Сточные воды фармацевтической промышленности в основном включают сточные воды производства антибиотиков и синтетических лекарственных препаратов. Сточные воды фармацевтической промышленности в основном делятся на четыре категории: сточные воды производства антибиотиков, синтетических лекарственных препаратов, фармацевтических препаратов, промывочные воды и промывочные воды различных процессов приготовления. Эти сточные воды характеризуются сложным составом, высоким содержанием органических веществ, высокой токсичностью, насыщенным цветом, высоким содержанием солей, особенно низкими биохимическими свойствами и периодическим сбросом. Это промышленные сточные воды, которые трудно очищать. С развитием фармацевтической промышленности в моей стране фармацевтические сточные воды постепенно стали одним из важных источников загрязнения.
1. Метод очистки фармацевтических сточных вод
Методы очистки фармацевтических сточных вод можно обобщить следующим образом: физико-химическая очистка, химическая очистка, биохимическая очистка и комбинированная очистка различных методов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.
Физическая и химическая обработка
В зависимости от характеристик качества фармацевтических сточных вод, физико-химическая очистка должна использоваться в качестве предварительной или последующей обработки перед биохимической очисткой. В настоящее время используются такие методы физико-химической очистки, как коагуляция, аэрофлотация, адсорбция, очистка от аммиака, электролиз, ионный обмен и мембранное разделение.
коагуляция
Эта технология является методом очистки воды, широко используемым в стране и за рубежом. Она широко используется для предварительной и последующей очистки медицинских сточных вод, таких как сульфат алюминия и полиферриксульфат в сточных водах традиционной китайской медицины. Ключом к эффективной коагуляционной очистке является правильный выбор и добавление коагулянтов с превосходными характеристиками. В последние годы направление разработки коагулянтов изменилось с низкомолекулярных полимеров на высокомолекулярные и с однокомпонентной на композитную функционализацию [3]. Лю Минхуа и др. [4] обработали ХПК, СС и цветность сточной жидкости с pH 6,5 и дозировкой флокулянта 300 мг/л с помощью высокоэффективного композитного флокулянта F-1. Степень удаления составила 69,7%, 96,4% и 87,5% соответственно.
воздушная флотация
Воздушная флотация обычно включает в себя различные методы, такие как аэрационная флотация, флотация растворенным воздухом, химическая флотация и электролитическая флотация. На фармацевтическом заводе «Синьчан» для предварительной очистки фармацевтических сточных вод используется вихревая флотационная установка CAF. Средняя степень удаления ХПК составляет около 25% при использовании соответствующих химикатов.
метод адсорбции
В качестве адсорбентов обычно используются активированный уголь, гуминовая кислота, адсорбционная смола и др. На фармацевтическом заводе «Ухань Цзяньминь» для очистки сточных вод используется адсорбция угольной золы – метод вторичной аэробной биологической очистки. Результаты показали, что степень удаления ХПК после предварительной адсорбции составила 41,1%, а соотношение БПК5/ХПК улучшилось.
Мембранное разделение
Мембранные технологии включают обратный осмос, нанофильтрацию и волоконные мембраны для извлечения полезных веществ и снижения общего объема органических выбросов. Основными особенностями этой технологии являются простота оборудования, удобство эксплуатации, отсутствие фазовых и химических превращений, высокая эффективность обработки и энергосбережение. Джуанна и соавторы использовали нанофильтрационные мембраны для разделения сточных вод, содержащих циннамицин. Было обнаружено, что ингибирующее действие линкомицина на микроорганизмы в сточных водах снизилось, и циннамицин был извлечен.
электролиз
Метод обладает такими преимуществами, как высокая эффективность, простота эксплуатации и т.п., а также хороший эффект электролитического обесцвечивания. Ли Ин [8] провел электролитическую предварительную обработку супернатанта рибофлавина, и степень удаления ХПК, СС и цветности достигла 71%, 83% и 67% соответственно.
химическая обработка
При использовании химических методов избыточное использование некоторых реагентов может привести к вторичному загрязнению водных объектов. Поэтому перед проектированием необходимо провести соответствующие экспериментальные исследования. К химическим методам относятся железо-углеродный метод, химический окислительно-восстановительный метод (реактив Фентона, H2O2, O3), технология глубокого окисления и др.
