Anàlisi exhaustiva de la tecnologia d'aigües residuals farmacèutiques

Les aigües residuals de la indústria farmacèutica inclouen principalment aigües residuals de la producció d'antibiòtics i aigües residuals de la producció de fàrmacs sintètics. Les aigües residuals de la indústria farmacèutica inclouen principalment quatre categories: aigües residuals de la producció d'antibiòtics, aigües residuals de la producció de fàrmacs sintètics, aigües residuals de la producció de medicaments patentats xinesos, aigües de rentat i aigües residuals de rentat de diversos processos de preparació. Les aigües residuals es caracteritzen per una composició complexa, un alt contingut orgànic, una alta toxicitat, un color intens, un alt contingut en sal, especialment propietats bioquímiques deficients i un abocament intermitent. Són aigües residuals industrials difícils de tractar. Amb el desenvolupament de la indústria farmacèutica del meu país, les aigües residuals farmacèutiques s'han convertit gradualment en una de les fonts de contaminació importants.

1. Mètode de tractament d'aigües residuals farmacèutiques

Els mètodes de tractament de les aigües residuals farmacèutiques es poden resumir com: tractament físic-químic, tractament químic, tractament bioquímic i tractament combinat de diversos mètodes, cada mètode de tractament té els seus propis avantatges i desavantatges.

Tractament físic i químic

Segons les característiques de la qualitat de l'aigua de les aigües residuals farmacèutiques, el tractament fisicoquímic s'ha d'utilitzar com a procés de pretractament o posttractament per al tractament bioquímic. Els mètodes de tractament físic i químic utilitzats actualment inclouen principalment la coagulació, la flotació per aire, l'adsorció, l'eliminació d'amoníac, l'electròlisi, l'intercanvi iònic i la separació per membranes.

coagulació

Aquesta tecnologia és un mètode de tractament d'aigua àmpliament utilitzat tant a nivell nacional com internacional. S'utilitza àmpliament en el pretractament i posttractament d'aigües residuals mèdiques, com ara el sulfat d'alumini i el sulfat polifèric en aigües residuals de la medicina tradicional xinesa. La clau per a un tractament de coagulació eficient és la selecció i addició correctes de coagulants amb un rendiment excel·lent. En els darrers anys, la direcció del desenvolupament dels coagulants ha canviat de polímers de baix pes molecular a polímers d'alt pes molecular, i de funcionalització d'un sol component a funcionalització composta [3]. Liu Minghua et al. [4] van tractar la DQO, la SS i la cromaticitat del líquid residual amb un pH de 6,5 i una dosi de floculant de 300 mg/L amb un floculant compost d'alta eficiència F-1. Les taxes d'eliminació van ser del 69,7%, 96,4% i 87,5%, respectivament.

flotació d'aire

La flotació per aire generalment inclou diverses formes com la flotació per aireació, la flotació per aire dissolt, la flotació per aire químic i la flotació per aire electrolític. La fàbrica farmacèutica Xinchang utilitza el dispositiu de flotació per aire vortex CAF per pretractar les aigües residuals farmacèutiques. La taxa mitjana d'eliminació de DQO és d'aproximadament el 25% amb productes químics adequats.

mètode d'adsorció

Els adsorbents més utilitzats són el carbó activat, el carbó activat, l'àcid húmic, la resina d'adsorció, etc. La fàbrica farmacèutica Wuhan Jianmin utilitza l'adsorció de cendres de carbó (un procés de tractament biològic aeròbic secundari) per tractar les aigües residuals. Els resultats van mostrar que la taxa d'eliminació de DQO del pretractament d'adsorció va ser del 41,1% i que la relació DBO5/DQO va millorar.

