Súčasná situácia: Farmaceutický priemysel sa zameriava najmä na chemickú syntézu liečiv, biologické liečivá a liečivá tradičnej čínskej medicíny a jeho výroba sa vyznačuje rôznymi produktmi, zložitými procesmi a rôznymi výrobnými mierkami.
Odpadová voda produkovaná farmaceutickým procesom sa vyznačuje vysokou koncentráciou znečisťujúcich látok, zložitým zložením, slabou biologickou odbúrateľnosťou a vysokou biologickou toxicitou.
Odpadová voda z chemickej syntézy a fermentácie farmaceutickej výroby je problémom a kľúčovým bodom v kontrole znečistenia vo farmaceutickom priemysle.
Odpadová voda z chemickej syntézy je hlavnou znečisťujúcou látkou vypúšťanou počas farmaceutickej výroby [2].
Farmaceutická odpadová voda sa dá zhruba rozdeliť do štyroch kategórií [3], t. j. odpadová kvapalina a materská tekutina vo výrobnom procese;
Zvyšková kvapalina pri regenerácii zahŕňa rozpúšťadlo, potrebnú kvapalinu, vedľajší produkt atď.
Pomocná procesná drenáž, ako napríklad chladiaca voda atď.
Odpadová voda z preplachovania zariadení a podzemných vôd;
Domáca odpadová voda.
Technológia na čistenie farmaceutických medziproduktov odpadových vôd
Vzhľadom na charakteristiky farmaceutických medziproduktov odpadových vôd, ako je vysoký obsah CHSK, vysoký obsah dusíka, vysoký obsah fosforu, vysoký obsah solí, hlboká sýtosť, komplexné zloženie a nízka biologická odbúrateľnosť, medzi bežne používané metódy čistenia patria fyzikálno-chemické čistenie a biochemické čistenie [6].
V závislosti od rôznych typov kvality odpadových vôd sa použije aj séria metód, ako napríklad kombinácia fyzikálno-chemických procesov a biologických procesov [7].
Obrázok
1. Technológia fyzikálnej a chemickej úpravy
V súčasnosti medzi hlavné fyzikálne a chemické metódy čistenia odpadových vôd z farmaceutickej výroby patria: metóda flotácie plynu, koagulačno-sedimentačná metóda, adsorpčná metóda, metóda reverznej osmózy, metóda spaľovania a pokročilý oxidačný proces [8].
Okrem toho sa pri čistení farmaceutických medziproduktových odpadových vôd bežne používajú aj metódy elektrolýzy a chemického zrážania, ako napríklad mikroelektrolýza FE-C a metódy zrážania MAP na odstránenie dusíka a fosforu.
1.1 Metóda koagulácie a sedimentácie
Koagulačný proces je proces, pri ktorom sa suspendované častice a koloidné častice vo vode pridaním chemických činidiel premieňajú do nestabilného stavu a potom sa agregujú do vločiek alebo flokulácií, ktoré sa dajú ľahko oddeliť.
V súčasnosti sa táto technológia zvyčajne používa na predčistenie, medzičistenie a pokročilé čistenie farmaceutických odpadových vôd [10].
Technológia koagulácie a sedimentácie má výhody vyspelej technológie, jednoduchého zariadenia, stabilnej prevádzky a pohodlnej údržby.
Pri aplikácii tejto technológie však vznikne veľké množstvo chemického kalu, čo povedie k nízkemu pH odpadovej vody a relatívne vysokému obsahu solí v odpadovej vode.
Okrem toho technológia koagulácie a sedimentácie nedokáže účinne odstrániť rozpustené znečisťujúce látky v odpadovej vode, ani úplne odstrániť toxické a škodlivé stopové znečisťujúce látky v odpadovej vode.
1.2 Metóda chemického zrážania
Metóda chemického zrážania je chemická metóda na odstraňovanie znečisťujúcich látok z odpadových vôd chemickou reakciou medzi rozpustnými chemickými látkami a znečisťujúcimi látkami v odpadových vodách za vzniku nerozpustných solí, hydroxidov alebo komplexných zlúčenín.
