Dabartinė situacija: farmacijos pramonė daugiausia dėmesio skiria cheminės sintezės vaistams, biologiniams vaistams ir tradicinės kinų medicinos vaistams, o gamybai būdingi įvairūs produktai, sudėtingi procesai ir skirtingi gamybos mastai.
Farmacijos proceso metu susidarančios nuotekos pasižymi didele teršalų koncentracija, sudėtingais komponentais, prastu biologiniu skaidomumu ir dideliu biologiniu toksiškumu.
Cheminės sintezės ir fermentacijos farmacijos gamybos nuotekos yra sunkumas ir pagrindinis farmacijos pramonės taršos kontrolės aspektas.
Cheminės sintezės nuotekos yra pagrindinis teršalas, išsiskiriantis farmacijos gamybos metu [2].
Farmacines nuotekas galima grubiai suskirstyti į keturias kategorijas [3], t. y. gamybos procese susidarančias nuotekas ir motininį skystį;
Likutinis skystis regeneruojant apima tirpiklį, būtinąjį skystį, šalutinį produktą ir kt.
Pagalbinis proceso drenažas, pvz., aušinimo vanduo ir kt.
Įranga ir grunto nuplovimas nuotekomis;
Buitinės nuotekos.
Farmacinių tarpinių nuotekų valymo technologija
Atsižvelgiant į farmacijos tarpinių nuotekų savybes, tokias kaip didelis COD, didelis azoto, didelis fosforo, didelis druskų kiekis, gili chromatinė spalva, sudėtinga sudėtis ir prastas biologinis skaidumas, dažniausiai naudojami valymo metodai yra fizikocheminis valymas ir biocheminis valymo procesas [6].
Atsižvelgiant į skirtingus nuotekų kokybės tipus, taip pat bus taikoma eilė metodų, pavyzdžiui, fizikinių ir cheminių bei biologinių procesų derinimas [7].
Paveikslėlis
1. Fizikinio ir cheminio apdorojimo technologija
Šiuo metu pagrindiniai fiziniai ir cheminiai farmacijos gamybos nuotekų valymo metodai yra šie: dujų flotacijos metodas, koaguliacijos sedimentacijos metodas, adsorbcijos metodas, atvirkštinio osmoso metodas, deginimo metodas ir pažangus oksidacijos procesas [8].
Be to, farmacijos tarpinių nuotekų valymui taip pat dažnai naudojami elektrolizės ir cheminio nusodinimo metodai, tokie kaip FE-C mikroelektrolizė ir MAP nusodinimo metodai azotui ir fosforui pašalinti.
1.1 Krešėjimo ir sedimentacijos metodas
Koaguliacijos procesas yra procesas, kurio metu vandenyje suspenduotos dalelės ir koloidinės dalelės, pridedant cheminių medžiagų, paverčiamos nestabilia būsena ir po to sujungiamos į flokus arba dribsnius, kuriuos lengva atskirti.
Šiuo metu ši technologija dažniausiai naudojama farmacinių nuotekų išankstiniam valymui, tarpiniam valymui ir pažangiam valymui [10].
Koaguliacijos ir sedimentacijos technologija turi brandžios technologijos, paprastos įrangos, stabilaus veikimo ir patogios priežiūros privalumus.
Tačiau taikant šią technologiją susidarys didelis kiekis cheminio dumblo, dėl kurio nuotekų pH bus žemas, o nuotekose bus santykinai didelis druskų kiekis.
Be to, krešėjimo ir sedimentacijos technologijos negali efektyviai pašalinti ištirpusių teršalų nuotekose, taip pat negali visiškai pašalinti toksiškų ir kenksmingų teršalų pėdsakų nuotekose.
1.2 Cheminio nusodinimo metodas
Cheminis nusodinimo metodas yra cheminis metodas, skirtas teršalams pašalinti iš nuotekų vykstant cheminei reakcijai tarp tirpių cheminių medžiagų ir nuotekose esančių teršalų, kad susidarytų netirpios druskos, hidroksidai arba kompleksiniai junginiai.