Separació de membranes

Les tecnologies de membranes inclouen l'osmosi inversa, la nanofiltració i les membranes de fibra per recuperar materials útils i reduir les emissions orgàniques en general. Les principals característiques d'aquesta tecnologia són l'equipament senzill, el funcionament convenient, l'absència de canvis de fase ni canvis químics, l'alta eficiència de processament i l'estalvi d'energia. Juanna et al. van utilitzar membranes de nanofiltració per separar les aigües residuals amb cinamicina. Es va trobar que l'efecte inhibidor de la lincomicina sobre els microorganismes de les aigües residuals es reduïa i es recuperava la cinamicina.

electròlisi

El mètode té els avantatges d'una alta eficiència, un funcionament senzill, etc., i l'efecte de decoloració electrolítica és bo. Li Ying [8] va dur a terme un pretractament electrolític sobre el sobrenedant de riboflavina, i les taxes d'eliminació de COD, SS i croma van arribar al 71%, 83% i 67%, respectivament.

tractament químic

Quan s'utilitzen mètodes químics, l'ús excessiu de certs reactius pot causar contaminació secundària de les masses d'aigua. Per tant, s'ha de dur a terme un treball de recerca experimental pertinent abans del disseny. Els mètodes químics inclouen el mètode ferro-carboni, el mètode redox químic (reactiu de Fenton, H2O2, O3), la tecnologia d'oxidació profunda, etc.

Mètode del ferrocarboni

L'operació industrial demostra que l'ús de Fe-C com a pas de pretractament per a aigües residuals farmacèutiques pot millorar considerablement la biodegradabilitat de l'efluent. Lou Maoxing utilitza un tractament combinat de ferro-microelectròlisi-flotació anaeròbica-aeròbica-aire per tractar les aigües residuals d'intermediaris farmacèutics com l'eritromicina i la ciprofloxacina. La taxa d'eliminació de COD després del tractament amb ferro i carboni va ser del 20%, i l'efluent final compleix amb l'estàndard nacional de primera classe de "Norma integrada de descàrrega d'aigües residuals" (GB8978-1996).

Processament amb reactius de Fenton

La combinació de sal ferrosa i H2O2 s'anomena reactiu de Fenton, que pot eliminar eficaçment la matèria orgànica refractària que no es pot eliminar amb la tecnologia tradicional de tractament d'aigües residuals. Amb l'aprofundiment de la investigació, es van introduir llum ultraviolada (UV), oxalat (C2O42-), etc. al reactiu de Fenton, cosa que va millorar considerablement la capacitat d'oxidació. Utilitzant TiO2 com a catalitzador i una làmpada de mercuri de baixa pressió de 9 W com a font de llum, les aigües residuals farmacèutiques es van tractar amb el reactiu de Fenton, la taxa de decoloració va ser del 100%, la taxa d'eliminació de COD va ser del 92,3% i el compost de nitrobenzè va disminuir de 8,05 mg/L a 0,41 mg/L.

Oxidació

El mètode pot millorar la biodegradabilitat de les aigües residuals i té una millor taxa d'eliminació de la DQO. Per exemple, tres aigües residuals amb antibiòtics com el Balcioglu es van tractar mitjançant oxidació amb ozó. Els resultats van mostrar que l'ozonització de les aigües residuals no només va augmentar la relació DBO5/DQO, sinó que també la taxa d'eliminació de la DQO era superior al 75%.

Tecnologia d'oxidació

També coneguda com a tecnologia d'oxidació avançada, reuneix els últims resultats de recerca de la llum moderna, l'electricitat, el so, el magnetisme, els materials i altres disciplines similars, incloent-hi l'oxidació electroquímica, l'oxidació humida, l'oxidació supercrítica de l'aigua, l'oxidació fotocatalítica i la degradació ultrasònica. Entre elles, la tecnologia d'oxidació fotocatalítica ultraviolada té els avantatges de la novetat, l'alta eficiència i la manca de selectivitat a les aigües residuals, i és especialment adequada per a la degradació d'hidrocarburs insaturats. En comparació amb mètodes de tractament com els raigs ultraviolats, la calefacció i la pressió, el tractament ultrasònic de la matèria orgànica és més directe i requereix menys equips. Com a nou tipus de tractament, s'hi ha prestat cada cop més atenció. Xiao Guangquan et al. [13] van utilitzar el mètode de contacte biològic aeròbic ultrasònic per tractar les aigües residuals farmacèutiques. El tractament ultrasònic es va dur a terme durant 60 s i la potència va ser de 200 w, i la taxa total d'eliminació de DQO de les aigües residuals va ser del 96%.

tractament bioquímic

La tecnologia de tractament bioquímic és una tecnologia de tractament d'aigües residuals farmacèutiques àmpliament utilitzada, que inclou el mètode biològic aeròbic, el mètode biològic anaeròbic i el mètode combinat aeròbic-anaeròbic.