Farmaceutická medziľahlá odpadová voda často obsahuje vysokú koncentráciu amoniakálneho dusíka, fosfátových a síranových iónov atď. Pre tento druh odpadovej vody sa na fyzikálne a chemické predčistenie často používa metóda chemického zrážania, aby sa zabezpečil normálny priebeh následného biochemického procesu čistenia.
Ako tradičná technológia úpravy vody sa na zmäkčovanie odpadových vôd často používa chemické zrážanie.
Vďaka použitiu vysoko čistých chemických surovín vo výrobnom procese farmaceutických medziproduktov odpadová voda často obsahuje vysokú koncentráciu amoniakového dusíka a fosforu a ďalších znečisťujúcich látok. Použitie chemickej zrážacej metódy s fosforečnanom horečnato-amónnym dokáže účinne odstrániť obe znečisťujúce látky súčasne a vzniknutú zrážanú soľ fosforečnanu horečnato-amónneho je možné recyklovať.
Metóda chemického zrážania fosforečnanom horečnato-amónnym je tiež známa ako struvitová metóda.
Vo výrobnom procese farmaceutických medziproduktov sa v niektorých dielňach často používa veľké množstvo kyseliny sírovej a pH tejto časti odpadovej vody môže byť nízke. Na zlepšenie hodnoty pH odpadovej vody a súčasné odstránenie niektorých síranových iónov sa často používa metóda pridávania CaO, ktorá sa nazýva metóda chemického zrážania odsirenia páleným vápnom.
1.3 adsorpcia
Princíp odstraňovania znečisťujúcich látok z odpadových vôd adsorpčnou metódou sa vzťahuje na použitie pórovitých pevných materiálov na adsorpciu určitých alebo rôznych znečisťujúcich látok v odpadových vodách, aby sa znečisťujúce látky v odpadových vodách mohli odstrániť alebo recyklovať.
Medzi bežne používané adsorbenty patria popolček, troska, aktívne uhlie a adsorpčná živica, medzi ktorými sa častejšie používa aktívne uhlie.
1.4 flotácia vzduchom
Metóda flotácie vzduchom je proces čistenia odpadových vôd, pri ktorom sa ako nosiče používajú vysoko dispergované malé bublinky na vytvorenie adhézie k znečisťujúcim látkam v odpadových vodách. Keďže hustota malých bublín priľnutých k znečisťujúcim látkam je menšia ako hustota vody a vznášajú sa nahor, dochádza k oddeleniu tuhých látok od kvapalín alebo kvapalín od kvapalín.
Medzi formy flotácie vzduchom patrí flotácia rozpusteným vzduchom, flotácia prevzdušneným vzduchom, elektrolytická flotácia vzduchom a chemická flotácia vzduchom atď. [18], pričom chemická flotácia vzduchom je vhodná na čistenie odpadových vôd s vysokým obsahom suspendovaných látok.
Metóda flotácie vzduchom má výhody nízkych investícií, jednoduchého procesu, pohodlnej údržby a nízkej spotreby energie, ale nedokáže účinne odstrániť rozpustené znečisťujúce látky v odpadovej vode.
1,5 elektrolýza
Elektrolytický proces spočíva v použití pridaného prúdu, ktorý vytvára sériu chemických reakcií, transformuje škodlivé znečisťujúce látky v odpadovej vode a následne ich odstraňuje. Princíp reakcie elektrolytického procesu spočíva v tom, že v roztoku elektrolytu sa prostredníctvom materiálu elektródy a reakcie na elektróde vytvára nový ekologický kyslík a vodík [H] a redoxná reakcia odstraňuje znečisťujúce látky z odpadovej vody.
Metóda elektrolýzy má vysokú účinnosť a jednoduchú prevádzku pri čistení odpadových vôd. Zároveň dokáže metóda elektrolýzy účinne odstrániť farebné látky z odpadových vôd a účinne zlepšiť biologickú odbúrateľnosť odpadových vôd.
Obrázok
2. Pokročilá oxidačná technológia
Pokročilá oxidačná technológia ako nová technológia úpravy vody má mnoho výhod, ako je vysoká účinnosť odbúravania znečisťujúcich látok, dôkladnejšie odbúravanie a oxidácia znečisťujúcich látok a žiadne sekundárne znečistenie.
