Análise integral da tecnoloxía de augas residuais farmacéuticas

As augas residuais da industria farmacéutica inclúen principalmente augas residuais de produción de antibióticos e augas residuais de produción de fármacos sintéticos. As augas residuais da industria farmacéutica inclúen principalmente catro categorías: augas residuais de produción de antibióticos, augas residuais de produción de drogas sintéticas, augas residuais de produción de medicamentos de patente chinesa, augas de lavado e augas residuais de lavado de varios procesos de preparación. As augas residuais caracterízanse por unha composición complexa, alto contido orgánico, alta toxicidade, cor profunda, alto contido en sal, especialmente propiedades bioquímicas pobres e descarga intermitente. Trátase dunha auga residual industrial de difícil tratamento. Co desenvolvemento da industria farmacéutica do meu país, as augas residuais farmacéuticas convertéronse gradualmente nunha das fontes de contaminación importantes.

1. Método de tratamento de augas residuais farmacéuticas

Os métodos de tratamento de augas residuais farmacéuticas pódense resumir como: tratamento físico-químico, tratamento químico, tratamento bioquímico e tratamento combinado de varios métodos, cada método de tratamento ten as súas propias vantaxes e desvantaxes.

Tratamento físico e químico

Segundo as características de calidade da auga das augas residuais farmacéuticas, o tratamento fisicoquímico debe utilizarse como proceso de pretratamento ou postratamento para o tratamento bioquímico. Os métodos de tratamento físico e químico utilizados actualmente inclúen coagulación, flotación de aire, adsorción, eliminación de amoníaco, electrólise, intercambio iónico e separación de membranas.

coagulación

Esta tecnoloxía é un método de tratamento de auga moi utilizado no país e no estranxeiro. É amplamente utilizado no tratamento previo e posterior de augas residuais médicas, como o sulfato de aluminio e o sulfato poliférrico nas augas residuais da medicina tradicional chinesa. A clave para un tratamento de coagulación eficiente é a correcta selección e adición de coagulantes con excelentes rendementos. Nos últimos anos, a dirección de desenvolvemento dos coagulantes cambiou de polímeros de baixo peso molecular a de alto peso molecular, e de funcionalización dun só compoñente a composto [3]. Liu Minghua et al. [4] tratou o DQO, SS e a cromaticidade do líquido residual cun pH de 6,5 e unha dosificación de floculante de 300 mg/L cun floculante composto de alta eficiencia F-1. As taxas de retirada foron do 69,7%, 96,4% e 87,5%, respectivamente.

flotación por aire

A flotación de aire xeralmente inclúe varias formas, como a flotación de aire de aireación, a flotación de aire disolto, a flotación de aire químico e a flotación de aire electrolítica. Xinchang Pharmaceutical Factory usa un dispositivo de flotación de aire vórtice CAF para pretratar as augas residuais farmacéuticas. A taxa media de eliminación de DQO é dun 25% con produtos químicos axeitados.

método de adsorción

Os adsorbentes comúnmente utilizados son o carbón activado, o carbón activado, o ácido húmico, a resina de adsorción, etc. A fábrica farmacéutica Wuhan Jianmin utiliza a adsorción de cinzas de carbón, un proceso secundario de tratamento biolóxico aeróbico para tratar as augas residuais. Os resultados mostraron que a taxa de eliminación de DQO do pretratamento de adsorción foi do 41,1% e mellorouse a relación DBO5/DQO.