Tractament biològic aeròbic

Com que la major part de les aigües residuals farmacèutiques són aigües residuals orgàniques d'alta concentració, generalment cal diluir la solució mare durant el tractament biològic aeròbic. Per tant, el consum d'energia és gran, les aigües residuals es poden tractar bioquímicament i és difícil descarregar-les directament fins a l'estàndard després del tractament bioquímic. Per tant, només s'utilitza aeròbic. Hi ha pocs tractaments disponibles i es requereix un pretractament general. Els mètodes de tractament biològic aeròbic més utilitzats inclouen el mètode de fangs activats, el mètode d'aireació de pous profunds, el mètode de biodegradació d'adsorció (mètode AB), el mètode d'oxidació per contacte, el mètode de seqüenciació per lots de fangs activats per lots (mètode SBR), el mètode de fangs activats circulants, etc. (mètode CASS), etc.

Mètode d'aireació de pous profunds

L'aireació de pous profunds és un sistema de fangs activats d'alta velocitat. El mètode té una alta taxa d'utilització d'oxigen, una superfície petita, un bon efecte de tractament, una baixa inversió, un baix cost operatiu, sense acumulació de fangs i menys producció de fangs. A més, el seu efecte d'aïllament tèrmic és bo i el tractament no es veu afectat per les condicions climàtiques, cosa que pot garantir l'efecte del tractament d'aigües residuals d'hivern a les regions del nord. Després que les aigües residuals orgàniques d'alta concentració de la fàbrica farmacèutica del nord-est fossin tractades bioquímicament pel tanc d'aireació de pous profunds, la taxa d'eliminació de la DQO va arribar al 92,7%. Es pot veure que l'eficiència del processament és molt alta, cosa que és extremadament beneficiosa per al següent processament. Juguen un paper decisiu.

Mètode AB

El mètode AB és un mètode de fangs activats de càrrega ultraalta. La taxa d'eliminació de DBO5, COD, SS, fòsfor i nitrogen amoniànic mitjançant el procés AB és generalment més alta que la del procés de fangs activats convencional. Els seus avantatges destacats són l'alta càrrega de la secció A, la forta capacitat de càrrega anti-xoc i el gran efecte tampó sobre el valor del pH i les substàncies tòxiques. És especialment adequat per al tractament d'aigües residuals amb alta concentració i grans canvis en la qualitat i quantitat de l'aigua. El mètode de Yang Junshi et al. utilitza el mètode biològic d'hidròlisi-acidificació-AB per tractar aigües residuals amb antibiòtics, que té un flux de procés curt, estalvi d'energia i el cost del tractament és inferior al mètode de tractament biològic de floculació química d'aigües residuals similars.

oxidació de contacte biològic

Aquesta tecnologia combina els avantatges del mètode de fangs activats i el mètode de biofilm, i té els avantatges d'una càrrega d'alt volum, una baixa producció de fangs, una forta resistència a l'impacte, un funcionament estable del procés i una gestió convenient. Molts projectes adopten un mètode de dues etapes, amb l'objectiu de domesticar les soques dominants en diferents etapes, aprofitar al màxim l'efecte sinèrgic entre diferents poblacions microbianes i millorar els efectes bioquímics i la resistència als cops. En enginyeria, la digestió anaeròbica i l'acidificació s'utilitzen sovint com a pas de pretractament, i s'utilitza un procés d'oxidació per contacte per tractar les aigües residuals farmacèutiques. La fàbrica farmacèutica Harbin North adopta el procés d'acidificació per hidròlisi i oxidació biològica per contacte de dues etapes per tractar les aigües residuals farmacèutiques. Els resultats del funcionament mostren que l'efecte del tractament és estable i que la combinació de processos és raonable. Amb la maduresa gradual de la tecnologia del procés, els camps d'aplicació també són més extensos.