Farmacinių tarpinių nuotekų sudėtyje dažnai būna didelė amoniakinio azoto, fosfato ir sulfato jonų koncentracija ir kt. Šio tipo nuotekoms dažnai naudojamas cheminio nusodinimo metodas fiziniam ir cheminiam išankstiniam valymui, siekiant užtikrinti normalų vėlesnio biocheminio valymo proceso veikimą.
Kaip tradicinė vandens valymo technologija, cheminis nusodinimas dažnai naudojamas nuotekoms minkštinti.
Kadangi farmacijos tarpinių nuotekų gamybos procese naudojamos labai grynos cheminės žaliavos, nuotekose dažnai būna didelė amoniako azoto ir fosforo bei kitų teršalų koncentracija. Naudojant magnio amonio fosfato cheminio nusodinimo metodą, galima efektyviai pašalinti abu teršalus vienu metu, o susidariusius magnio amonio fosfato druskos nusodinimus galima perdirbti.
Magnio amonio fosfato cheminio nusodinimo metodas taip pat žinomas kaip struvito metodas.
Farmacinių tarpinių produktų gamybos procese kai kuriose dirbtuvėse dažnai naudojamas didelis kiekis sieros rūgšties, todėl šios nuotekų dalies pH gali būti žemas. Siekiant pagerinti nuotekų pH vertę ir tuo pačiu metu pašalinti kai kuriuos sulfato jonus, dažnai naudojamas CaO pridėjimo metodas, vadinamas cheminiu nusodinimo metodu – negesintomis kalkėmis.
1.3 adsorbcija
Nuotekų teršalų šalinimo adsorbcijos metodu principas reiškia porėtų kietų medžiagų naudojimą tam tikriems ar įvairiems teršalams adsorbuoti nuotekose, kad nuotekose esantys teršalai galėtų būti pašalinti arba perdirbti.
Dažniausiai naudojami adsorbentai yra lakiieji pelenai, šlakas, aktyvuota anglis ir adsorbcinė derva, iš kurių dažniausiai naudojama aktyvuota anglis.
1.4 oro flotacija
Oro flotacijos metodas yra nuotekų valymo procesas, kurio metu labai disperguoti maži burbuliukai naudojami kaip nešikliai, siekiant užtikrinti sukibimą su nuotekose esančiais teršalais. Kadangi prie teršalų prilipusių mažų burbuliukų tankis yra mažesnis nei vandens ir jie plūduriuoja, atliekamas kietosios ir skystosios arba skystosios medžiagos atskyrimas.
Oro flotacijos formos apima ištirpusio oro flotaciją, aeruoto oro flotaciją, elektrolizės oro flotaciją ir cheminio oro flotaciją ir kt. [18], iš kurių cheminis oro flotavimas tinka nuotekoms, kuriose yra daug suspenduotų medžiagų, valyti.
Oro flotacijos metodas turi mažų investicijų, paprasto proceso, patogios priežiūros ir mažo energijos suvartojimo privalumus, tačiau jis negali efektyviai pašalinti ištirpusių teršalų nuotekose.
1,5 elektrolizės
Elektrolizės procesas – tai dirbtinės srovės panaudojimas, cheminių reakcijų serija, kurios metu transformuojami ir pašalinami kenksmingi teršalai iš nuotekų. Elektrolizės proceso reakcijos principas elektrolito tirpale yra toks: per elektrodo medžiagą ir elektrodą susidaro naujas ekologiškas deguonis ir vandenilis [H₂], o REDOX reakcijos metu pašalinami nuotekų teršalai.
Elektrolizės metodas nuotekų valyme pasižymi dideliu efektyvumu ir paprastu veikimu. Tuo pačiu metu elektrolizės metodas gali efektyviai pašalinti spalvotas medžiagas iš nuotekų ir efektyviai pagerinti nuotekų biologinį skaidomumą.
Paveikslėlis
2. Pažangi oksidacijos technologija
Pažangi oksidacijos technologija, kaip nauja vandens valymo technologija, turi daug privalumų, tokių kaip didelis teršalų skaidymo efektyvumas, kruopštesnis teršalų skaidymas ir oksidavimas bei antrinės taršos nebuvimas.