Железоуглеродный метод
Опыт промышленной эксплуатации показывает, что использование Fe-C в качестве предварительной очистки фармацевтических сточных вод может значительно повысить их биоразлагаемость. Компания Lou Maoxing использует комбинированную очистку с использованием железа, микроэлектролиза, анаэробной, аэробной и воздушной флотации для очистки сточных вод от фармацевтических промежуточных продуктов, таких как эритромицин и ципрофлоксацин. Степень удаления ХПК после обработки железом и углеродом составила 20%, а конечные сточные воды соответствуют национальному стандарту высшего класса «Стандарт комплексного сброса сточных вод» (GB8978-1996).
Обработка реагентом Фентона
Сочетание соли железа (II) и перекиси водорода (H₂O₂) называется реагентом Фентона и позволяет эффективно удалять трудноудаляемые органические вещества, которые невозможно удалить традиционными методами очистки сточных вод. По мере углубления исследований в состав реагента Фентона были добавлены ультрафиолетовое излучение (УФ), оксалат (C₂O₂₂) и другие соединения, что значительно усилило его окислительную способность. Используя TiO₂ в качестве катализатора и ртутную лампу низкого давления мощностью 9 Вт в качестве источника света, фармацевтические сточные воды были обработаны реагентом Фентона. Степень обесцвечивания составила 100%, степень удаления ХПК – 92,3%, а содержание нитробензола снизилось с 8,05 мг/л до 0,41 мг/л.
Окисление
Этот метод позволяет улучшить биоразлагаемость сточных вод и обеспечивает более высокую степень удаления ХПК. Например, три сточных воды, содержащие антибиотики, такие как Балчиоглу, были обработаны методом озонирования. Результаты показали, что озонирование сточных вод не только увеличило соотношение БПК5/ХПК, но и степень удаления ХПК превысила 75%.
Технология окисления
Также известная как передовая технология окисления, она объединяет новейшие результаты исследований современного света, электричества, звука, магнетизма, материалов и других подобных дисциплин, включая электрохимическое окисление, влажное окисление, окисление в сверхкритической воде, фотокаталитическое окисление и ультразвуковую деградацию. Среди них технология ультрафиолетового фотокаталитического окисления обладает преимуществами новизны, высокой эффективности и отсутствия селективности по отношению к сточным водам и особенно подходит для деградации ненасыщенных углеводородов. По сравнению с такими методами обработки, как ультрафиолетовое излучение, нагрев и давление, ультразвуковая обработка органических веществ является более прямой и требует меньше оборудования. Как новому типу обработки, ему уделяется все больше внимания. Сяо Гуанцюань и др. [13] использовали метод ультразвукового аэробного биологического контакта для очистки фармацевтических сточных вод. Ультразвуковая обработка проводилась в течение 60 с, мощность составляла 200 Вт, а общая степень удаления ХПК из сточных вод составила 96%.
Биохимическая обработка
Технология биохимической очистки — широко используемая технология очистки фармацевтических сточных вод, включающая аэробный биологический метод, анаэробный биологический метод и комбинированный аэробно-анаэробный метод.
Аэробная биологическая очистка
Поскольку большая часть фармацевтических сточных вод представляет собой высококонцентрированные органические сточные воды, обычно необходимо разбавлять исходный раствор во время аэробной биологической очистки. Следовательно, энергопотребление велико, сточные воды могут быть биохимически очищены, и их трудно сбросить непосредственно в соответствии со стандартом после биохимической очистки. Поэтому используется только аэробное использование. Существует мало доступных методов очистки, и требуется общая предварительная очистка. К широко используемым методам аэробной биологической очистки относятся метод активного ила, метод глубокой аэрации скважин, метод адсорбционной биодеградации (метод AB), метод контактного окисления, метод последовательной периодической обработки активированным илом (метод SBR), метод циркулирующего активированного ила и т. д. (метод CASS) и т. д.
Метод аэрации глубоких скважин
Глубинная аэрация представляет собой высокоскоростную систему с использованием активного ила. Данный метод характеризуется высокой степенью использования кислорода, компактностью, высокой эффективностью очистки, низкими инвестициями, эксплуатационными расходами, отсутствием вспучивания и образования ила. Кроме того, он обладает хорошим теплоизоляционным эффектом, а очистка не подвержена влиянию климатических условий, что обеспечивает эффективность очистки сточных вод зимой в северных регионах. После биохимической очистки высококонцентрированных органических загрязнений с Северо-Восточного фармацевтического завода в глубоком аэрационном резервуаре степень удаления ХПК достигла 92,7%. Видно, что эффективность очистки очень высокая, что чрезвычайно важно для последующей обработки. Эти факторы играют решающую роль.
