Odpadní vody z farmaceutického průmyslu zahrnují především odpadní vody z výroby antibiotik a odpadní vody z výroby syntetických léčiv. Odpadní vody z farmaceutického průmyslu se dělí hlavně na čtyři kategorie: odpadní vody z výroby antibiotik, odpadní vody z výroby syntetických léčiv, odpadní vody z výroby čínských patentovaných léčiv, promývací vody a promývací vody z různých procesů. Odpadní vody se vyznačují složitým složením, vysokým obsahem organických látek, vysokou toxicitou, sytou barvou, vysokým obsahem solí, zejména špatnými biochemickými vlastnostmi a občasným vypouštěním. Jedná se o průmyslové odpadní vody, které je obtížné čistit. S rozvojem farmaceutického průmyslu v mé zemi se farmaceutické odpadní vody postupně staly jedním z důležitých zdrojů znečištění.
1. Metoda čištění farmaceutických odpadních vod
Metody čištění farmaceutických odpadních vod lze shrnout jako: fyzikálně-chemické čištění, chemické čištění, biochemické čištění a kombinované čištění různými metodami, přičemž každá metoda čištění má své výhody a nevýhody.
Fyzikální a chemické ošetření
V závislosti na charakteristikách kvality farmaceutické odpadní vody je nutné jako předběžný nebo následný proces biochemického čištění použít fyzikálně-chemické čištění. Mezi v současnosti používané fyzikální a chemické metody čištění patří zejména koagulace, flotace vzduchem, adsorpce, stripování amoniaku, elektrolýza, iontová výměna a membránová separace.
koagulace
Tato technologie je metoda úpravy vody široce používaná doma i v zahraničí. Je široce používána v předčištění a následném čištění lékařských odpadních vod, jako je síran hlinitý a polyželezitý síran v odpadních vodách tradiční čínské medicíny. Klíčem k účinnému koagulačnímu čištění je správný výběr a přidání koagulantů s vynikajícím výkonem. V posledních letech se směr vývoje koagulantů změnil od nízkomolekulárních k vysokomolekulárním polymerům a od jednosložkové ke kompozitní funkcionalizaci [3]. Liu Minghua a kol. [4] upravili CHSK, SS a chromatičnost odpadní kapaliny s pH 6,5 a dávkou flokulantu 300 mg/l vysoce účinným kompozitním flokulantem F-1. Míra odstranění byla 69,7 %, 96,4 % a 87,5 %.
flotace vzduchem
Vzduchová flotace obecně zahrnuje různé formy, jako je aerační vzduchová flotace, flotace rozpuštěným vzduchem, chemická vzduchová flotace a elektrolytická vzduchová flotace. Farmaceutická továrna Xinchang používá k předčištění farmaceutické odpadní vody vířivou vzduchovou flotaci CAF. Průměrná míra odstranění CHSK je s vhodnými chemikáliemi asi 25 %.
adsorpční metoda
Mezi běžně používané adsorbenty patří aktivní uhlí, aktivní uhlí, huminová kyselina, adsorpční pryskyřice atd. Farmaceutická továrna Wuhan Jianmin používá k čištění odpadních vod adsorpci uhelného popela – sekundární aerobní biologický proces čištění. Výsledky ukázaly, že míra odstranění CHSK při adsorpčním předčištění byla 41,1 % a poměr BSK5/CHSK se zlepšil.