Pažangi oksidacijos technologija, dar vadinama giluminio oksidavimo technologija, yra fizikinio ir cheminio apdorojimo technologija, kuri naudoja oksidatorių, šviesą, elektrą, garsą, magnetą ir katalizatorių, kad generuotų labai aktyvius laisvuosius radikalus (pvz., ·OH) ir skaidytų ugniai atsparius organinius teršalus.
Farmacinių nuotekų valymo srityje pažangios oksidacijos technologijos tapo išsamių tyrimų ir dėmesio objektu.
Pažangi oksidacijos technologija daugiausia apima elektrocheminę oksidaciją, cheminę oksidaciją, ultragarsinę oksidaciją, šlapiąją katalizinę oksidaciją, fotokatalizinę oksidaciją, sudėtinę katalizinę oksidaciją, superkritinę vandens oksidaciją ir pažangią kombinuotą oksidacijos technologiją.
Cheminio oksidavimo metodas – tai cheminių medžiagų naudojimas pačios arba tam tikromis sąlygomis, stipriai oksiduojant organinius teršalus nuotekose, siekiant pašalinti teršalus. Cheminio oksidavimo metodai apima oksidaciją ozonu, Fentono oksidaciją ir šlapiąją katalizinę oksidaciją.
2.1 Fentono oksidacijos procesas
Fentono oksidacijos metodas yra pažangus oksidacijos metodas, kuris šiuo metu yra plačiai naudojamas. Šiame metode geležies druska (Fe2+ arba Fe3+) yra katalizatorius, siekiant gauti ·OH su stipria oksidacija, pridėjus H2O2, kuris gali oksiduoti organinius teršalus be selektyvumo, siekiant teršalų skaidymo ir mineralizacijos.
Šis metodas turi daug privalumų, įskaitant greitą reakcijos greitį, antrinės taršos nebuvimą ir stiprią oksidaciją ir kt. Fentono oksidacijos metodas dažniausiai naudojamas farmacijos nuotekų valyme dėl neselektyvios oksidacijos reakcijos cheminės oksidacijos procese, be to, šis metodas gali sumažinti nuotekų toksiškumą ir kitas savybes.
2.2 Elektrocheminis oksidacijos metodas
Elektrocheminio oksidavimo metodas yra naudoti elektrodų medžiagas superoksido laisviesiems radikalams ·O2 ir hidroksilo laisviesiems radikalams ·OH gaminti, kurie abu pasižymi dideliu oksidaciniu aktyvumu, gali oksiduoti organines medžiagas nuotekose ir taip pasiekti teršalų pašalinimo tikslą.
Tačiau šis metodas pasižymi didelėmis energijos sąnaudomis ir didelėmis sąnaudomis.
2.3 Fotokatalizinė oksidacija
Fotokatalizinis oksidavimas yra gana efektyvi vandens valymo technologija, kurioje katalizinės medžiagos (pvz., TiO2, SrO2, WO3, SnO2 ir kt.) naudojamos kaip kataliziniai nešikliai, siekiant atlikti katalizinį daugumos nuotekose esančių redukuojančių teršalų oksidavimą, siekiant pašalinti teršalus.
Kadangi dauguma farmacinėse nuotekose esančių junginių yra polinės medžiagos su rūgštinėmis arba polinės medžiagos su šarminėmis grupėmis, tokias medžiagas gali tiesiogiai arba netiesiogiai skaidyti šviesa.
2.4 Superkritinis vandens oksidavimas
Superkritinė vandens oksidacija (SCWO) yra vandens valymo technologija, kurioje vanduo naudojamas kaip terpė ir naudojamos ypatingos superkritinės būsenos vandens savybės, siekiant pagerinti reakcijos greitį ir visiškai oksiduoti organines medžiagas.
2.5 Pažangi oksidacijos kombinuota technologija
Kiekviena pažangi oksidacijos technologija turi savo apribojimų. Siekiant pagerinti nuotekų valymo efektyvumą, sugrupuojamos kelios pažangios oksidacijos technologijos, sujungiant pažangias oksidacijos technologijas arba sujungiant vieną pažangią oksidacijos technologiją su kitomis technologijomis į naują technologiją, siekiant pagerinti oksidacijos ir valymo efekto galimybes bei patenkinti vandens kokybės pokyčius didesnės klasės farmacijos nuotekų valymo įrenginiuose.