Pokročilá oxidačná technológia, známa aj ako technológia hlbokej oxidácie, je fyzikálna a chemická technológia úpravy, ktorá využíva oxidačné činidlo, svetlo, elektrinu, zvuk, magnetické činidlá a katalyzátor na generovanie vysoko aktívnych voľných radikálov (ako napríklad ·OH) na degradáciu žiaruvzdorných organických znečisťujúcich látok.
V oblasti čistenia farmaceutických odpadových vôd sa pokročilá oxidačná technológia stala stredobodom rozsiahleho výskumu a pozornosti.
Pokročilá oxidačná technológia zahŕňa najmä elektrochemickú oxidáciu, chemickú oxidáciu, ultrazvukovú oxidáciu, mokrú katalytickú oxidáciu, fotokatalytickú oxidáciu, kompozitnú katalytickú oxidáciu, superkritickú oxidáciu vodou a pokročilú kombinovanú oxidačnú technológiu.
Metóda chemickej oxidácie spočíva v použití chemických činidiel samotných alebo za určitých podmienok so silnou oxidáciou na oxidáciu organických znečisťujúcich látok v odpadovej vode s cieľom odstrániť znečisťujúce látky. Metódy chemickej oxidácie zahŕňajú ozónovú oxidáciu, Fentonovu oxidačnú metódu a metódu mokrej katalytickej oxidácie.
2.1 Fentonov oxidačný proces
Fentonova oxidačná metóda je druh pokročilej oxidačnej metódy, ktorá sa v súčasnosti široko používa. Táto metóda využíva železitú soľ (Fe2+ alebo Fe3+) ako katalyzátor na výrobu ·OH so silnou oxidáciou za podmienky pridania H2O2, ktoré môžu oxidačne reagovať s organickými znečisťujúcimi látkami bez selektivity, čím sa dosiahne degradácia a mineralizácia znečisťujúcich látok.
Táto metóda má mnoho výhod vrátane rýchlej reakčnej rýchlosti, žiadneho sekundárneho znečistenia a silnej oxidácie atď. Fentonova oxidačná metóda sa bežne používa pri čistení farmaceutických odpadových vôd kvôli neselektívnej oxidačnej reakcii v procese chemickej oxidácie a táto metóda môže znížiť toxicitu odpadových vôd a ďalšie charakteristiky.
2.2 Metóda elektrochemickej oxidácie
Elektrochemická oxidačná metóda spočíva v použití elektródových materiálov na produkciu superoxidových voľných radikálov ·O2 a hydroxylových voľných radikálov ·OH, ktoré majú vysokú oxidačnú aktivitu, môžu oxidovať organické látky v odpadovej vode a tým dosiahnuť účel odstránenia znečisťujúcich látok.
Táto metóda sa však vyznačuje vysokou spotrebou energie a vysokými nákladmi.
2.3 Fotokatalytická oxidácia
Fotokatalytická oxidácia je relatívne účinná technológia úpravy vody, ktorá využíva katalytické materiály (ako napríklad TiO2, SrO2, WO3, SnO2 atď.) ako katalytické nosiče na vykonanie katalytickej oxidácie väčšiny redukujúcich znečisťujúcich látok v odpadovej vode, aby sa dosiahol cieľ odstránenia znečisťujúcich látok.
Keďže väčšina zlúčenín obsiahnutých vo farmaceutickej odpadovej vode sú polárne látky s kyslými skupinami alebo polárne látky s alkalickými skupinami, takéto látky môžu byť priamo alebo nepriamo degradované svetlom.
2.4 Superkritická oxidácia vody
Superkritická oxidácia vody (SCWO) je druh technológie úpravy vody, ktorá využíva vodu ako médium a špeciálne vlastnosti vody v superkritickom stave na zlepšenie reakčnej rýchlosti a dosiahnutie úplnej oxidácie organickej hmoty.