Mètode SBR

El mètode SBR té els avantatges d'una forta resistència a la càrrega de xoc, una alta activitat de fangs, una estructura simple, sense necessitat de reflux, funcionament flexible, petjada petita, baixa inversió, funcionament estable, alta taxa d'eliminació de substrats i bona desnitrificació i eliminació de fòsfor. . Aigües residuals fluctuants. Els experiments sobre el tractament d'aigües residuals farmacèutiques mitjançant el procés SBR mostren que el temps d'aireació té una gran influència en l'efecte del tractament del procés; l'establiment de seccions anòxiques, especialment el disseny repetit d'anaeròbies i aeròbiques, pot millorar significativament l'efecte del tractament; el tractament millorat SBR del procés PAC pot millorar significativament l'efecte d'eliminació del sistema. En els darrers anys, el procés s'ha perfeccionat cada cop més i s'utilitza àmpliament en el tractament d'aigües residuals farmacèutiques.

Tractament biològic anaeròbic

Actualment, el tractament d'aigües residuals orgàniques d'alta concentració, tant a nivell nacional com internacional, es basa principalment en mètodes anaeròbics, però la COD de l'efluent continua sent relativament alta després del tractament amb un mètode anaeròbic separat, i generalment es requereix un posttractament (com ara el tractament biològic aeròbic). Actualment, encara cal enfortir el desenvolupament i el disseny de reactors anaeròbics d'alta eficiència i la investigació en profunditat de les condicions de funcionament. Les aplicacions més reeixides en el tractament d'aigües residuals farmacèutiques són el llit de fangs anaeròbic ascendent (UASB), el llit compost anaeròbic (UBF), el reactor deflector anaeròbic (ABR), la hidròlisi, etc.

Llei de la UASB

El reactor UASB té els avantatges d'una alta eficiència de digestió anaeròbica, una estructura senzilla, un temps de retenció hidràulica curt i no cal un dispositiu de retorn de fangs separat. Quan s'utilitza UASB en el tractament de kanamicina, clor, VC, SD, glucosa i altres aigües residuals de producció farmacèutica, el contingut d'SS no sol ser massa alt per garantir que la taxa d'eliminació de DQO sigui superior al 85% al ​​90%. La taxa d'eliminació de DQO de l'UASB de dues etapes pot arribar a més del 90%.

Mètode UBF

Compreu Wenning et al. Es va dur a terme una prova comparativa amb UASB i UBF. Els resultats mostren que UBF té les característiques d'una bona transferència de massa i efecte de separació, diverses espècies de biomassa i biològiques, alta eficiència de processament i forta estabilitat de funcionament. Biorreactor d'oxigen.

Hidròlisi i acidificació

El tanc d'hidròlisi s'anomena llit de fangs hidrolitzats aigües amunt (HUSB) i és un UASB modificat. En comparació amb el tanc anaeròbic de procés complet, el tanc d'hidròlisi té els següents avantatges: no cal segellar-lo, no hi ha agitació, no hi ha separador trifàsic, cosa que redueix els costos i facilita el manteniment; pot degradar macromolècules i substàncies orgàniques no biodegradables de les aigües residuals en petites molècules. La matèria orgànica fàcilment biodegradable millora la biodegradabilitat de l'aigua crua; la reacció és ràpida, el volum del tanc és petit, la inversió de capital en construcció és petita i el volum de fangs es redueix. En els darrers anys, el procés d'hidròlisi-aeròbic s'ha utilitzat àmpliament en el tractament d'aigües residuals farmacèutiques. Per exemple, una fàbrica biofarmacèutica utilitza un procés d'acidificació hidrolítica-oxidació de contacte biològic en dues etapes per tractar aigües residuals farmacèutiques. El funcionament és estable i l'efecte d'eliminació de matèria orgànica és notable. Les taxes d'eliminació de COD, BOD5 SS i SS van ser del 90,7%, 92,4% i 87,6%, respectivament.

