Отпадъчните води от фармацевтичната промишленост включват главно отпадъчни води от производството на антибиотици и отпадъчни води от производството на синтетични лекарства. Те се разделят основно на четири категории: отпадъчни води от производството на антибиотици, отпадъчни води от производството на синтетични лекарства, отпадъчни води от производството на китайски патентни лекарства, промивни води и промивни води от различни производствени процеси. Отпадъчните води се характеризират със сложен състав, високо органично съдържание, висока токсичност, наситен цвят, високо съдържание на сол, особено лоши биохимични свойства и периодично изпускане. Това са индустриални отпадъчни води, които са трудни за пречистване. С развитието на фармацевтичната индустрия в моята страна, фармацевтичните отпадъчни води постепенно се превърнаха в един от важните източници на замърсяване.
1. Метод за пречистване на фармацевтични отпадъчни води
Методите за третиране на фармацевтични отпадъчни води могат да бъдат обобщени като: физикохимично третиране, химическо третиране, биохимично третиране и комбинирано третиране с различни методи, като всеки метод на третиране има своите предимства и недостатъци.
Физическа и химическа обработка
Според характеристиките на качеството на фармацевтичните отпадъчни води, физикохимичното третиране трябва да се използва като процес на предварително или последващо третиране за биохимично третиране. Използваните в момента методи за физикохимично третиране включват главно коагулация, въздушна флотация, адсорбция, отстраняване на амоняк, електролиза, йонен обмен и мембранно разделяне.
коагулация
Тази технология е метод за пречистване на вода, широко използван в страната и чужбина. Тя се използва широко за предварително и последващо третиране на медицински отпадъчни води, като алуминиев сулфат и полиферисулфат в отпадъчните води от традиционната китайска медицина. Ключът към ефективното коагулационно третиране е правилният избор и добавяне на коагуланти с отлични характеристики. През последните години посоката на развитие на коагулантите се промени от нискомолекулни към високомолекулни полимери и от еднокомпонентна към композитна функционализация [3]. Liu Minghua et al. [4] третираха COD, SS и цветността на отпадъчната течност с pH 6,5 и доза флокулант 300 mg/L с високоефективен композитен флокулант F-1. Степента на отстраняване беше съответно 69,7%, 96,4% и 87,5%.
въздушна флотация
Въздушната флотация обикновено включва различни форми, като аерационна въздушна флотация, флотация с разтворен въздух, химическа въздушна флотация и електролитна въздушна флотация. Фармацевтичната фабрика Xinchang използва вихрово въздушно флотационно устройство CAF за предварително третиране на фармацевтични отпадъчни води. Средната степен на отстраняване на COD е около 25% с подходящи химикали.
метод на адсорбция
Често използваните адсорбенти са активен въглен, активни въглища, хуминова киселина, адсорбционна смола и др. Фармацевтичната фабрика Ухан Джианмин използва адсорбция на въглищна пепел – вторичен аеробен биологичен процес за пречистване на отпадъчни води. Резултатите показват, че степента на отстраняване на ХПК чрез предварителна адсорбционна обработка е 41,1%, а съотношението БПК5/ХПК е подобрено.
Мембранно разделяне
Мембранните технологии включват обратна осмоза, нанофилтрация и влакнести мембрани за извличане на полезни материали и намаляване на общите органични емисии. Основните характеристики на тази технология са просто оборудване, удобна работа, липса на фазова промяна и химическа промяна, висока ефективност на обработка и пестене на енергия. Хуана и др. използваха нанофилтрационни мембрани за отделяне на отпадъчни води от цинамицин. Установено е, че инхибиторният ефект на линкомицина върху микроорганизмите в отпадъчните води е намален и цинамицинът е извлечен.
електролиза
Методът има предимствата на висока ефективност, лесна работа и други подобни, а ефектът на електролитно обезцветяване е добър. Ли Йинг [8] е извършил електролитна предварителна обработка върху рибофлавинов супернатант и степента на отстраняване на COD, SS и хроматичния слой е достигнала съответно 71%, 83% и 67%.
химическа обработка
Когато се използват химични методи, прекомерната употреба на определени реагенти вероятно ще причини вторично замърсяване на водните басейни. Следователно, преди проектирането трябва да се извършат съответни експериментални изследвания. Химичните методи включват желязо-въглероден метод, химичен редокс метод (реактив на Фентън, H2O2, O3), технология за дълбоко окисление и др.