Membránová separace
Membránové technologie zahrnují reverzní osmózu, nanofiltraci a vláknité membrány pro zpětné získávání užitečných materiálů a snížení celkových organických emisí. Hlavními rysy této technologie jsou jednoduché zařízení, pohodlná obsluha, nedochází k fázovým a chemickým změnám, vysoká účinnost zpracování a úspora energie. Juanna a kol. použili nanofiltrační membrány k oddělení odpadní vody s obsahem cinnamycinu. Bylo zjištěno, že inhibiční účinek linkomycinu na mikroorganismy v odpadní vodě byl snížen a cinnamycin byl zpětně získán.
elektrolýza
Metoda má výhody vysoké účinnosti, jednoduchého ovládání a podobně a účinek elektrolytického odbarvování je dobrý. Li Ying [8] provedl elektrolytickou předúpravu supernatantu riboflavinu a míra odstranění COD, SS a chroma dosáhla 71 %, 83 % a 67 %.
chemické ošetření
Pokud se používají chemické metody, nadměrné používání určitých činidel pravděpodobně způsobí sekundární znečištění vodních útvarů. Proto by měl být před návrhem proveden příslušný experimentální výzkum. Mezi chemické metody patří metoda železo-uhlík, chemická redoxní metoda (Fentonovo činidlo, H2O2, O3), technologie hluboké oxidace atd.
Metoda s uhlíkem železa
Průmyslový provoz ukazuje, že použití Fe-C jako předběžného kroku čištění farmaceutických odpadních vod může výrazně zlepšit biologickou rozložitelnost odpadních vod. Společnost Lou Maoxing používá kombinované čištění železem, mikroelektrolýzou, anaerobně-aerobně-vzdušnou flotací k čištění odpadních vod z farmaceutických meziproduktů, jako je erythromycin a ciprofloxacin. Míra odstranění CHSK po čištění železem a uhlíkem byla 20 % a výsledný odpad splňuje národní prvotřídní standard „Integrovaný standard pro vypouštění odpadních vod“ (GB8978-1996).
Zpracování Fentonovým činidlem
Kombinace železnaté soli a H2O2 se nazývá Fentonovo činidlo a dokáže účinně odstraňovat žáruvzdorné organické látky, které nelze odstranit tradiční technologií čištění odpadních vod. S prohlubujícím se výzkumem bylo do Fentonova činidla zavedeno ultrafialové světlo (UV), oxalát (C2O42-) atd., což výrazně zvýšilo oxidační schopnost. Použitím TiO2 jako katalyzátoru a 9W nízkotlaké rtuťové výbojky jako zdroje světla byla farmaceutická odpadní voda ošetřena Fentonovým činidlem, míra odbarvení byla 100 %, míra odstranění COD byla 92,3 % a obsah nitrobenzenových sloučenin se snížil z 8,05 mg/l na 0,41 mg/l.
Oxidace
Tato metoda může zlepšit biologickou rozložitelnost odpadních vod a dosáhnout lepší rychlosti odstraňování CHSK. Například tři antibiotické odpadní vody, jako například Balcioglu, byly ošetřeny ozonovou oxidací. Výsledky ukázaly, že ozonizace odpadních vod nejen zvýšila poměr BSK5/CHSK, ale také rychlost odstraňování CHSK byla nad 75 %.
Oxidační technologie
Tato technologie, známá také jako pokročilá oxidační technologie, spojuje nejnovější výsledky výzkumu moderního světla, elektřiny, zvuku, magnetismu, materiálů a dalších podobných oborů, včetně elektrochemické oxidace, mokré oxidace, superkritické oxidace vody, fotokatalytické oxidace a ultrazvukové degradace. Technologie ultrafialové fotokatalytické oxidace má mimo jiné výhody novosti, vysoké účinnosti a nulové selektivity vůči odpadním vodám a je zvláště vhodná pro degradaci nenasycených uhlovodíků. Ve srovnání s metodami čištění, jako je ultrafialové záření, ohřev a tlak, je ultrazvukové čištění organické hmoty přímější a vyžaduje méně vybavení. Jako nový typ čištění se mu věnuje stále větší pozornost. Xiao Guangquan a kol. [13] použili ultrazvukově-aerobní biologickou kontaktní metodu k čištění farmaceutických odpadních vod. Ultrazvukové čištění bylo prováděno po dobu 60 sekund a výkon byl 200 W, přičemž celková míra odstranění CHSK z odpadních vod byla 96 %.