Separación de membranas

As tecnoloxías de membrana inclúen osmose inversa, nanofiltración e membranas de fibra para recuperar materiais útiles e reducir as emisións orgánicas xerais. As principais características desta tecnoloxía son equipos sinxelos, funcionamento cómodo, sen cambio de fase e cambio químico, alta eficiencia de procesamento e aforro de enerxía. Juana et al. utilizaron membranas de nanofiltración para separar as augas residuais de cinamicina. Descubriuse que o efecto inhibidor da lincomicina sobre os microorganismos das augas residuais reduciuse e recuperouse a cinamicina.

electrólise

O método ten as vantaxes de alta eficiencia, operación sinxela e similares, e o efecto de decoloración electrolítica é bo. Li Ying [8] levou a cabo un pretratamento electrolítico sobre o sobrenadante de riboflavina, e as taxas de eliminación de DQO, SS e croma alcanzaron o 71%, 83% e 67%, respectivamente.

tratamento químico

Cando se utilizan métodos químicos, é probable que o uso excesivo de certos reactivos cause contaminación secundaria das masas de auga. Polo tanto, debe realizarse un traballo de investigación experimental relevante antes do deseño. Os métodos químicos inclúen o método ferro-carbono, o método redox químico (reactivo Fenton, H2O2, O3), tecnoloxía de oxidación profunda, etc.

Método do carbono de ferro

A operación industrial mostra que o uso de Fe-C como paso de pretratamento de augas residuais farmacéuticas pode mellorar moito a biodegradabilidade do efluente. Lou Maoxing utiliza o tratamento combinado de ferro-microelectrólise-anaerobio-aeróbico-flotación de aire para tratar as augas residuais de produtos farmacéuticos intermedios como a eritromicina e a ciprofloxacina. A taxa de eliminación da DQO despois do tratamento con ferro e carbono foi do 20%. %, e o efluente final cumpre coa norma nacional de primeira clase de "Estándar integrado de vertido de augas residuais" (GB8978-1996).

Procesamento de reactivos de Fenton

A combinación de sal ferroso e H2O2 chámase reactivo de Fenton, que pode eliminar eficazmente a materia orgánica refractaria que non pode ser eliminada pola tecnoloxía tradicional de tratamento de augas residuais. Coa profundización da investigación, introducíronse luz ultravioleta (UV), oxalato (C2O42-), etc. no reactivo de Fenton, o que mellorou moito a capacidade de oxidación. Usando TiO2 como catalizador e unha lámpada de mercurio de baixa presión de 9 W como fonte de luz, as augas residuais farmacéuticas foron tratadas co reactivo de Fenton, a taxa de decoloración foi do 100%, a taxa de eliminación de DQO foi do 92,3% e o composto de nitrobenceno diminuíu de 8,05 mg. /L. 0,41 mg/L.

Oxidación

O método pode mellorar a biodegradabilidade das augas residuais e ten unha mellor taxa de eliminación de DQO. Por exemplo, tres augas residuais de antibióticos como Balcioglu foron tratadas pola oxidación do ozono. Os resultados mostraron que a ozonización das augas residuais non só aumentou a relación DBO5/DQO, senón que tamén a taxa de eliminación de DQO superou o 75%.

Tecnoloxía de oxidación

Tamén coñecida como tecnoloxía de oxidación avanzada, reúne os últimos resultados de investigación de luz moderna, electricidade, son, magnetismo, materiais e outras disciplinas similares, incluíndo oxidación electroquímica, oxidación húmida, oxidación de auga supercrítica, oxidación fotocatalítica e degradación ultrasónica. Entre elas, a tecnoloxía de oxidación fotocatalítica ultravioleta ten as vantaxes de novidade, alta eficiencia e ningunha selectividade para as augas residuais, e é especialmente adecuada para a degradación de hidrocarburos insaturados. En comparación cos métodos de tratamento como os raios ultravioleta, o quecemento e a presión, o tratamento ultrasónico da materia orgánica é máis directo e require menos equipos. Como novo tipo de tratamento, cada vez se prestou máis atención. Xiao Guangquan et al. [13] utilizou o método de contacto biolóxico ultrasóns-aeróbico para tratar as augas residuais farmacéuticas. O tratamento ultrasónico realizouse durante 60 segundos e a potencia foi de 200 w e a taxa total de eliminación de DQO das augas residuais foi do 96%.

