Situația actuală: industria farmaceutică se concentrează în principal pe produse farmaceutice de sinteză chimică, produse farmaceutice biologice și produse farmaceutice din medicina tradițională chineză, iar producția are caracteristicile unei varietăți de produse, procese complexe și diferite scări de producție.
Apele uzate produse în urma proceselor farmaceutice prezintă caracteristici precum o concentrație ridicată de poluanți, componente complexe, biodegradabilitate slabă și toxicitate biologică ridicată.
Apele uzate provenite din sinteza chimică și fermentarea producției farmaceutice reprezintă dificultatea și punctul cheie în controlul poluării din industria farmaceutică.
Apele uzate de sinteză chimică reprezintă un poluant major deversat în timpul producției farmaceutice [2].
Apele uzate farmaceutice pot fi împărțite aproximativ în patru categorii [3], și anume lichid rezidual și lichid mamă în procesul de producție;
Lichidul rezidual în recuperare include solventul, lichidul prealabil, produsul secundar etc.
Drenarea proceselor auxiliare, cum ar fi apa de răcire etc.
Echipamente și ape uzate de spălare a solului;
Ape uzate menajere.
Tehnologie pentru tratarea apelor uzate intermediare farmaceutice
Având în vedere caracteristicile apelor uzate intermediare farmaceutice, cum ar fi COD ridicat, azot ridicat, fosfor ridicat, conținut ridicat de sare, cromă intensă, compoziție complexă și biodegradabilitate slabă, metodele de tratare utilizate în mod obișnuit includ tratarea fizico-chimică și procesul de tratare biochimică [6].
În funcție de diferitele tipuri de calitate a apelor uzate, se va aplica și o serie de metode, cum ar fi combinarea proceselor fizico-chimice cu cele biologice [7].
Imaginea
1. Tehnologia de tratare fizică și chimică
În prezent, principalele metode de tratare fizică și chimică a apelor uzate din producția farmaceutică includ: metoda de flotație cu gaz, metoda de coagulare-sedimentare, metoda de adsorbție, metoda de osmoză inversă, metoda de incinerare și procesul de oxidare avansată [8].
În plus, metodele de electroliză și precipitare chimică, cum ar fi microelectroliza FE-C și metodele de precipitare MAP pentru îndepărtarea azotului și fosforului, sunt, de asemenea, utilizate în mod obișnuit în tratarea apelor uzate intermediare farmaceutice.
1.1 Metoda de coagulare și sedimentare
Procesul de coagulare este un proces în care particulele în suspensie și particulele coloidale din apă sunt transformate într-o stare instabilă prin adăugarea de agenți chimici și apoi agregate în flocoane sau flocoane ușor de separat.
În prezent, această tehnologie este utilizată de obicei în pretratarea, tratarea intermediară și tratarea avansată a apelor uzate farmaceutice [10].
Tehnologia de coagulare și sedimentare are avantajele unei tehnologii mature, echipamente simple, funcționării stabile și întreținerii convenabile.
Cu toate acestea, în procesul de aplicare a acestei tehnologii se va produce o cantitate mare de nămol chimic, ceea ce va duce la un pH scăzut al efluentului și la un conținut relativ ridicat de sare în apele uzate.
În plus, tehnologia de coagulare și sedimentare nu poate elimina eficient poluanții dizolvați în apele uzate și nici nu poate elimina complet urmele de poluanți toxici și nocivi din apele uzate.
1.2 Metoda de precipitare chimică
Metoda de precipitare chimică este o metodă chimică de îndepărtare a poluanților din apele uzate prin reacția chimică dintre agenții chimici solubili și poluanții din apele uzate pentru a forma săruri insolubile, hidroxizi sau compuși complecși.
Apele uzate intermediare farmaceutice conțin adesea o concentrație mare de azot amoniacal, ioni de fosfat și sulfat etc. Pentru acest tip de ape uzate, metoda precipitării chimice este adesea utilizată pentru pretratarea fizică și chimică, pentru a asigura funcționarea normală a procesului ulterior de tratare biochimică.
Ca tehnologie tradițională de tratare a apei, precipitarea chimică este adesea utilizată pentru a deduriza apele uzate.
Datorită utilizării materiilor prime chimice de înaltă puritate în procesul de producție a apelor uzate intermediare farmaceutice, apele uzate conțin adesea o concentrație mare de azot amoniacal și fosfor, precum și alți poluanți. Metoda de precipitare chimică cu fosfat de magneziu și amoniu poate elimina eficient cei doi poluanți în același timp, iar precipitația cu sare de fosfat de magneziu și amoniu generată poate fi reciclată.
Metoda de precipitare chimică cu fosfat de magneziu și amoniu este cunoscută și sub denumirea de metoda struvitului.
În procesul de producție a intermediarilor farmaceutici, în unele ateliere se utilizează adesea o cantitate mare de acid sulfuric, iar pH-ul acestei părți a apelor uzate poate fi scăzut. Pentru a îmbunătăți valoarea pH-ului apelor uzate și a elimina în același timp o parte din ionii de sulfat, se utilizează adesea metoda de adăugare a CaO, numită metoda de precipitare chimică a desulfurării cu var nestins.