Biochemická léčba
Technologie biochemického čištění je široce používaná technologie čištění farmaceutických odpadních vod, která zahrnuje aerobně-biologickou metodu, anaerobně-biologickou metodu a kombinovanou aerobně-anaerobní metodu.
Aerobní biologické čištění
Vzhledem k tomu, že většina farmaceutických odpadních vod je vysoce koncentrovaná organická odpadní voda, je obecně nutné během aerobně-biologického čištění ředit zásobní roztok. Spotřeba energie je proto vysoká, odpadní vodu lze biochemicky čistit a je obtížné ji po biochemickém čištění přímo vypustit do původního stavu. Proto se používá pouze aerobní čištění. K dispozici je jen málo způsobů čištění a vyžaduje se obecné předčištění. Mezi běžně používané metody aerobně-biologického čištění patří metoda aktivovaného kalu, metoda hlubokého provzdušňování, metoda adsorpční biodegradace (metoda AB), metoda kontaktní oxidace, sekvenční dávková metoda aktivovaného kalu (metoda SBR), metoda cirkulujícího aktivovaného kalu atd. (metoda CASS) a tak dále.
Metoda hlubokého provzdušňování vrtů
Hluboká aerace je vysokorychlostní systém s aktivovaným kalem. Tato metoda se vyznačuje vysokou mírou využití kyslíku, malou podlahovou plochou, dobrým čisticím účinkem, nízkými investicemi, nízkými provozními náklady, nedochází k hromadění kalu a jeho produkci snižuje. Kromě toho má dobrý tepelně izolační účinek a čištění není ovlivněno klimatickými podmínkami, což může zajistit účinnost zimního čištění odpadních vod v severních oblastech. Po biochemickém čištění vysoce koncentrované organické odpadní vody ze severovýchodní farmaceutické továrny v hluboké aerační nádrži dosáhla míra odstranění CHSK 92,7 %. Je zřejmé, že účinnost zpracování je velmi vysoká, což je mimořádně prospěšné pro další zpracování.
Metoda AB
Metoda AB je metoda aktivovaného kalu s ultravysokým zatížením. Rychlost odstraňování BSK5, COD, nerozpuštěných látek, fosforu a amoniakálního dusíku procesem AB je obecně vyšší než u konvenčního procesu aktivovaného kalu. Jejími vynikajícími výhodami jsou vysoké zatížení sekce A, silná odolnost proti rázovému zatížení a velký pufrovací účinek na hodnotu pH a toxické látky. Je zvláště vhodná pro čištění odpadních vod s vysokou koncentrací a velkými změnami v kvalitě a množství vody. Metoda Yang Junshi a kol. využívá biologickou metodu hydrolýzy a acidifikace - AB k čištění odpadních vod s antibiotiky, což má krátký procesní průtok, úsporu energie a náklady na čištění jsou nižší než metoda chemické flokulace a biologického čištění podobných odpadních vod.
biologická kontaktní oxidace
Tato technologie kombinuje výhody metody aktivovaného kalu a metody biofilmu a má přednosti vysokého objemového zatížení, nízké produkce kalu, silné odolnosti proti nárazu, stabilního provozu a pohodlného řízení. Mnoho projektů využívá dvoustupňovou metodu s cílem domestikovat dominantní kmeny v různých fázích, plně využít synergický efekt mezi různými mikrobiálními populacemi a zlepšit biochemické účinky a odolnost proti nárazům. Ve strojírenství se jako předběžný krok často používá anaerobní digesce a okyselování a k čištění farmaceutických odpadních vod se používá kontaktní oxidační proces. Farmaceutická továrna Harbin North používá k čištění farmaceutických odpadních vod hydrolýzu a okyselování – dvoustupňový biologický kontaktní oxidační proces. Výsledky provozu ukazují, že účinek čištění je stabilní a kombinace procesů je rozumná. S postupným zdokonalováním procesní technologie se rozšiřují i oblasti použití.