Метод с железен въглерод
Промишлената експлоатация показва, че използването на Fe-C като стъпка за предварително третиране на фармацевтични отпадъчни води може значително да подобри биоразградимостта на отпадъчните води. Lou Maoxing използва комбинирано третиране с желязо-микро-електролиза-анаеробно-аеробно-въздушно флотиране за третиране на отпадъчните води от фармацевтични междинни продукти като еритромицин и ципрофлоксацин. Степента на отстраняване на ХПК след третиране с желязо и въглерод е 20%, а крайният отпадъчен поток отговаря на националния първокласен стандарт за „Интегриран стандарт за заустване на отпадъчни води“ (GB8978-1996).
Обработка с реагент на Фентън
Комбинацията от железни соли и H2O2, наречена реагент на Фентън, може ефективно да премахва огнеупорни органични вещества, които не могат да бъдат отстранени чрез традиционната технология за пречистване на отпадъчни води. С задълбочаването на изследванията, ултравиолетова светлина (UV), оксалат (C2O42-) и др. бяха въведени в реагента на Фентън, което значително подобри окислителната способност. Използвайки TiO2 като катализатор и 9W живачна лампа с ниско налягане като източник на светлина, фармацевтичните отпадъчни води бяха третирани с реагент на Фентън, като степента на обезцветяване беше 100%, степента на отстраняване на COD беше 92,3%, а нитробензеновото съединение намаля от 8,05 mg/L до 0,41 mg/L.
Окисление
Методът може да подобри биоразградимостта на отпадъчните води и да има по-добра степен на отстраняване на ХПК. Например, три антибиотични отпадъчни води, като например Балджиоглу, бяха третирани чрез озоново окисление. Резултатите показаха, че озонирането на отпадъчните води не само е увеличило съотношението БПК5/ХПК, но и степента на отстраняване на ХПК е била над 75%.
Технология на окисляване
Известна още като усъвършенствана технология за окисление, тя обединява най-новите резултати от изследванията на съвременните светлинни, електрически, звукови, магнетистични, материални и други подобни дисциплини, включително електрохимично окисление, мокро окисление, свръхкритично окисление на вода, фотокаталитично окисление и ултразвуково разграждане. Сред тях, технологията за ултравиолетово фотокаталитично окисление има предимствата на новост, висока ефективност и липса на селективност към отпадъчните води и е особено подходяща за разграждане на ненаситени въглеводороди. В сравнение с методи за третиране като ултравиолетови лъчи, нагряване и налягане, ултразвуковото третиране на органични вещества е по-директно и изисква по-малко оборудване. Като нов вид третиране, на него се обръща все повече внимание. Xiao Guangquan et al. [13] използват ултразвуково-аеробен биологичен контактен метод за третиране на фармацевтични отпадъчни води. Ултразвуковото третиране е проведено в продължение на 60 секунди, а мощността е 200 W, а общата степен на отстраняване на ХПК на отпадъчните води е 96%.
Биохимично лечение
Технологията за биохимично третиране е широко използвана технология за пречистване на фармацевтични отпадъчни води, включително аеробно-биологичен метод, анаеробно-биологичен метод и комбиниран аеробно-анаеробен метод.
Аеробно биологично третиране
Тъй като по-голямата част от фармацевтичните отпадъчни води са висококонцентрирани органични отпадъчни води, обикновено е необходимо разреждане на основния разтвор по време на аеробно-биологичното третиране. Поради това консумацията на енергия е голяма, отпадъчните води могат да бъдат биохимично третирани и е трудно да се изхвърлят директно до стандарта след биохимично третиране. Поради това се използва само аеробно. Наличните методи за третиране са малко и е необходима обща предварителна обработка. Често използваните методи за аеробно-биологично третиране включват метод с активна утайка, метод с дълбока аерация, метод с адсорбционно биоразграждане (AB метод), метод с контактно окисление, метод с секвениране на партиди с активна утайка (SBR метод), метод с циркулираща активна утайка и др. (CASS метод) и т.н.
Метод за аериране на дълбоки кладенци
Дълбокото аериране с активна утайка е високоскоростна система с активна утайка. Методът има висок коефициент на използване на кислород, малка площ, добър ефект на пречистване, ниски инвестиции, ниски експлоатационни разходи, липса на натрупване на утайка и по-малко производство на утайка. Освен това, топлоизолационният му ефект е добър и пречистването не се влияе от климатичните условия, което може да осигури ефекта на зимното пречистване на отпадъчни води в северните райони. След биохимично пречистване на висококонцентрираните органични отпадъчни води от Североизточната фармацевтична фабрика чрез дълбоко аериращ резервоар, степента на отстраняване на ХПК достигна 92,7%. Може да се види, че ефективността на преработка е много висока, което е изключително полезно за следващата обработка.