1.3 adsorbție
Principiul eliminării poluanților din apele uzate prin metoda adsorbției se referă la utilizarea materialelor solide poroase pentru a adsorbi anumiți sau o varietate de poluanți din apele uzate, astfel încât poluanții din apele uzate să poată fi eliminați sau reciclați.
Adsorbanții utilizați în mod obișnuit includ cenușa zburătoare, zgura, cărbunele activ și rășina de adsorbție, dintre care cărbunele activ este cel mai frecvent utilizat.
1.4 flotație cu aer
Metoda de flotație cu aer este un proces de tratare a apelor uzate în care se utilizează bule mici, foarte dispersate, ca purtători pentru a produce aderența la poluanții din apele uzate. Deoarece densitatea bulelor mici care aderă la poluanți este mai mică decât cea a apei și plutesc în sus, se realizează separarea solid-lichid sau lichid-lichid.
Formele de flotație cu aer includ flotația cu aer dizolvat, flotația cu aer aerat, flotația cu aer prin electroliză și flotația chimică cu aer etc. [18], dintre care flotația chimică cu aer este potrivită pentru tratarea apelor uzate cu conținut ridicat de materie în suspensie.
Metoda de flotație cu aer are avantajele investiției reduse, procesului simplu, întreținerii convenabile și consumului redus de energie, dar nu poate elimina eficient poluanții dizolvați în apele uzate.
1,5 electroliză
Procesul electrolitic utilizează curentul imprimat, producând o serie de reacții chimice, transformând poluanții nocivi din apele uzate și eliminându-i. Principiul de reacție al procesului electrolitic are loc în soluția de electrolit, prin reacția dintre materialul electrodului și electrod, generând oxigen și hidrogen [H2] ecologici, iar poluanții din apele uzate prin reacția REDOX eliminează poluanții.
Metoda de electroliză are o eficiență ridicată și o funcționare simplă în tratarea apelor uzate. În același timp, metoda de electroliză poate îndepărta eficient substanțele colorate din apele uzate și poate îmbunătăți eficient biodegradabilitatea acestora.
Imaginea
2. Tehnologie avansată de oxidare
Tehnologia avansată de oxidare, ca o nouă tehnologie de tratare a apei, are multe avantaje, cum ar fi o eficiență ridicată a degradării poluanților, o degradare și oxidare mai completă a poluanților și nicio poluare secundară.
Tehnologia avansată de oxidare, cunoscută și sub denumirea de tehnologie de oxidare profundă, este o tehnologie de tratare fizică și chimică ce utilizează oxidant, lumină, electricitate, sunet, magnetism și catalizator pentru a genera radicali liberi extrem de activi (cum ar fi ·OH) pentru a degrada poluanții organici refractari.
În domeniul tratării apelor uzate farmaceutice, tehnologia avansată de oxidare a devenit obiectul unor cercetări și atenție extinse.
Tehnologia avansată de oxidare include în principal oxidarea electrochimică, oxidarea chimică, oxidarea cu ultrasunete, oxidarea catalitică umedă, oxidarea fotocatalitică, oxidarea catalitică compozită, oxidarea cu apă supercritică și tehnologia combinată de oxidare avansată.
Metoda de oxidare chimică constă în utilizarea agenților chimici înșiși sau în anumite condiții cu oxidare puternică pentru a oxida poluanții organici din apele uzate în scopul de a atinge scopul eliminării poluanților. Metodele de oxidare chimică includ oxidarea cu ozon, metoda de oxidare Fenton și metoda de oxidare catalitică umedă.
2.1 Procesul de oxidare Fenton
Metoda de oxidare Fenton este un tip de metodă avansată de oxidare, utilizată pe scară largă în prezent. Această metodă utilizează sare ferică (Fe2+ sau Fe3+) drept catalizator pentru a produce ·OH cu oxidare puternică în condițiile adăugării de H2O2, care poate avea o reacție de oxidare cu poluanți organici fără selectivitate pentru a realiza degradarea și mineralizarea poluanților.
Această metodă are multe avantaje, inclusiv viteza mare de reacție, lipsa poluării secundare și oxidarea puternică etc. Metoda de oxidare Fenton este frecvent utilizată în tratarea apelor uzate farmaceutice datorită reacției de oxidare neselectivă din procesul de oxidare chimică, iar metoda poate reduce toxicitatea apelor uzate și alte caracteristici.
2.2 Metoda de oxidare electrochimică
Metoda de oxidare electrochimică constă în utilizarea materialelor electrodice pentru a produce radicali liberi superoxid ·O2 și radicali liberi hidroxil ·OH, ambii având o activitate oxidativă ridicată, putând oxida materia organică din apele uzate și astfel atingând scopul de a elimina poluanții.
Totuși, această metodă are caracteristici precum un consum ridicat de energie și un cost ridicat.