Metoda SBR
Metoda SBR má výhody silné odolnosti proti rázovému zatížení, vysoké aktivity kalu, jednoduché struktury, absence potřeby zpětného toku, flexibilního provozu, malých rozměrů, nízkých investic, stabilního provozu, vysoké rychlosti odstraňování substrátu a dobré denitrifikace a odstraňování fosforu. . Kolísavá odpadní voda. Experimenty s čištěním farmaceutických odpadních vod procesem SBR ukazují, že doba provzdušňování má velký vliv na účinnost čištění procesu; nastavení anoxických sekcí, zejména opakované navrhování anaerobních a aerobních sekcí, může výrazně zlepšit účinnost čištění; vylepšené čištění PAC procesem SBR může výrazně zlepšit účinnost odstraňování systému. V posledních letech se proces stal stále zdokonalenějším a široce se používá při čištění farmaceutických odpadních vod.
Anaerobní biologické čištění
V současné době je čištění vysoce koncentrovaných organických odpadních vod v tuzemsku i v zahraničí založeno především na anaerobních metodách, ale CHSK odpadních vod je po čištění oddělenou anaerobní metodou stále relativně vysoká a následné čištění (například aerobní biologické čištění) je obecně nutné. V současné době je stále nutné posílit vývoj a konstrukci vysoce účinných anaerobních reaktorů a hloubkový výzkum provozních podmínek. Nejúspěšnější aplikace v čištění farmaceutických odpadních vod jsou upflow Anaerobic Sludge Load (UASB), Anaerobic Composite Load (UBF), Anaerobic Baffle Reactor (ABR), hydrolýza atd.
Zákon UASB
Reaktor UASB má výhody vysoké účinnosti anaerobní digesce, jednoduché konstrukce, krátké hydraulické doby zdržení a absence nutnosti samostatného zařízení pro vracení kalu. Pokud se UASB používá k čištění odpadních vod z farmaceutické výroby obsahujících kanamycin, chlor, VC, SD, glukózu a další látky, obsah nerozpuštěných látek obvykle není příliš vysoký, aby se zajistila míra odstranění CHSK nad 85 % až 90 %. Míra odstranění CHSK u dvoustupňové série UASB může dosáhnout více než 90 %.
Metoda UBF
Buy Wenning a kol. Byl proveden srovnávací test UASB a UBF. Výsledky ukazují, že UBF má vlastnosti dobrého přenosu hmoty a separačního účinku, různé biomasy a biologické druhy, vysokou účinnost zpracování a vysokou provozní stabilitu. Kyslíkový bioreaktor.
Hydrolýza a okyselování
Hydrolyzační nádrž se nazývá hydrolyzované kalové lože (HUSB) a jedná se o modifikovaný UASB. Ve srovnání s plně anaerobní nádrží má hydrolyzační nádrž následující výhody: není potřeba těsnění, není nutné míchání, není potřeba třífázový separátor, což snižuje náklady a usnadňuje údržbu; dokáže rozložit makromolekuly a biologicky nerozložitelné organické látky v odpadních vodách na malé molekuly. Snadno biologicky rozložitelná organická hmota zlepšuje biologickou rozložitelnost surové vody; reakce je rychlá, objem nádrže je malý, investice do výstavby jsou malé a objem kalu je snížen. V posledních letech se hydrolýza-aerobní proces široce používá při čištění farmaceutických odpadních vod. Například biofarmaceutická továrna používá k čištění farmaceutických odpadních vod proces hydrolytické acidifikace - dvoustupňový biologický kontaktní oxidace. Provoz je stabilní a efekt odstraňování organické hmoty je pozoruhodný. Míra odstraňování CHSK, BSK5 SS a SS byla 90,7 %, 92,4 % a 87,6 %.