Procés de tractament combinat anaeròbic-aeròbic

Com que el tractament aeròbic o el tractament anaeròbic per si sols no poden complir els requisits, els processos combinats com el tractament anaeròbic-aeròbic, l'acidificació hidrolítica-aeròbic milloren la biodegradabilitat, la resistència a l'impacte, el cost d'inversió i l'efecte del tractament de les aigües residuals. S'utilitza àmpliament en la pràctica d'enginyeria a causa del rendiment d'un sol mètode de processament. Per exemple, una fàbrica farmacèutica utilitza un procés anaeròbic-aeròbic per tractar aigües residuals farmacèutiques, la taxa d'eliminació de DBO5 és del 98%, la taxa d'eliminació de DQO és del 95% i l'efecte del tractament és estable. El procés de microelectròlisi-hidròlisi anaeròbica-acidificació-SBR s'utilitza per tractar aigües residuals farmacèutiques sintètiques químiques. Els resultats mostren que tota la sèrie de processos té una forta resistència a l'impacte als canvis en la qualitat i la quantitat de les aigües residuals, i la taxa d'eliminació de DQO pot arribar al 86% al 92%, que és una opció de procés ideal per al tractament d'aigües residuals farmacèutiques. – Oxidació catalítica – Procés d'oxidació per contacte. Quan la DQO de l'influent és d'uns 12.000 mg/L, la DQO de l'efluent és inferior a 300 mg/L; la taxa d'eliminació de DQO a les aigües residuals farmacèutiques biològicament refractàries tractades pel mètode biofilm-SBR pot arribar al 87,5% ~ 98,31%, que és molt superior a la de l'efecte del tractament d'un sol ús del mètode biofilm i del mètode SBR.

A més, amb el desenvolupament continu de la tecnologia de membranes, la investigació d'aplicacions del bioreactor de membrana (MBR) en el tractament d'aigües residuals farmacèutiques s'ha aprofundit gradualment. El MBR combina les característiques de la tecnologia de separació de membranes i el tractament biològic, i té els avantatges d'una càrrega d'alt volum, una forta resistència a l'impacte, una petjada petita i menys fangs residuals. El procés del bioreactor de membrana anaeròbica es va utilitzar per tractar les aigües residuals de clorur d'àcid intermedi farmacèutic amb una DQO de 25.000 mg/L. La taxa d'eliminació de DQO del sistema es manté per sobre del 90%. Per primera vegada, es va utilitzar la capacitat dels bacteris obligats per degradar matèria orgànica específica. Els bioreactors de membrana extractiva s'utilitzen per tractar aigües residuals industrials que contenen 3,4-dicloroanilina. El temps de tractament de la substitució hormonal (HRT) va ser de 2 h, la taxa d'eliminació va arribar al 99% i es va obtenir l'efecte de tractament ideal. Malgrat el problema de l'incrustació de la membrana, amb el desenvolupament continu de la tecnologia de membranes, el MBR s'utilitzarà més àmpliament en el camp del tractament d'aigües residuals farmacèutiques.

2. Procés de tractament i selecció d'aigües residuals farmacèutiques

Les característiques de la qualitat de l'aigua de les aigües residuals farmacèutiques fan que sigui impossible que la majoria de les aigües residuals farmacèutiques se sotmetin a un tractament bioquímic únic, per la qual cosa s'ha de dur a terme el pretractament necessari abans del tractament bioquímic. En general, s'ha de configurar un tanc regulador per ajustar la qualitat de l'aigua i el valor del pH, i s'ha d'utilitzar el mètode fisicoquímic o químic com a procés de pretractament segons la situació real per reduir les substàncies en estat sòlid (SS), la salinitat i part de la DQO a l'aigua, reduir les substàncies inhibidores biològiques de les aigües residuals i millorar la degradabilitat de les aigües residuals per facilitar el tractament bioquímic posterior de les aigües residuals.