2.3 Oxidare fotocatalitică
Oxidarea fotocatalitică este o tehnologie de tratare relativ eficientă în tehnologia de tratare a apei, care utilizează materiale catalitice (cum ar fi TiO2, SrO2, WO3, SnO2 etc.) ca purtători catalitici pentru a efectua oxidarea catalitică a majorității poluanților reducători din apele uzate, astfel încât să se atingă scopul de a elimina poluanții.
Deoarece majoritatea compușilor conținuți în apele uzate farmaceutice sunt substanțe polare cu grupări acide sau substanțe polare cu grupări alcaline, aceste substanțe pot fi degradate direct sau indirect de lumină.
2.4 Oxidarea apei supercritice
Oxidarea supercritică a apei (SCWO) este un tip de tehnologie de tratare a apei care folosește apa ca mediu și utilizează caracteristicile speciale ale apei în stare supercritică pentru a îmbunătăți viteza de reacție și a realiza oxidarea completă a materiei organice.
2.5 Tehnologie combinată de oxidare avansată
Fiecare tehnologie avansată de oxidare are propriile limitări. Pentru a îmbunătăți eficiența tratării apelor uzate, o serie de tehnologii avansate de oxidare sunt grupate, formând o combinație a tehnologiilor avansate de oxidare sau o singură tehnologie avansată de oxidare combinată cu alte tehnologii într-o tehnologie nouă pentru a îmbunătăți capacitatea de oxidare și efectul tratării și pentru a face față schimbărilor de calitate a apei în tratarea apelor uzate farmaceutice de clasă mai mare.
UV-Fenton, UV-H2O2, UV-O3, fotocataliză cu ultrasunete, fotocataliză cu cărbune activ, fotocataliză cu microunde și fotocataliză etc. În prezent, cele mai studiate tehnologii de combinație cu ozon sunt [36]:
Procedeul cu cărbune activ cu ozon, O3-H2O2 și UV-O3, din efectul de tratare a apelor uzate refractare și aplicații inginerești, O3-H2O2 și UV-O3 au un potențial de dezvoltare mai mare.
Procesul combinat Fenton obișnuit include metoda Fenton cu microelectroliză, metoda H2O2 cu pilitură de fier, metoda Fenton fotochimică (cum ar fi metoda Fenton solară, metoda UV-Fenton etc.), dar metoda Fenton electrică este utilizată pe scară largă.
Imaginea
3. Tehnologia de tratament biochimic
Tehnologia de tratare biochimică este principala tehnologie în tratarea apelor uzate, care, prin creșterea microbiană, metabolism, reproducere și alte procese, descompune materia organică din acestea, obține energia necesară și atinge scopul de a elimina materia organică.
3.1 Tehnologia de tratare biologică anaerobă
Tehnologia de tratare biologică anaerobă constă în absența unui mediu cu oxigen molecular, utilizarea metabolismului anaerob al bacteriilor, prin procesul de acidificare hidrolitică, producerea de hidrogen, acid acetic și metan și alte procese pentru a converti macromoleculele, dificil de degradat materia organică în CH4, CO2, H2O și materie organică cu molecule mici.
Apele uzate farmaceutice sintetice conțin adesea un număr mare de substanțe organice refractare ciclice, care nu pot fi degradate și utilizate direct de bacteriile aerobe, astfel încât tehnologia actuală de tratare anaerobă a devenit principalul mijloc în domeniul tratării apelor uzate farmaceutice în țară și în străinătate [43].
Tehnologia de tratare biologică anaerobă are numeroase avantaje: procesul de funcționare a reactorului anaerobic nu necesită aerare, consumul de energie este redus;
Încărcarea organică a apei influente anaerobe este în general ridicată.
Necesități reduse de nutrienți;
Randamentul nămolului reactorului anaerob este scăzut, iar nămolul este ușor de deshidratat.
Metanul produs în procesul anaerob poate fi reciclat ca energie.
Totuși, efluentul anaerob nu poate fi deversat conform standardelor și trebuie tratat în continuare prin combinarea cu alte procese. Totuși, tehnologia de tratare biologică anaerobă este sensibilă la valoarea pH-ului, temperatură și alți factori. Dacă fluctuația este mare, reacția anaerobă va fi afectată direct, iar calitatea efluentului va fi afectată.
3.2 Tehnologia de tratare biologică aerobă
Tehnologia de tratare biologică aerobă este o tehnologie de tratare biologică care utilizează descompunerea oxidativă și sinteza de asimilare a bacteriilor aerobe pentru a îndepărta materia organică degradată. În timpul creșterii și metabolismului organismelor aerobe, se va realiza un număr mare de reproduceri, ceea ce va genera nămol activ nou. Nămolul activ în exces va fi evacuat sub formă de nămol rezidual, iar apele uzate vor fi purificate în același timp.

Industria chimică MIT-IVY cu4 fabricitimp de 19 ani， coloranțiIntermediars & intermediari farmaceutici &substanțe chimice fine și speciale .TEL (WhatsApp): 008613805212761 Atena