UV-Fenton, UV-H2O2, UV-O3, ultragarsinė fotokatalizė, aktyvuotos anglies fotokatalizė, mikrobangų fotokatalizė ir fotokatalizė ir kt. Šiuo metu plačiausiai tiriamos ozono derinimo technologijos yra [36]:
Ozono aktyvuotos anglies procesas, O3-H2O2 ir UV-O3, iš ugniai atsparių nuotekų valymo ir inžinerinių pritaikymų, O3-H2O2 ir UV-O3 turi didesnį plėtros potencialą.
Įprastas Fentono kombinuotas procesas apima mikroelektrolizės Fentono metodą, geležies drožlių H2O2 metodą, fotocheminį Fentono metodą (pvz., saulės Fentono metodą, UV Fentono metodą ir kt.), tačiau plačiai naudojamas ir elektrinis Fentono metodas.
Paveikslėlis
3. Biocheminio apdorojimo technologija
Biocheminio valymo technologija yra pagrindinė nuotekų valymo technologija, skirta skaidyti organines medžiagas nuotekose per mikrobų augimą, metabolizmą, dauginimąsi ir kitus procesus, kad būtų gauta reikiama energija ir pasiektas organinių medžiagų pašalinimo tikslas.
3.1 Anaerobinio biologinio valymo technologija
Anaerobinio biologinio valymo technologija, kai nėra molekulinio deguonies aplinkos, naudojant anaerobinių bakterijų metabolizmą, hidrolizės rūgštinimo, vandenilio gamybos, acto rūgšties ir metano gamybos bei kitų procesų metu paverčiant makromolekules, sunku skaidyti organines medžiagas į CH4, CO2, H2O ir mažas molekulines organines medžiagas.
Sintetinėse farmacinėse nuotekose dažnai yra daug ciklinių ugniai atsparių organinių medžiagų, kurių aerobinės bakterijos negali tiesiogiai suskaidyti ir panaudoti, todėl dabartinė anaerobinio valymo technologija tapo pagrindine farmacinių nuotekų valymo priemone tiek šalyje, tiek užsienyje [43].
Anaerobinio biologinio valymo technologija turi daug privalumų: anaerobinio reaktoriaus veikimo procesui nereikia aeracijos, energijos suvartojimas yra mažas;
Anaerobinio įtekančio vandens organinių medžiagų apkrova paprastai yra didelė.
Mažas maistinių medžiagų poreikis;
Anaerobinio reaktoriaus dumblo išeiga yra maža, o dumblą lengva dehidratuoti.
Anaerobinio proceso metu susidaręs metanas gali būti perdirbamas kaip energija.
Tačiau anaerobinės nuotekos negali būti išleidžiamos iki standarto, todėl jas reikia toliau valyti derinant su kitais procesais. Tačiau anaerobinio biologinio valymo technologija yra jautri pH vertei, temperatūrai ir kitiems veiksniams. Jei šie svyravimai dideli, tai tiesiogiai paveiks anaerobinę reakciją, o tai savo ruožtu paveiks nuotekų kokybę.
3.2 Aerobinio biologinio valymo technologija
Aerobinio biologinio valymo technologija – tai biologinio valymo technologija, kuri naudoja aerobinių bakterijų oksidacinį skaidymą ir asimiliacijos sintezę, kad pašalintų suirusias organines medžiagas. Aerobinių organizmų augimo ir metabolizmo metu vyksta didelis jų dauginimasis, dėl kurio susidaro naujas aktyvusis dumblas. Perteklinis aktyvusis dumblas bus pašalintas likutinio dumblo pavidalu, o nuotekos bus išvalytos tuo pačiu metu.

MIT – IVY chemijos pramonė su4 gamyklos19 metų， dažikliaiVidutinio lygios & farmacijos tarpiniai produktai &smulkios ir specializuotos cheminės medžiagos .TEL. (WhatsApp): 008613805212761 Atėnė