Análise exhaustiva da tecnoloxía de augas residuais farmacéuticas

As augas residuais da industria farmacéutica inclúen principalmente augas residuais da produción de antibióticos e augas residuais da produción de medicamentos sintéticos. As augas residuais da industria farmacéutica inclúen principalmente catro categorías: augas residuais da produción de antibióticos, augas residuais da produción de medicamentos sintéticos, augas residuais da produción de medicamentos patentados chineses, 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 escura, alto contido en sal, especialmente propiedades bioquímicas deficientes e vertido intermitente. Trátase de augas residuais industriais difíciles de tratar. Co desenvolvemento da industria farmacéutica do meu país, as augas residuais farmacéuticas convertéronse gradualmente nunha das fontes de contaminación máis importantes.

1. Método de tratamento de augas residuais farmacéuticas

Os métodos de tratamento das 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 da calidade da auga das augas residuais farmacéuticas, o tratamento fisicoquímico debe empregarse como proceso de pretratamento ou postratamento para o tratamento bioquímico. Os métodos de tratamento físico e químico empregados na actualidade inclúen principalmente a coagulación, a flotación por aire, a adsorción, a eliminación de amoníaco, a electrólise, o intercambio iónico e a separación por membranas.

coagulación

Esta tecnoloxía é un método de tratamento de auga amplamente utilizado no país e no estranxeiro. Úsase amplamente no pretratamento e postratamento 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 selección e adición correctas de coagulantes con excelente rendemento. Nos últimos anos, a dirección de desenvolvemento dos coagulantes cambiou de polímeros de baixo peso molecular a polímeros de alto peso molecular e de funcionalización dun só compoñente a composta [3]. Liu Minghua et al. [4] trataron a COD, a 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 eliminación foron do 69,7 %, 96,4 % e 87,5 %, respectivamente.

flotación por aire

A flotación por aire xeralmente inclúe varias formas como a flotación por aireación, a flotación por aire disolto, a flotación por aire químico e a flotación por aire electrolítico. A fábrica farmacéutica Xinchang usa o dispositivo de flotación por aire vortex CAF para pretratar as augas residuais farmacéuticas. A taxa media de eliminación de COD é de aproximadamente o 25 % con produtos químicos axeitados.

método de adsorción

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

Separación de membranas

As tecnoloxías de membrana inclúen a osmose inversa, a nanofiltración e as membranas de fibra para recuperar materiais útiles e reducir as emisións orgánicas en xeral. As principais características desta tecnoloxía son o equipo sinxelo, o funcionamento cómodo, a ausencia de cambios de fase nin cambios químicos, a alta eficiencia de procesamento e o aforro de enerxía. Juanna et al. utilizaron membranas de nanofiltración para separar as augas residuais con cinamicina. Descubriuse que o efecto inhibitorio da lincomicina sobre os microorganismos das augas residuais se reducía e que se recuperaba a cinamicina.

electrólise

O método ten as vantaxes dunha alta eficiencia, unha operación sinxela e similares, e o efecto de decoloración electrolítica é bo. Li Ying [8] levou a cabo un pretratamento electrolítico no sobrenadante de riboflavina, e as taxas de eliminación de COD, SS e croma alcanzaron o 71%, 83% e 67%, respectivamente.

tratamento químico

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

Método do ferrocarbono

A operación industrial demostra que o uso de Fe-C como paso de pretratamento para augas residuais farmacéuticas pode mellorar considerablemente a biodegradabilidade do efluente. Lou Maoxing emprega un tratamento combinado de ferro-microelectrólise-anaeróbico-aeróbico-flotación por aire para tratar as augas residuais de produtos intermedios farmacéuticos como a eritromicina e a ciprofloxacina. A taxa de eliminación de COD despois do tratamento con ferro e carbono foi do 20 %, e o efluente final cumpre coa norma nacional de primeira clase de "Norma integrada de vertido de augas residuais" (GB8978-1996).