AB метод
Методът AB е метод с ултрависоко натоварване на активна утайка. Скоростта на отстраняване на BOD5, COD, SS, фосфор и амонячен азот чрез AB процеса обикновено е по-висока от тази на конвенционалния процес с активна утайка. Неговите изключителни предимства са високото натоварване на секцията A, силният противошоков капацитет и големият буферен ефект върху pH стойността и токсичните вещества. Той е особено подходящ за пречистване на отпадъчни води с висока концентрация и големи промени в качеството и количеството на водата. Методът на Ян Джунши и др. използва биологичен метод хидролиза-подкиселяване-AB за пречистване на отпадъчни води с антибиотици, което има кратък технологичен поток, икономия на енергия и по-ниски разходи за пречистване от метода за химическа флокулация-биологично пречистване на подобни отпадъчни води.
биологично контактно окисление
Тази технология съчетава предимствата на метода с активна утайка и метода с биофилм и има предимствата на голям обем на натоварване, ниско производство на утайка, силна устойчивост на удар, стабилна работа на процеса и удобно управление. Много проекти използват двуетапен метод, целящ да опитоми доминиращи щамове на различни етапи, да даде пълна сила на синергичния ефект между различните микробни популации и да подобри биохимичните ефекти и устойчивостта на удар. В инженерството анаеробното разграждане и подкиселяването често се използват като стъпка на предварителна обработка, а процесът на контактно окисление се използва за третиране на фармацевтични отпадъчни води. Фармацевтичната фабрика Харбин Норт използва хидролизно подкиселяване - двуетапен биологичен процес на контактно окисление за третиране на фармацевтични отпадъчни води. Резултатите от работата показват, че ефектът от третирането е стабилен и комбинацията от процеси е разумна. С постепенното усъвършенстване на технологията на процеса, областите на приложение също се разширяват.
Метод на SBR
Методът SBR има предимствата на силна устойчивост на ударно натоварване, висока активност на утайките, опростена структура, липса на нужда от обратен поток, гъвкава работа, малък отпечатък, ниска инвестиция, стабилна работа, висока скорост на отстраняване на субстрата и добра денитрификация и отстраняване на фосфор. . Колебаещи се отпадъчни води. Експерименти върху третирането на фармацевтични отпадъчни води чрез SBR процес показват, че времето за аериране има голямо влияние върху ефекта на третиране на процеса; настройката на аноксични секции, особено многократното проектиране на анаеробни и аеробни, може значително да подобри ефекта на третиране; подобреното третиране на PAC от SBR процес може значително да подобри ефекта на отстраняване на системата. През последните години процесът става все по-усъвършенстван и се използва широко в третирането на фармацевтични отпадъчни води.
Анаеробно биологично третиране
Понастоящем пречистването на висококонцентрирани органични отпадъчни води в страната и чужбина се основава главно на анаеробен метод, но ХПК на отпадъчните води все още е относително висок след пречистване с отделен анаеробен метод и обикновено се изисква последващо пречистване (като аеробно-биологично пречистване). В момента все още е необходимо да се засили разработването и проектирането на високоефективни анаеробни реактори и задълбочените изследвания на условията на работа. Най-успешните приложения в пречистването на фармацевтични отпадъчни води са анаеробно утаечно легло с възходящ поток (UASB), анаеробно композитно легло (UBF), анаеробно преградно реактор (ABR), хидролиза и др.
Закон за UASB
Реакторът UASB има предимствата на висока ефективност на анаеробно разграждане, опростена структура, кратко време на хидравлично задържане и липса на необходимост от отделно устройство за връщане на утайките. Когато UASB се използва за третиране на канамицин, хлорин, VC, SD, глюкоза и други отпадъчни води от фармацевтично производство, съдържанието на SS обикновено не е твърде високо, за да се гарантира, че степента на отстраняване на COD е над 85% до 90%. Степента на отстраняване на COD на двустепенната серия UASB може да достигне над 90%.
UBF метод
Купете Wenning et al. Проведен е сравнителен тест на UASB и UBF. Резултатите показват, че UBF има характеристиките на добър масопренос и ефект на разделяне, разнообразна биомаса и биологични видове, висока ефективност на обработка и силна оперативна стабилност. Кислороден биореактор.