Tratamento bioquímico

A tecnoloxía de tratamento bioquímico é unha tecnoloxía de tratamento de augas residuais farmacéuticas amplamente utilizada, incluíndo o método biolóxico aeróbico, o método biolóxico anaerobio e o método combinado aeróbico-anaerobio.

Tratamento biolóxico aeróbico

Dado que a maioría das augas residuais farmacéuticas son augas residuais orgánicas de alta concentración, xeralmente é necesario diluír a solución stock durante o tratamento biolóxico aeróbico. Polo tanto, o consumo de enerxía é grande, as augas residuais poden ser tratadas bioquímicamente e é difícil descargar directamente ata o estándar despois do tratamento bioquímico. Polo tanto, uso aeróbico só. Hai poucos tratamentos dispoñibles e é necesario un pretratamento xeral. Os métodos de tratamento biolóxico aeróbico comúnmente utilizados inclúen o método de lodos activados, o método de aireación de pozos profundos, o método de biodegradación por adsorción (método AB), o método de oxidación por contacto, o método de secuenciación de lodos activados por lotes (método SBR), o método de lodos activados circulantes, etc. (método CASS) etc.

Método de aireación do pozo profundo

A aireación de pozos profundos é un sistema de lodos activados de alta velocidade. O método ten unha alta taxa de utilización de osíxeno, espazo reducido, bo efecto de tratamento, baixo investimento, baixo custo operativo, sen aglomeración de lodos e menos produción de lodos. Ademais, o seu efecto de illamento térmico é bo e o tratamento non se ve afectado polas condicións climáticas, o que pode garantir o efecto do tratamento de augas residuais de inverno nas rexións do norte. Despois de que as augas residuais orgánicas de alta concentración da Fábrica Farmacéutica do Nordeste fosen tratadas bioquímicamente polo tanque de aireación do pozo profundo, a taxa de eliminación de DQO alcanzou o 92,7%. Pódese ver que a eficiencia de procesamento é moi alta, o que é moi beneficioso para o seguinte procesamento. desempeñar un papel decisivo.

Método AB

O método AB é un método de lodos activados de carga ultra alta. A taxa de eliminación de DBO5, DQO, SS, fósforo e nitróxeno amoníaco polo proceso AB é xeralmente maior que a do proceso de lodos activados convencional. As súas vantaxes destacadas son a alta carga da sección A, a forte capacidade de carga antichoque e o gran efecto de amortiguación sobre o valor do pH e as substancias tóxicas. É especialmente indicado para o tratamento de augas residuais con alta concentración e grandes cambios na calidade e cantidade da auga. O método de Yang Junshi et al. usa o método biolóxico de acidificación por hidrólise-AB para tratar as augas residuais con antibióticos, que ten un fluxo de proceso curto, aforro de enerxía e o custo do tratamento é inferior ao método de tratamento biolóxico de floculación química de augas residuais similares.

oxidación por contacto biolóxico

Esta tecnoloxía combina as vantaxes do método de lodos activados e do método de biopelícula, e ten as vantaxes de alta carga de volume, baixa produción de lodos, forte resistencia ao impacto, operación de proceso estable e xestión conveniente. Moitos proxectos adoptan un método en dúas etapas, co obxectivo de domesticar as cepas dominantes en diferentes etapas, darlle o máximo partido ao efecto sinérxico entre as diferentes poboacións microbianas e mellorar os efectos bioquímicos e a resistencia ao choque. En enxeñaría, a dixestión anaeróbica e a acidificación úsanse a miúdo como paso de pretratamento e úsase un proceso de oxidación por contacto para tratar as augas residuais farmacéuticas. Harbin North Pharmaceutical Factory adopta un proceso de oxidación de contacto biolóxico en dúas etapas de acidificación por hidrólise para tratar as augas residuais farmacéuticas. Os resultados da operación mostran que o efecto do tratamento é estable e que a combinación do proceso é razoable. Coa madurez gradual da tecnoloxía de procesos, os campos de aplicación tamén son máis extensos.​​​