Procesamento con reactivos de Fenton

A combinación de sal ferroso e H2O2 denomínase reactivo de Fenton, que pode eliminar eficazmente a materia orgánica refractaria que non se pode eliminar coa tecnoloxía tradicional de tratamento de augas residuais. Co afondamento da investigación, introducíronse luz ultravioleta (UV), oxalato (C2O42-), etc. no reactivo de Fenton, o que mellorou considerablemente 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 tratáronse co reactivo de Fenton, a taxa de decoloración foi do 100 %, a taxa de eliminación de COD foi do 92,3 % e o composto de nitrobenceno diminuíu de 8,05 mg/L a 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 con antibióticos, como a de Balcioglu, foron tratadas mediante oxidación con 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 da luz moderna, a electricidade, o son, o magnetismo, os materiais e outras disciplinas similares, incluíndo a oxidación electroquímica, a oxidación húmida, a oxidación supercrítica da auga, a oxidación fotocatalítica e a degradación ultrasónica. Entre elas, a tecnoloxía de oxidación fotocatalítica ultravioleta ten as vantaxes da novidade, a alta eficiencia e a ausencia de selectividade para as augas residuais, e é especialmente axeitada 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 equipamento. Como novo tipo de tratamento, prestouse cada vez máis atención. Xiao Guangquan et al. [13] utilizaron o método de contacto biolóxico aeróbico ultrasónico 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 COD 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 anaeróbico e o método combinado aeróbico-anaeróbico.

Tratamento biolóxico aeróbico

Dado que a maior parte 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 bioquimicamente e é difícil descargalas directamente ata o estándar despois do tratamento bioquímico. Polo tanto, o uso só é aeróbico. Hai poucos tratamentos dispoñibles e requírese 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 lodos activados por lotes secuenciais (método SBR), o método de lodos activados circulantes, etc. (método CASS) e así sucesivamente.

Método de aireación de pozos profundos

A aireación de pozos profundos é un sistema de lodos activados de alta velocidade. O método ten unha alta taxa de utilización de osíxeno, un espazo reducido, un bo efecto de tratamento, un baixo investimento, un baixo custo operativo, non acumula lodos e unha menor 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 nordés fosen tratadas bioquimicamente polo tanque de aireación de pozos profundos, a taxa de eliminación de COD alcanzou o 92,7 %. Pódese observar que a eficiencia do procesamento é moi alta, o que é extremadamente beneficioso para o seguinte procesamento e desempeña un papel decisivo.

Método AB

O método AB é un método de lodos activados de carga ultraalta. A taxa de eliminación de DBO5, COD, SS, fósforo e nitróxeno amónico mediante o 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 tampón sobre o valor do pH e as substancias tóxicas. É especialmente axeitado 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. utiliza o método biolóxico de hidrólise-acidificación AB para tratar augas residuais con antibióticos, que ten un fluxo de proceso curto, aforro de enerxía e o custo do tratamento é menor que o 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 o método de biopelícula, e ten as vantaxes dunha carga de alto volume, baixa produción de lodos, forte resistencia ao impacto, funcionamento estable do proceso e xestión cómoda. Moitos proxectos adoptan un método de dúas etapas, co obxectivo de domesticar as cepas dominantes en diferentes etapas, dar pleno xogo ao efecto sinérxico entre as diferentes poboacións microbianas e mellorar os efectos bioquímicos e a resistencia aos impactos. Na enxeñaría, a dixestión anaeróbica e a acidificación úsanse a miúdo como paso de pretratamento, e un proceso de oxidación por contacto utilízase para tratar as augas residuais farmacéuticas. A fábrica farmacéutica de Harbin North adopta o proceso de acidificación por hidrólise e oxidación por contacto biolóxico en dúas etapas para tratar as augas residuais farmacéuticas. Os resultados da operación mostran que o efecto do tratamento é estable e que a combinación de procesos 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 simple, sen necesidade de refluxo, funcionamento flexible, pegada pequena, baixo investimento, funcionamento estable, alta taxa de eliminación de substrato e boa desnitrificación e eliminación de fósforo. Augas residuais fluctuantes. 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 do tratamento do proceso; a configuración de seccións anóxicas, especialmente o deseño repetido de anaeróbicas e aeróbicas, pode mellorar significativamente o efecto do tratamento; o tratamento mellorado por SBR de PAC O proceso pode mellorar significativamente o efecto de eliminación do sistema. Nos últimos anos, o proceso perfeccionouse cada vez máis e utilízase amplamente no tratamento de augas residuais farmacéuticas.