2.5 Pokročilá kombinovaná oxidačná technológia
Každá pokročilá oxidačná technológia má svoje vlastné obmedzenia. Na zlepšenie účinnosti čistenia odpadových vôd sa zoskupuje séria pokročilých oxidačných technológií, ktoré tvoria kombináciu pokročilých oxidačných technológií alebo jednu pokročilú oxidačnú technológiu kombinovanú s inými technológiami do novej technológie na zlepšenie oxidačnej schopnosti a účinku čistenia a na splnenie zmien kvality vody pri čistení odpadových vôd vo farmaceutických spoločnostiach vyššej triedy.
UV-Fenton, UV-H2O2, UV-O3, ultrazvuková fotokatalýza, fotokatalýza s aktívnym uhlím, mikrovlnná fotokatalýza a fotokatalýza atď. V súčasnosti sú najštudovanejšie technológie kombinácie ozónu [36]:
Ozónový proces s aktívnym uhlím, O3-H2O2 a UV-O3, z hľadiska účinku čistenia žiaruvzdorných odpadových vôd a inžinierskych aplikácií majú O3-H2O2 a UV-O3 väčší rozvojový potenciál.
Bežný Fentonov kombinovaný proces zahŕňa mikroelektrolýzu Fentonovej metódy, metódu železných pilín H2O2, fotochemickú Fentonovu metódu (ako napríklad solárnu Fentonovu metódu, UV-Fentonovu metódu atď.), ale elektrická Fentonova metóda sa používa široko.
Obrázok
3. Technológia biochemickej úpravy
Technológia biochemického čistenia je hlavnou technológiou v čistení odpadových vôd, ktorá prostredníctvom mikrobiálneho rastu, metabolizmu, reprodukcie a iných procesov rozkladá organickú hmotu v odpadovej vode, získava vlastnú potrebnú energiu a dosahuje účel odstránenia organickej hmoty.
3.1 Technológia anaeróbneho biologického čistenia
Technológia anaeróbnej biologickej úpravy spočíva v neprítomnosti molekulárneho kyslíka v prostredí, využití metabolizmu anaeróbnych baktérií prostredníctvom procesu hydrolytického okysľovania, produkcie vodíka, kyseliny octovej a metánu a ďalších procesov na premenu makromolekúl, ktoré ťažko rozložia organickú hmotu na CH4, CO2, H2O a nízkomolekulárnu organickú hmotu.
Syntetická farmaceutická odpadová voda často obsahuje veľké množstvo cyklických žiaruvzdorných organických látok, ktoré nemôžu byť priamo degradované a využité aeróbnymi baktériami, takže súčasná anaeróbna technológia čistenia sa stala hlavným prostriedkom v oblasti čistenia farmaceutických odpadových vôd doma aj v zahraničí [43].
Technológia anaeróbneho biologického čistenia má mnoho výhod: proces anaeróbneho reaktora nevyžaduje prevzdušňovanie, spotreba energie je nízka;
Organické zaťaženie anaeróbnej pritekajúcej vody je vo všeobecnosti vysoké.
Nízke nároky na živiny;
Výťažnosť kalu z anaeróbneho reaktora je nízka a kal sa ľahko dehydratuje.
Metán produkovaný v anaeróbnom procese sa môže recyklovať ako energia.
Anaeróbny výtok však nemožno vypúšťať podľa štandardov a je potrebné ho ďalej čistiť kombináciou s inými procesmi. Technológia anaeróbneho biologického čistenia je však citlivá na hodnotu pH, teplotu a ďalšie faktory. Ak je kolísanie veľké, anaeróbna reakcia bude priamo ovplyvnená a následne aj kvalita výtoku.
3.2 Technológia aeróbneho biologického čistenia
Technológia aeróbnej biologickej úpravy je technológia biologickej úpravy, ktorá využíva oxidačný rozklad a asimilačnú syntézu aeróbnych baktérií na odstránenie degradovanej organickej hmoty. Počas rastu a metabolizmu aeróbnych organizmov dochádza k veľkému množstvu reprodukcie, ktorá vytvára nový aktivovaný kal. Prebytočný aktivovaný kal sa vypúšťa vo forme zvyškového kalu a zároveň sa čistí odpadová voda.

MIT –IVY Chemický priemysel s4 továrne19 rokov， farbiváStredne pokročilýs & farmaceutické medziprodukty &jemné a špeciálne chemikálie .TEL (WhatsApp): 008613805212761 Aténa