Método SBR

O método SBR ten as vantaxes dunha forte resistencia á carga de choque, alta actividade de lodos, estrutura sinxela, sen necesidade de refluxo, funcionamento flexible, pequena pegada, baixo investimento, funcionamento estable, alta taxa de eliminación de substrato e boa desnitrificación e eliminación de fósforo. . Augas residuais flutuantes. Os experimentos sobre o tratamento de augas residuais farmacéuticas mediante o proceso SBR mostran que o tempo de aireación ten unha gran influencia no efecto de tratamento do proceso; a configuración de seccións anóxicas, especialmente o deseño repetido de anaerobios e aeróbicos, pode mellorar significativamente o efecto do tratamento; o tratamento mellorado SBR de PAC O proceso pode mellorar significativamente o efecto de eliminación do sistema. Nos últimos anos, o proceso foi cada vez máis perfecto e é amplamente utilizado no tratamento de augas residuais farmacéuticas.

Tratamento Biolóxico Anaerobio

Na actualidade, o tratamento de augas residuais orgánicas de alta concentración na casa e no estranxeiro baséase principalmente no método anaeróbico, pero o DQO do efluente aínda é relativamente alto despois do tratamento cun método anaeróbico separado e o post-tratamento (como o tratamento biolóxico aeróbico) é xeralmente. necesario. Na actualidade, aínda é necesario reforzar o Desenvolvemento e deseño de reactores anaeróbicos de alta eficiencia e unha investigación en profundidade sobre as condicións de funcionamento. As aplicacións máis exitosas no tratamento de augas residuais farmacéuticas son o lecho de lodos anaerobios de fluxo ascendente (UASB), o leito composto anaeróbico (UBF), o reactor deflector anaeróbico (ABR), a hidrólise, etc.

Acta da UASB

O reactor UASB ten as vantaxes dunha alta eficiencia de dixestión anaeróbica, estrutura sinxela, curto tempo de retención hidráulica e non necesita un dispositivo de retorno de lodos separado. Cando se usa UASB no tratamento de kanamicina, cloro, VC, SD, glicosa e outras augas residuais de produción farmacéutica, o contido de SS non adoita ser demasiado alto para garantir que a taxa de eliminación de DQO sexa superior ao 85% ao 90%. A taxa de eliminación de DQO da serie de dúas etapas UASB pode alcanzar máis do 90%.

Método UBF

Compre Wenning et al. Realizouse unha proba comparativa sobre UASB e UBF. Os resultados mostran que UBF ten as características dun bo efecto de transferencia de masa e separación, varias especies biolóxicas e de biomasa, alta eficiencia de procesamento e forte estabilidade de operación. Biorreactor de osíxeno.

Hidrólise e acidificación

O tanque de hidrólise chámase leito de lodo ascendente hidrolizado (HUSB) e é un UASB modificado. En comparación co tanque anaeróbico de proceso completo, o tanque de hidrólise ten as seguintes vantaxes: sen necesidade de selado, sen axitación, sen separador trifásico, o que reduce custos e facilita o mantemento; pode degradar macromoléculas e substancias orgánicas non biodegradables nas augas fecais en pequenas moléculas. A materia orgánica facilmente biodegradable mellora a biodegradabilidade da auga bruta; a reacción é rápida, o volume do tanque é pequeno, o investimento de construción de capital é pequeno e o volume de lodos redúcese. Nos últimos anos, o proceso de hidrólise-aeróbico foi moi utilizado no tratamento de augas residuais farmacéuticas. Por exemplo, unha fábrica biofarmacéutica utiliza un proceso de oxidación por contacto biolóxico en dúas etapas de acidificación hidrolítica para tratar as augas residuais farmacéuticas. O funcionamento é estable e o efecto de eliminación da materia orgánica é notable. As taxas de eliminación de DQO, DBO5 SS e SS foron do 90,7%, 92,4% e 87,6%, respectivamente.