Les aigües residuals pretractades es poden tractar mitjançant processos anaeròbics i aeròbics segons les seves característiques de qualitat de l'aigua. Si els requisits d'efluent són elevats, el procés de tractament aeròbic s'ha de continuar després del procés de tractament aeròbic. La selecció del procés específic ha de tenir en compte de manera exhaustiva factors com la naturalesa de les aigües residuals, l'efecte del tractament del procés, la inversió en infraestructura i l'operació i el manteniment per fer que la tecnologia sigui factible i econòmica. Tota la ruta del procés és un procés combinat de pretractament-anaeròbic-aeròbic-(posttractament). El procés combinat d'hidròlisi, adsorció, oxidació per contacte i filtració s'utilitza per tractar aigües residuals farmacèutiques integrals que contenen insulina artificial.

3. Reciclatge i utilització de substàncies útils en aigües residuals farmacèutiques

Promoure la producció neta a la indústria farmacèutica, millorar la taxa d'utilització de matèries primeres, la taxa de recuperació integral de productes intermedis i subproductes, i reduir o eliminar la contaminació en el procés de producció mitjançant la transformació tecnològica. A causa de la particularitat d'alguns processos de producció farmacèutica, les aigües residuals contenen una gran quantitat de materials reciclables. Per al tractament d'aquestes aigües residuals farmacèutiques, el primer pas és enfortir la recuperació de materials i la utilització integral. Per a les aigües residuals intermèdies farmacèutiques amb un contingut de sal d'amoni fins al 5% al ​​10%, s'utilitza una pel·lícula de neteja fixa per a l'evaporació, la concentració i la cristal·lització per recuperar (NH4)2SO4 i NH4NO3 amb una fracció màssica d'aproximadament el 30%. Ús com a fertilitzant o reutilització. Els beneficis econòmics són evidents; una empresa farmacèutica d'alta tecnologia utilitza el mètode de purga per tractar les aigües residuals de producció amb un contingut de formaldehid extremadament alt. Després de recuperar el gas formaldehid, es pot formular en un reactiu de formalina o cremar-se com a font de calor de caldera. Mitjançant la recuperació de formaldehid, es pot aconseguir una utilització sostenible dels recursos i es pot recuperar el cost d'inversió de l'estació de tractament en un termini de 4 a 5 anys, aconseguint la unificació dels beneficis ambientals i els beneficis econòmics. Tanmateix, la composició de les aigües residuals farmacèutiques generals és complexa, difícil de reciclar, el procés de recuperació és complicat i el cost és elevat. Per tant, una tecnologia de tractament d'aigües residuals integral avançada i eficient és la clau per resoldre completament el problema de les aigües residuals.

4 Conclusió

Hi ha hagut molts informes sobre el tractament d'aigües residuals farmacèutiques. Tanmateix, a causa de la diversitat de matèries primeres i processos en la indústria farmacèutica, la qualitat de les aigües residuals varia molt. Per tant, no hi ha un mètode de tractament madur i unificat per a les aigües residuals farmacèutiques. La ruta de procés a triar depèn de la naturalesa de les aigües residuals. Segons les característiques de les aigües residuals, generalment es requereix un pretractament per millorar la biodegradabilitat de les aigües residuals, inicialment eliminar els contaminants i després combinar-los amb un tractament bioquímic. Actualment, el desenvolupament d'un dispositiu compost de tractament d'aigua econòmic i eficaç és un problema urgent que cal resoldre.

FàbricaQuímica de la XinaFloculant de polímer catiònic de poliacrilamida PAM aniònica, quitosà, pols de quitosà, tractament d'aigua potable, agent decolorant d'aigua, dadmac, clorur de dial·lil dimetil amoni, diciandiamida, dcda, antiespumant, antiespumant, pac, clorur de polialumini, polialumini, polielectròlit, pam, poliacrilamida, polidadmac, pdadmac, poliamina, No només oferim alta qualitat als nostres clients, sinó que, el que és encara més important, és el nostre millor proveïdor juntament amb el preu de venda competitiu.

Fàbrica ODM Xina PAM, poliacrilamida aniònica, HPAM, PHPA, la nostra empresa funciona segons el principi de funcionament de "cooperació basada en la integritat, creada en cooperació, orientada a les persones, cooperació beneficiosa per a tothom". Esperem poder tenir una relació amistosa amb empresaris de tot el món.

Extret de Baidu.