Kombinovaný anaerobně-aerobní proces čištění
Protože samotné aerobní nebo anaerobní čištění nemůže splnit požadavky, kombinované procesy, jako je anaerobně-aerobní čištění, hydrolytické okyselování a aerobní čištění, zlepšují biologickou rozložitelnost, odolnost proti nárazu, investiční náklady a účinek čištění odpadních vod. V inženýrské praxi se široce používá díky výkonu jediné metody zpracování. Například farmaceutická továrna používá anaerobně-aerobní proces k čištění farmaceutických odpadních vod, přičemž míra odstranění BSK5 je 98 %, míra odstranění CHSK je 95 % a účinek čištění je stabilní. K čištění chemických syntetických farmaceutických odpadních vod se používá proces mikroelektrolýzy, anaerobní hydrolýzy, okyselování a SBR. Výsledky ukazují, že celá řada procesů má silnou odolnost proti nárazu a změnám kvality a množství odpadních vod a míra odstranění CHSK může dosáhnout 86 % až 92 %, což je ideální volba procesu pro čištění farmaceutických odpadních vod. – Katalytická oxidace – Kontaktní oxidační proces. Pokud je CHSK přítoku přibližně 12 000 mg/l, je CHSK odtoku nižší než 300 mg/l; Míra odstraňování CHSK v biologicky refrakterní farmaceutické odpadní vodě čištěné metodou biofilm-SBR může dosáhnout 87,5 % až 98,31 %, což je mnohem více než u jednorázového použití metody biofilm-SBR.
Kromě toho se s neustálým vývojem membránové technologie postupně prohlubuje výzkum aplikací membránových bioreaktorů (MBR) v čištění farmaceutických odpadních vod. MBR kombinuje vlastnosti membránové separační technologie a biologického čištění a má výhody vysokého objemového zatížení, silné odolnosti proti nárazu, malé zastavěné plochy a menšího množství zbytkového kalu. Anaerobní membránový bioreaktorový proces byl použit k čištění farmaceutických odpadních vod s meziproduktem chloridu kyselin s CHSK 25 000 mg/l. Míra odstranění CHSK systému zůstává nad 90 %. Poprvé byla použita schopnost obligátních bakterií degradovat specifické organické látky. Extrakční membránové bioreaktory se používají k čištění průmyslových odpadních vod obsahujících 3,4-dichloranilin. HRT byla 2 hodiny, míra odstranění dosáhla 99 % a byl dosažen ideální účinek čištění. Navzdory problému se znečištěním membrán se s neustálým vývojem membránové technologie bude MBR v oblasti čištění farmaceutických odpadních vod stále více používat.
2. Proces čištění a výběr farmaceutických odpadních vod
Charakteristiky kvality farmaceutické odpadní vody znemožňují, aby většina farmaceutické odpadní vody podstoupila pouze biochemické čištění, proto je nutné před biochemickým čištěním provést nezbytné předčištění. Obecně by měla být zřízena regulační nádrž pro úpravu kvality vody a hodnoty pH a jako proces předčištění by se měly podle aktuální situace použít fyzikálně-chemické nebo chemické metody ke snížení obsahu nerozpuštěných látek, slanosti a části CHSK ve vodě, ke snížení obsahu biologicky inhibičních látek v odpadní vodě a ke zlepšení odbouratelnosti odpadní vody, aby se usnadnilo následné biochemické čištění odpadních vod.
Předčištěná odpadní voda může být čištěna anaerobními a aerobními procesy v závislosti na jejích charakteristikách kvality. Pokud jsou požadavky na odtok vysoké, měl by aerobní proces čištění pokračovat po aerobním procesu čištění. Výběr konkrétního procesu by měl komplexně zohlednit faktory, jako je povaha odpadní vody, účinek čištění procesu, investice do infrastruktury a provoz a údržba, aby byla technologie proveditelná a ekonomická. Celý proces je kombinovaným procesem předčištění - anaerobního - aerobního (dočištění) a následného čištění. Kombinovaný proces hydrolýzy, adsorpce, kontaktní oxidace a filtrace se používá k čištění komplexních farmaceutických odpadních vod obsahujících umělý inzulín.