Proceso de tratamento combinado anaeróbico-aeróbico

Dado que o tratamento aeróbico ou o tratamento anaerobio por si só non pode cumprir os requisitos, os procesos combinados como o tratamento anaeróbico-aeróbico, acidificación hidrolítica-aeróbico melloran a biodegradabilidade, a resistencia ao impacto, o custo de investimento e o efecto de tratamento das augas residuais. É amplamente utilizado na práctica da enxeñaría debido ao rendemento dun único método de procesamento. Por exemplo, unha fábrica farmacéutica usa un proceso anaeróbico-aeróbico para tratar augas residuais farmacéuticas, a taxa de eliminación de DBO5 é do 98%, a taxa de eliminación de DQO é do 95% e o efecto do tratamento é estable. O proceso de microelectrólise-hidrólise anaerobia-acidificación-SBR utilízase para tratar augas residuais farmacéuticas sintéticas químicas. Os resultados mostran que toda a serie de procesos ten unha forte resistencia ao impacto aos cambios na calidade e cantidade das augas residuais, e a taxa de eliminación de DQO pode chegar ao 86% ao 92%, o que é unha opción de proceso ideal para o tratamento de augas residuais farmacéuticas. – Oxidación catalítica – Proceso de oxidación por contacto. Cando o DQO do afluente é duns 12 000 mg/L, o DQO do efluente é inferior a 300 mg/L; a taxa de eliminación de DQO nas augas residuais farmacéuticas bioloxicamente refractarias tratadas polo método biofilm-SBR pode alcanzar o 87,5% ~ 98,31%, o que é moito máis alto que o efecto de tratamento dun só uso do método biofilm e do método SBR.

Ademais, co desenvolvemento continuo da tecnoloxía de membranas, a investigación de aplicación do biorreactor de membrana (MBR) no tratamento de augas residuais farmacéuticas foi afondando gradualmente. MBR combina as características da tecnoloxía de separación de membranas e do tratamento biolóxico, e ten as vantaxes dunha carga de gran volume, unha forte resistencia ao impacto, unha pequena pegada e menos lodos residuais. O proceso de biorreactor de membrana anaeróbica utilizouse para tratar as augas residuais de cloruro de ácido intermedio farmacéutico con DQO de 25 000 mg/L. A taxa de eliminación de DQO do sistema segue por riba do 90%. Por primeira vez, utilizouse a capacidade das bacterias obrigadas para degradar materia orgánica específica. Os biorreactores de membrana extractiva úsanse para tratar as augas residuais industriais que conteñen 3,4-dicloroanilina. A TRH foi de 2 h, a taxa de eliminación alcanzou o 99% e obtívose o efecto ideal do tratamento. A pesar do problema de ensuciamento da membrana, co desenvolvemento continuo da tecnoloxía de membranas, o MBR será máis amplamente utilizado no campo do tratamento de augas residuais farmacéuticas.

2. Proceso de tratamento e selección de augas residuais farmacéuticas

As características de calidade da auga das augas residuais farmacéuticas imposibilitan que a maioría das augas residuais farmacéuticas se sometan só a un tratamento bioquímico, polo que debe realizarse o pretratamento necesario antes do tratamento bioquímico. Xeralmente, débese configurar un tanque de regulación para axustar a calidade da auga e o valor do pH, e o método fisicoquímico ou químico debe utilizarse como proceso de pretratamento segundo a situación real para reducir SS, salinidade e parte do DQO na auga, reducir as substancias inhibidoras biolóxicas das augas residuais e mellorar a degradabilidade das augas residuais. para facilitar o posterior tratamento bioquímico das augas residuais.

