică, calitatea apelor uzate variază foarte mult. Prin urmare, nu există o metodă de tratare matură și unificată pentru apele uzate farmaceutice. Alegerea rutei de proces depinde de natura apelor uzate. În funcție de caracteristicile apelor uzate, pretratarea este în general necesară pentru a îmbunătăți biodegradabilitatea acestora, pentru a elimina inițial poluanții și apoi pentru a se combina cu tratamentul biochimic. În prezent, dezvoltarea unui dispozitiv compozit de tratare a apei, economic și eficient, este o problemă urgentă care trebuie rezolvată.
FabricăChina ChemicalFloculant polimeric cationic PAM poliacrilamidă anionic, chitosan, pulbere de chitosan, tratarea apei potabile, agent de decolorare a apei, dadmac, clorură de dialil dimetil amoniu, diciandiamidă, dcda, antispumant, antispumant, pac, clorură de polialuminiu, polialuminiu, polielectrolit, pam, poliacrilamidă, polidadmac, pdadmac, poliamină. Nu numai că oferim clienților noștri cea mai bună calitate, dar, și mai important, este cel mai bun furnizor al nostru și prețul competitiv.
Fabrica ODM China PAM, Poliacrilamidă anionică, HPAM, PHPA, Compania noastră funcționează după principiul „bazat pe integritate, creat prin cooperare, orientat către oameni, cooperare reciproc avantajoasă”. Sperăm să putem avea o relație de prietenie cu oameni de afaceri din întreaga lume.
Extras din Baidu.
Data publicării: 15 august 2022