Метод АБ
Метод AB – это метод сверхвысокой нагрузки с использованием активного ила. Скорость удаления БПК5, ХПК, взвешенных веществ, фосфора и аммиачного азота методом AB, как правило, выше, чем у обычного процесса с использованием активного ила. Его выдающимися преимуществами являются высокая нагрузка на секцию A, высокая противошоковая способность и значительный буферный эффект в отношении значения pH и токсичных веществ. Он особенно подходит для очистки сточных вод с высокой концентрацией и значительными изменениями качества и количества воды. Метод Ян Цзюньши и соавт. использует метод гидролиза и подкисления с использованием биологического метода AB для очистки сточных вод, содержащих антибиотики. Он отличается коротким технологическим процессом, энергосбережением и более низкой стоимостью очистки, чем метод химической флокуляции и биологической очистки аналогичных сточных вод.
биологическое контактное окисление
Эта технология сочетает в себе преимущества метода активного ила и метода биопленки, а также обладает такими преимуществами, как высокая производительность, низкое образование ила, высокая ударопрочность, стабильность процесса и удобство управления. Во многих проектах применяется двухступенчатый метод, направленный на одомашнивание доминирующих штаммов на разных стадиях, максимальное использование синергетического эффекта между различными популяциями микроорганизмов, а также повышение биохимических показателей и устойчивости к ударным нагрузкам. В инженерии анаэробное сбраживание и подкисление часто используются в качестве предварительной обработки, а для очистки фармацевтических сточных вод используется процесс контактного окисления. На Харбинском Северном фармацевтическом заводе применяется процесс гидролиза, подкисления и двухступенчатого биологического контактного окисления для очистки фармацевтических сточных вод. Результаты эксплуатации показывают, что эффект очистки стабилен, а сочетание процессов является разумным. С постепенным развитием технологии область ее применения также расширяется.
Метод SBR
Метод SBR обладает преимуществами сильной устойчивости к ударным нагрузкам, высокой активности ила, простой конструкции, отсутствия необходимости в противотоке, гибкой эксплуатации, небольшой занимаемой площади, низких инвестиций, стабильной эксплуатации, высокой скорости удаления субстрата и хорошей денитрификации и удаления фосфора. . Нестабильность сточных вод. Эксперименты по очистке фармацевтических сточных вод с помощью процесса SBR показывают, что время аэрации оказывает большое влияние на эффективность процесса очистки; установка бескислородных секций, особенно повторная конструкция анаэробных и аэробных, может значительно улучшить эффективность очистки; улучшенная очистка ПАУ с помощью SBR Процесс может значительно улучшить эффективность удаления системы. В последние годы процесс становится все более совершенным и широко используется при очистке фармацевтических сточных вод.
Анаэробная биологическая очистка
В настоящее время очистка сточных вод с высокой концентрацией органических веществ в стране и за рубежом в основном основана на анаэробных методах. Однако после обработки отдельным анаэробным методом ХПК в сточных водах остаётся относительно высоким, поэтому обычно требуется дополнительная очистка (например, аэробная биологическая очистка). В настоящее время по-прежнему необходимо развивать разработку и проектирование высокоэффективных анаэробных реакторов, а также проводить углубленные исследования условий их эксплуатации. Наиболее успешными методами очистки фармацевтических сточных вод являются анаэробные реакторы с восходящим потоком ила (UASB), анаэробные композитные реакторы (UBF), анаэробные реакторы с перегородками (ABR), гидролиз и т. д.
Закон UASB
Реактор UASB обладает такими преимуществами, как высокая эффективность анаэробного сбраживания, простота конструкции, короткое время гидравлического удержания и отсутствие необходимости в отдельном устройстве возврата ила. При использовании UASB для очистки сточных вод фармацевтических производств, содержащих канамицин, хлорин, винилпирролидон, декстрозу, глюкозу и другие вещества, содержание взвешенных частиц обычно не слишком велико, что обеспечивает степень удаления ХПК выше 85–90%. Степень удаления ХПК в двухступенчатом реакторе UASB может достигать более 90%.