Tratamento biolóxico anaerobio

Na actualidade, o tratamento de augas residuais orgánicas de alta concentración no país e no estranxeiro baséase principalmente no método anaeróbico, pero a COD do efluente segue sendo relativamente alta despois do tratamento cun método anaeróbico separado, polo que xeralmente requírese un postratamento (como o tratamento biolóxico aeróbico). Na actualidade, aínda é necesario fortalecer o desenvolvemento e o deseño de reactores anaeróbicos de alta eficiencia e a investigación en profundidade sobre as condicións de funcionamento. As aplicacións máis exitosas no tratamento de augas residuais farmacéuticas son o leito anaeróbico de lodos de fluxo ascendente (UASB), o leito composto anaeróbico (UBF), o reactor deflector anaeróbico (ABR), a hidrólise, etc.

Lei da UASB

O reactor UASB ten as vantaxes dunha alta eficiencia de dixestión anaeróbica, unha estrutura simple, un curto tempo de retención hidráulica e non precisa dun dispositivo de retorno de lodos separado. Cando se usa UASB no tratamento de kanamicina, clorina, VC, SD, glicosa e outras augas residuais da 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 do UASB de dúas etapas en serie pode chegar a máis do 90 %.

Método UBF

Comprar Wenning et al. Realizouse unha proba comparativa con UASB e UBF. Os resultados amosan que o UBF ten as características dun bo efecto de transferencia de masa e separación, diversas especies de biomasa e biolóxicas, alta eficiencia de procesamento e forte estabilidade de funcionamento. Biorreactor de osíxeno.

Hidrólise e acidificación

O tanque de hidrólise chámase leito de lodos hidrolizados augas arriba (HUSB) e é un UASB modificado. En comparación co tanque anaeróbico de proceso completo, o tanque de hidrólise ten as seguintes vantaxes: non precisa selado, non axitación, non hai separador trifásico, o que reduce os custos e facilita o mantemento; pode degradar macromoléculas e substancias orgánicas non biodegradables das augas residuais 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 capital en construción é pequeno e o volume de lodos redúcese. Nos últimos anos, o proceso de hidrólise aeróbico utilizouse amplamente no tratamento de augas residuais farmacéuticas. Por exemplo, unha fábrica biofarmacéutica utiliza o proceso de acidificación hidrolítica-oxidación por contacto biolóxico en dúas etapas para tratar augas residuais farmacéuticas. O funcionamento é estable e o efecto de eliminación de materia orgánica é notable. As taxas de eliminación de COD, BOD5 SS e SS foron do 90,7%, 92,4% e 87,6%, respectivamente.

Proceso de tratamento combinado anaerobio-aerobio

Dado que o tratamento aeróbico ou o tratamento anaeróbico por si sós non poden cumprir os requisitos, os procesos combinados como o tratamento anaeróbico-aeróbico e o tratamento de acidificación hidrolítica-aeróbico melloran a biodegradabilidade, a resistencia ao impacto, o custo de investimento e o efecto do tratamento das augas residuais. Úsase amplamente na práctica da enxeñaría debido ao rendemento dun único método de procesamento. Por exemplo, unha fábrica farmacéutica utiliza 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 anaeróbica-acidificación-SBR utilízase para tratar augas residuais farmacéuticas de síntese química. 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 alcanzar o 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 a COD do influente é duns 12 000 mg/L, a COD do efluente é inferior a 300 mg/L; a taxa de eliminación de COD nas augas residuais farmacéuticas bioloxicamente refractarias tratadas polo método biofilm-SBR pode alcanzar o 87,5 % ~ 98,31 %, o que é moito maior que a do efecto do tratamento de uso único do método biofilm e do método SBR.