As augas residuais pretratadas pódense tratar mediante procesos anaerobios e aeróbicos segundo as súas características de calidade da auga. Se as necesidades de efluentes son altas, o proceso de tratamento aeróbico debe continuarse despois do proceso de tratamento aeróbico. A selección do proceso específico debe considerar exhaustivamente factores como a natureza das augas residuais, o efecto do tratamento do proceso, o investimento en infraestruturas e a operación e mantemento para que a tecnoloxía sexa viable e económica. Toda a ruta do proceso é un proceso combinado de pretratamento-anaerobio-aeróbico-(post-tratamento). O proceso combinado de hidrólise adsorción-oxidación por contacto-filtración úsase para tratar as augas residuais farmacéuticas completas que conteñen insulina artificial.

3. Reciclaxe e aproveitamento de substancias útiles nas augas residuais farmacéuticas

Promover a produción limpa na industria farmacéutica, mellorar a taxa de utilización de materias primas, a taxa de recuperación integral de produtos intermedios e subprodutos, e reducir ou eliminar a contaminación no proceso produtivo mediante a transformación tecnolóxica. Debido á particularidade dalgúns procesos de produción farmacéutica, as augas residuais conteñen unha gran cantidade de materiais reciclables. Para o tratamento destas augas residuais farmacéuticas, o primeiro paso é reforzar a recuperación do material e a utilización integral. Para as augas residuais intermedias farmacéuticas cun contido en sal de amonio de entre 5% e 10%, utilízase unha película de limpador fixo para a evaporación, concentración e cristalización para recuperar (NH4)2SO4 e NH4NO3 cunha fracción de masa de aproximadamente 30%. Usar como fertilizante ou reutilizar. Os beneficios económicos son evidentes; unha empresa farmacéutica de alta tecnoloxía utiliza o método de purga para tratar as augas residuais de produción cun contido de formaldehido extremadamente alto. Despois de recuperar o gas formaldehido, pódese formular nun reactivo de formalina ou queimar como fonte de calor da caldeira. A través da recuperación do formaldehido, pódese realizar a utilización sostible dos recursos e recuperar o custo de investimento da estación de tratamento nun prazo de 4 a 5 anos, logrando a unificación de beneficios ambientais e económicos. Non obstante, a composición das augas residuais farmacéuticas xerais é complexa, difícil de reciclar, o proceso de recuperación é complicado e o custo é elevado. Polo tanto, a tecnoloxía de tratamento integral de augas residuais avanzada e eficiente é a clave para resolver completamente o problema das augas residuais.

4 Conclusión

Houbo moitos informes sobre o tratamento de augas residuais farmacéuticas. Non obstante, debido á diversidade de materias primas e procesos na industria farmacéutica, a calidade das augas residuais varía moito. Polo tanto, non existe un método de tratamento maduro e unificado para as augas residuais farmacéuticas. Que ruta de proceso escoller depende da auga residual. natureza. Segundo as características das augas residuais, o pretratamento é xeralmente necesario para mellorar a biodegradabilidade das augas residuais, eliminar inicialmente os contaminantes e, posteriormente, combinarse co tratamento bioquímico. Na actualidade, o desenvolvemento dun dispositivo de tratamento de auga composto económico e eficaz é un problema urxente a resolver.

FábricaQuímica ChinaFloculante de polímero catiónico de poliacrilamida PAM aniónico, quitosano, quitosano en po, tratamento de auga potable, axente decolorante de auga, dadmac, cloruro de dialil dimetilamonio, diciandiamida, dcda, antiespumante, antiespumante, policloruro de aluminio, polielectro, polialuminio, aluminio ， pam， poliacrilamida， polydadmac ， pdadmac， poliamina， Non só ofrecemos a alta calidade aos nosos compradores, senón que é moito máis importante o noso maior provedor xunto co prezo de venda agresivo.

ODM Factory China PAM, Poliacrilamida aniónica, HPAM, PHPA, A nosa empresa está a traballar polo principio de funcionamento de "cooperación baseada na integridade, creada na cooperación, orientada ás persoas e gaña-gañando". Agardamos que poidamos ter unha relación amistosa con empresarios de todo o mundo.

Extraído de Baidu.