Метод УБФ
Купить Веннинг и др. Проведено сравнительное испытание UASB и UBF. Результаты показывают, что UBF обладает хорошими характеристиками массопереноса и разделения, подходит для различных видов биомассы и биологических видов, обладает высокой эффективностью переработки и высокой стабильностью работы. Кислородный биореактор.
Гидролиз и подкисление
Гидролизный резервуар называется слоем гидролизованного ила (HUSB) и представляет собой модифицированный UASB. По сравнению с анаэробным резервуаром полного цикла, гидролизный резервуар имеет следующие преимущества: не требует герметизации, перемешивания и трехфазного сепаратора, что снижает затраты и упрощает обслуживание; он может разлагать макромолекулы и небиоразлагаемые органические вещества в сточных водах на мелкие молекулы. Легко биоразлагаемые органические вещества улучшают биоразлагаемость сырой воды; реакция происходит быстро, объем резервуара невелик, капитальные вложения невелики, а объем ила уменьшается. В последние годы гидролизно-аэробный процесс широко используется для очистки фармацевтических сточных вод. Например, биофармацевтический завод использует процесс гидролитического подкисления - двухстадийного биологического контактного окисления для очистки фармацевтических сточных вод. Операция стабильна, а эффект удаления органических веществ выдающийся. Степень удаления ХПК, БПК5 СВ и СВ составила 90,7%, 92,4% и 87,6% соответственно.
Анаэробно-аэробный комбинированный процесс очистки
Поскольку аэробная или анаэробная очистка по отдельности не могут удовлетворить требованиям, комбинированные процессы, такие как анаэробно-аэробная, гидролитическая подкисление-аэробная очистка, улучшают биоразлагаемость, ударопрочность, инвестиционные затраты и эффект очистки сточных вод. Он широко используется в инженерной практике из-за производительности единого метода обработки. Например, фармацевтический завод использует анаэробно-аэробный процесс для очистки фармацевтических сточных вод, степень удаления БПК5 составляет 98%, степень удаления ХПК составляет 95%, а эффект очистки стабилен. Процесс микроэлектролиза-анаэробного гидролиза-подкисления-SBR используется для очистки химических синтетических фармацевтических сточных вод. Результаты показывают, что вся серия процессов обладает высокой ударопрочностью к изменениям качества и количества сточных вод, а степень удаления ХПК может достигать 86% до 92%, что является идеальным выбором процесса для очистки фармацевтических сточных вод. – Каталитическое окисление – Процесс контактного окисления. Если ХПК входящей воды составляет около 12 000 мг/л, то ХПК очищенной воды составляет менее 300 мг/л; степень удаления ХПК из биологически рефрактерных фармацевтических сточных вод, очищенных методом биопленки-SBR, может достигать 87,5–98,31%, что значительно выше, чем при однократной очистке методами биопленки и SBR.
Кроме того, с непрерывным развитием мембранной технологии исследования по применению мембранного биореактора (MBR) для очистки фармацевтических сточных вод постепенно углубляются.МБР сочетает в себе характеристики технологии мембранной сепарации и биологической очистки и обладает такими преимуществами, как большая объемная нагрузка, высокая ударопрочность, небольшая занимаемая площадь и меньшее количество остаточного ила.Процесс анаэробного мембранного биореактора был использован для очистки сточных вод фармацевтического промежуточного хлорангидрида с ХПК 25 000 мг/л.Уровень удаления ХПК в системе остается выше 90%.Впервые использована способность облигатных бактерий разлагать специфическое органическое вещество.Экстрактивные мембранные биореакторы используются для очистки промышленных сточных вод, содержащих 3,4-дихлоранилин.Гидравлическое время удержания составила 2 часа, скорость удаления достигла 99%, был получен идеальный лечебный эффект.Несмотря на проблему загрязнения мембран, с непрерывным развитием мембранных технологий МБР будет более широко использоваться в области очистки сточных вод фармацевтических компаний.
2. Процесс очистки и отбор фармацевтических сточных вод
Характеристики качества фармацевтических сточных вод делают невозможным проведение только биохимической очистки большинства фармацевтических сточных вод, поэтому перед биохимической очисткой необходимо провести необходимую предварительную очистку. Как правило, для корректировки качества воды и значения pH следует установить регулирующий резервуар, а в качестве предварительной очистки следует использовать физико-химический или химический метод в зависимости от конкретной ситуации для снижения содержания взвешенных частиц, солености и доли ХПК в воде, снижения содержания биологически ингибирующих веществ в сточных водах и повышения их разлагаемости. Это облегчит последующую биохимическую очистку сточных вод.