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

2. Proceso de tratamento e selección de augas residuais farmacéuticas

As características da calidade da auga das augas residuais farmacéuticas fan que sexa imposible que a maioría das augas residuais farmacéuticas se sometan só a un tratamento bioquímico, polo que se debe levar a cabo o pretratamento necesario antes do tratamento bioquímico. En xeral, débese instalar un tanque regulador 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 as substancias residuais en estado sólido (SS), a salinidade e parte da COD na auga, reducir as substancias inhibidoras biolóxicas nas augas residuais e mellorar a degradabilidade das augas residuais para facilitar o posterior tratamento bioquímico das augas residuais.

As augas residuais pretratadas poden ser tratadas mediante procesos anaeróbicos e aeróbicos segundo as súas características de calidade da auga. Se os requisitos de efluentes son altos, o proceso de tratamento aeróbico debe continuar 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 o mantemento para que a tecnoloxía sexa viable e económica. Toda a ruta do proceso é un proceso combinado de pretratamento-anaeróbico-aeróbico-(pos-tratamento). O proceso combinado de hidrólise, adsorción, oxidación por contacto e filtración utilízase para tratar augas residuais farmacéuticas integrais que conteñen insulina artificial.

3. Reciclaxe e utilización de substancias útiles en augas residuais farmacéuticas

Promover a produción limpa na industria farmacéutica, mellorar a taxa de utilización das materias primas, a taxa de recuperación integral de produtos intermedios e subprodutos e reducir ou eliminar a contaminación no proceso de produción 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 fortalecer a recuperación de materiais e a utilización integral. Para as augas residuais intermedias farmacéuticas cun contido de sal de amonio de ata o 5 % ao 10 %, utilízase unha película de limpador fixa para a evaporación, concentración e cristalización para recuperar (NH4)2SO4 e NH4NO3 cunha fracción másica de aproximadamente o 30 %. Uso como fertilizante ou reutilización. Os beneficios económicos son obvios; unha empresa farmacéutica de alta tecnoloxía utiliza o método de purga para tratar as augas residuais de produción cun contido de formaldehido extremadamente alto. Unha vez recuperado o gas formaldehido, pódese formular nun reactivo de formalina ou queimar como fonte de calor para caldeiras. Mediante a recuperación de formaldehido, pódese conseguir unha utilización sostible dos recursos e recuperar o custo de investimento da estación de tratamento nun prazo de 4 a 5 anos, o que permite unificar os beneficios ambientais e os beneficios 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, unha tecnoloxía avanzada e eficiente de tratamento integral de augas residuais 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. A ruta de proceso que se debe elixir depende da natureza das augas residuais. Segundo as características das augas residuais, o pretratamento xeralmente é necesario para mellorar a biodegradabilidade das augas residuais, eliminar inicialmente os contaminantes e logo combinalos cun tratamento bioquímico. Na actualidade, o desenvolvemento dun dispositivo composto de tratamento de auga económico e eficaz é un problema urxente que hai que resolver.

FábricaQuímica da ChinaFloculante de polímero catiónico de poliacrilamida PAM aniónica, quitosano, po de quitosano, tratamento de auga potable, axente decolorante de auga, dadmac, cloruro de dialildimetilamonio, diciandiamida, dcda, antiespumante, antiespumante, pac, cloruro de polialuminio, polialuminio, polielectrolito, pam, poliacrilamida, polidadmac, pdadmac, poliamina. Non só ofrecemos alta calidade aos nosos clientes, senón que o máis importante é o noso mellor provedor xunto co prezo de venda competitivo.

Fábrica ODM China PAM, poliacrilamida aniónica, HPAM, PHPA. A nosa empresa funciona segundo o principio de funcionamento de "baseada na integridade, creada en cooperación, orientada ás persoas e cooperación vantaxosa para todos". Agardamos poder ter unha relación amigable con empresarios de todo o mundo.

Extraído de Baidu.