Хидролиза и подкиселяване
Резервоарът за хидролиза се нарича хидролизиран утаен слой от горната част на потока (HUSB) и е модифициран UASB. В сравнение с анаеробния резервоар с пълен процес, резервоарът за хидролиза има следните предимства: няма нужда от уплътняване, няма разбъркване, няма трифазен сепаратор, което намалява разходите и улеснява поддръжката; може да разгради макромолекулите и небиоразградимите органични вещества в отпадъчните води до малки молекули. Лесно биоразградимата органична материя подобрява биоразградимостта на суровата вода; реакцията е бърза, обемът на резервоара е малък, инвестициите за капиталово строителство са малки и обемът на утайката е намален. През последните години хидролизно-аеробният процес се използва широко в пречистването на фармацевтични отпадъчни води. Например, биофармацевтична фабрика използва хидролитично подкиселяване - двуетапен биологичен контактен окислителен процес за пречистване на фармацевтични отпадъчни води. Работата е стабилна, а ефектът от отстраняването на органичната материя е забележителен. Степента на отстраняване на COD, BOD5 SS и SS е съответно 90,7%, 92,4% и 87,6%.
Комбиниран процес на анаеробно-аеробно третиране
Тъй като аеробното или анаеробното третиране самостоятелно не може да отговори на изискванията, комбинираните процеси като анаеробно-аеробно, хидролитично подкиселяване-аеробно третиране подобряват биоразградимостта, устойчивостта на удар, инвестиционните разходи и ефекта на третиране на отпадъчните води. Това се използва широко в инженерната практика поради ефективността на единичния метод на обработка. Например, фармацевтична фабрика използва анаеробно-аеробен процес за третиране на фармацевтични отпадъчни води, като степента на отстраняване на BOD5 е 98%, степента на отстраняване на COD е 95%, а ефектът на третиране е стабилен. Процесът микроелектролиза-анаеробна хидролиза-подкиселяване-SBR се използва за третиране на химически синтетични фармацевтични отпадъчни води. Резултатите показват, че цялата серия от процеси има силна устойчивост на удар спрямо промените в качеството и количеството на отпадъчните води, а степента на отстраняване на COD може да достигне от 86% до 92%, което е идеален избор на процес за третиране на фармацевтични отпадъчни води. – Каталитично окисление – Контактно окисление. Когато COD на входящия поток е около 12 000 mg/L, COD на отпадъчния поток е по-малък от 300 mg/L; Степента на отстраняване на ХПК в биологично огнеупорните фармацевтични отпадъчни води, третирани чрез метода биофилм-SBR, може да достигне 87,5%~98,31%, което е много по-високо от ефекта на еднократното третиране с метода биофилм и SBR.
Освен това, с непрекъснатото развитие на мембранните технологии, изследванията на приложението на мембранните биореактори (MBR) при пречистването на фармацевтични отпадъчни води постепенно се задълбочават. MBR съчетава характеристиките на мембранната технология за разделяне и биологичното пречистване и има предимствата на голям обемен товар, силна удароустойчивост, малък отпечатък и по-малко остатъчна утайка. Анаеробният мембранен биореакторен процес е използван за пречистване на фармацевтични междинни киселинни хлоридни отпадъчни води с ХПК от 25 000 mg/L. Скоростта на отстраняване на ХПК на системата остава над 90%. За първи път е използвана способността на облигатните бактерии да разграждат специфични органични вещества. Екстрактивните мембранни биореактори се използват за пречистване на промишлени отпадъчни води, съдържащи 3,4-дихлоранилин. Времето за пречистване (HRT) е 2 часа, скоростта на отстраняване достига 99% и е постигнат идеалният ефект на пречистване. Въпреки проблема със замърсяването на мембраните, с непрекъснатото развитие на мембранните технологии, MBR ще се използва все по-широко в областта на пречистването на фармацевтични отпадъчни води.
2. Процес на третиране и селекция на фармацевтични отпадъчни води
Характеристиките на качеството на фармацевтичните отпадъчни води правят невъзможно повечето фармацевтични отпадъчни води да преминат само през биохимично третиране, така че е необходимо предварително третиране преди биохимично третиране. Обикновено трябва да се изгради регулиращ резервоар за регулиране на качеството на водата и pH стойността, а физикохимичният или химичният метод трябва да се използва като процес на предварително третиране в зависимост от реалната ситуация, за да се намалят сухото вещество (SS), солеността и част от COD във водата, да се намалят биологичните инхибиращи вещества в отпадъчните води и да се подобри разградимостта на отпадъчните води, за да се улесни последващото биохимично третиране на отпадъчните води.