Предварительно очищенные сточные воды могут быть очищены анаэробными и аэробными методами в зависимости от характеристик качества воды. При высоких требованиях к сточным водам аэробная очистка должна быть продолжена после аэробной очистки. Выбор конкретного процесса должен всесторонне учитывать такие факторы, как характер сточных вод, эффективность процесса очистки, инвестиции в инфраструктуру, а также эксплуатацию и техническое обслуживание, чтобы сделать технологию осуществимой и экономичной. Весь технологический маршрут представляет собой комбинированный процесс предварительной очистки, анаэробной обработки, аэробной обработки (доочистки). Комбинированный процесс гидролиза, адсорбции, контактного окисления и фильтрации используется для комплексной очистки фармацевтических сточных вод, содержащих искусственный инсулин.
3. Переработка и утилизация полезных веществ в фармацевтических сточных водах
Содействовать чистому производству в фармацевтической промышленности, повышать коэффициент использования сырья, полную степень извлечения промежуточных и побочных продуктов, а также снижать или устранять загрязнение в процессе производства посредством технологических преобразований. В связи со спецификой некоторых процессов фармацевтического производства сточные воды содержат большое количество перерабатываемых материалов. Для очистки таких фармацевтических сточных вод первым шагом является повышение эффективности извлечения материалов и их комплексное использование. Для промежуточных фармацевтических сточных вод с содержанием аммонийных солей от 5% до 10% используется фиксированная пленка очистителя для испарения, концентрирования и кристаллизации с целью извлечения (NH4)2SO4 и NH4NO3 с массовой долей около 30%. Использование в качестве удобрения или повторное использование. Экономические преимущества очевидны: высокотехнологичная фармацевтическая компания использует метод продувки для очистки производственных сточных вод с чрезвычайно высоким содержанием формальдегида. После извлечения газообразного формальдегида его можно использовать в качестве реагента формалина или сжигать в качестве источника тепла для котла. Благодаря рекуперации формальдегида достигается устойчивое использование ресурсов, а инвестиции в очистные сооружения окупаются в течение 4–5 лет, что позволяет объединить экологические и экономические преимущества. Однако состав фармацевтических сточных вод сложен, их трудно перерабатывать, процесс рекуперации сложен, а стоимость высока. Поэтому передовые и эффективные технологии комплексной очистки сточных вод являются ключом к полному решению проблемы сточных вод.
4 Заключение
Существует множество сообщений об очистке фармацевтических сточных вод. Однако из-за разнообразия сырья и технологических процессов в фармацевтической промышленности качество сточных вод сильно различается. Поэтому не существует унифицированного и продуманного метода очистки фармацевтических сточных вод. Выбор технологического процесса зависит от природы сточных вод. В зависимости от характеристик сточных вод предварительная очистка обычно требуется для улучшения их биоразлагаемости, первоначального удаления загрязняющих веществ, а затем совмещения с биохимической очисткой. В настоящее время разработка экономичного и эффективного комплексного устройства для очистки воды является актуальной задачей.
ФабрикаКитайская химическаяАнионный полиакриламид PAM, катионный полимерный флокулянт, хитозан, порошок хитозана, очистка питьевой воды, обесцвечивающее средство для воды, дадмак, хлорид диаллилдиметиламмония, дициандиамид, дцда, пеногаситель, антивспениватель, пак, хлорид полиалюминия, полиалюминий, полиэлектролит, пам, полиакриламид, полидадмак, пдадмак, полиамин. Мы не только поставляем нашим покупателям высокое качество, но, что еще важнее, являемся нашим крупнейшим поставщиком и предлагаем конкурентоспособную цену.
ODM-завод в Китае: полиакриламид (ПАМ), анионоактивный полиакриламид (АПА), HPAM, PHPA. Наша компания работает по принципу «честности, сотрудничества, ориентированности на человека, взаимовыгодного сотрудничества». Мы надеемся на установление дружеских отношений с предпринимателями со всего мира.
Взято из Baidu.
Время публикации: 15 августа 2022 г.