3. Recyklace a využití užitečných látek ve farmaceutických odpadních vodách
Podporovat čistou výrobu ve farmaceutickém průmyslu, zlepšit míru využití surovin, komplexní míru regenerace meziproduktů a vedlejších produktů a snížit nebo eliminovat znečištění ve výrobním procesu prostřednictvím technologické transformace. Vzhledem ke specifice některých farmaceutických výrobních procesů obsahují odpadní vody velké množství recyklovatelných materiálů. Pro čištění těchto farmaceutických odpadních vod je prvním krokem posílení regenerace materiálů a jejich komplexního využití. U farmaceutických meziproduktů s obsahem amonných solí 5 % až 10 % se pro odpařování, koncentraci a krystalizaci používá fixní stírací film za účelem regenerace (NH4)2SO4 a NH4NO3 s hmotnostním podílem přibližně 30 %. Použití jako hnojivo nebo opětovné použití. Ekonomické výhody jsou zřejmé; high-tech farmaceutická společnost používá metodu čištění k čištění výrobních odpadních vod s extrémně vysokým obsahem formaldehydu. Po regeneraci formaldehydového plynu jej lze zpracovat do formalínového činidla nebo spálit jako zdroj tepla pro kotle. Získáním formaldehydu lze dosáhnout udržitelného využívání zdrojů a investiční náklady na čistírnu se mohou vrátit do 4 až 5 let, čímž se dosáhne sjednocení environmentálních a ekonomických výhod. Složení běžných farmaceutických odpadních vod je však složité, obtížně recyklovatelné, proces regenerace je komplikovaný a náklady vysoké. Proto je pokročilá a účinná technologie komplexního čištění odpadních vod klíčem k úplnému vyřešení problému s odpadními vodami.
4 Závěr
Existuje mnoho zpráv o čištění farmaceutických odpadních vod. Vzhledem k rozmanitosti surovin a procesů ve farmaceutickém průmyslu se však kvalita odpadních vod značně liší. Proto neexistuje žádná vyspělá a jednotná metoda čištění farmaceutických odpadních vod. Volba procesní cesty závisí na povaze odpadní vody. V závislosti na charakteristikách odpadních vod je obecně nutné předčištění, aby se zlepšila biologická rozložitelnost odpadních vod, nejprve se odstranily znečišťující látky a poté se kombinovalo s biochemickým čištěním. V současné době je vývoj ekonomického a účinného kompozitního zařízení pro čištění vody naléhavým problémem, který je třeba vyřešit.
TovárnaČína ChemickáAniontový PAM polyakrylamidový kationtový polymerní flokulant, chitosan, chitosanový prášek, úprava pitné vody, odbarvovač vody, dadmac, diallyl dimethyl amonný chlorid, dikyandiamid, dcda, odpěňovač, protipěnivá látka, pac, polyaluminiumchlorid, polyaluminium, polyelektrolyt, pam, polyakrylamid, polydadmac, pdadmac, polyamin. Našim zákazníkům nejen dodáváme nejvyšší kvalitu, ale co je ještě důležitější, nabízíme našeho nejlepšího dodavatele a zároveň konkurenceschopnou cenu.
ODM továrna v Číně PAM, aniontový polyakrylamid, HPAM, PHPA. Naše společnost pracuje na principu „založené na integritě, vytvořené spolupráci, orientované na lidi, oboustranně výhodná spolupráce“. Doufáme, že můžeme mít přátelské vztahy s podnikateli z celého světa.
Výňatek z Baidu.
Čas zveřejnění: 15. srpna 2022