Предварително пречистените отпадъчни води могат да бъдат пречистени чрез анаеробни и аеробни процеси в зависимост от характеристиките на качеството на водата. Ако изискванията за отпадъчни води са високи, аеробният процес на пречистване трябва да продължи след аеробното пречистване. Изборът на конкретен процес трябва да отчита всеобхватно фактори като естеството на отпадъчните води, ефекта от пречистването, инвестициите в инфраструктура, както и експлоатацията и поддръжката, за да бъде технологията осъществима и икономична. Целият процес е комбиниран процес на предварително пречистване - анаеробно-аеробно (допълнително пречистване). Комбинираният процес на хидролиза, адсорбция, контактно окисление и филтрация се използва за пречистване на комплексни фармацевтични отпадъчни води, съдържащи изкуствен инсулин.
3. Рециклиране и оползотворяване на полезни вещества във фармацевтичните отпадъчни води
Насърчаване на чистото производство във фармацевтичната индустрия, подобряване на степента на използване на суровините, степента на цялостно възстановяване на междинните продукти и страничните продукти и намаляване или елиминиране на замърсяването в производствения процес чрез технологична трансформация. Поради особеностите на някои фармацевтични производствени процеси, отпадъчните води съдържат голямо количество рециклируеми материали. За третирането на такива фармацевтични отпадъчни води, първата стъпка е да се засили възстановяването на материалите и цялостното им използване. За фармацевтични междинни отпадъчни води със съдържание на амониеви соли от 5% до 10% се използва фиксирано почистващо фолио за изпаряване, концентриране и кристализация, за да се възстановят (NH4)2SO4 и NH4NO3 с масова фракция от около 30%. Използват се като тор или се използват повторно. Икономическите ползи са очевидни; високотехнологична фармацевтична компания използва метода на продухване за третиране на производствените отпадъчни води с изключително високо съдържание на формалдехид. След като формалдехидният газ бъде възстановен, той може да бъде формулиран във формалинов реагент или изгорен като източник на топлина за котел. Чрез възстановяването на формалдехид може да се реализира устойчиво използване на ресурсите и инвестиционните разходи за пречиствателната станция могат да се възстановят в рамките на 4 до 5 години, като се реализира обединяването на екологичните и икономическите ползи. Съставът на общите фармацевтични отпадъчни води обаче е сложен, труден за рециклиране, процесът на възстановяване е сложен, а цената е висока. Следователно, усъвършенстваната и ефикасна технология за цялостно пречистване на отпадъчни води е ключът към пълното решаване на проблема с отпадъчните води.
4 Заключение
Има много доклади за пречистването на фармацевтични отпадъчни води. Поради разнообразието от суровини и процеси във фармацевтичната индустрия обаче, качеството на отпадъчните води варира значително. Следователно, няма зрял и унифициран метод за пречистване на фармацевтични отпадъчни води. Кой технологичен път да се избере зависи от естеството на отпадъчните води. В зависимост от характеристиките на отпадъчните води, обикновено се изисква предварително пречистване, за да се подобри биоразградимостта на отпадъчните води, първоначално да се отстранят замърсителите и след това да се комбинира с биохимично пречистване. В момента разработването на икономично и ефективно устройство за комбинирано пречистване на вода е спешен проблем, който трябва да бъде решен.
ФабрикаКитайска химическаАнионно-PAM полиакриламиден катионен полимерен флокулант, хитозан, хитозан на прах, пречистване на питейна вода, обезцветител за вода, дадмак, диалил диметил амониев хлорид, дициандиамид, dcda, пеногасител, антипенител, pac, полиалуминиев хлорид, полиалуминий, полиелектролит, pam, полиакриламид, полидадмак, pdadmac, полиамин. Ние не само предлагаме високо качество на нашите клиенти, но и по-важното е, че предлагаме най-доброто си качество и конкурентна цена.
ODM фабрика Китай PAM, анионен полиакриламид, HPAM, PHPA. Нашата компания работи на принципа „базирано на почтеност, създадено сътрудничество, ориентирано към хората, печелившо сътрудничество“. Надяваме се, че можем да изградим приятелски отношения с бизнесмени от цял свят.
Откъс от Baidu.
Време на публикуване: 15 август 2022 г.