Nykytilanne: Lääketeollisuus keskittyy pääasiassa kemiallisen synteesin lääkkeisiin, biologisiin lääkkeisiin ja perinteisen kiinalaisen lääketieteen lääkkeisiin, ja tuotannolla on monenlaisten tuotteiden, monimutkaisten prosessien ja erilaisten tuotantoskaalojen ominaisuuksia.
Lääketeollisuuden prosessien tuottamalla jätevedellä on ominaisuuksia, kuten korkea epäpuhtauspitoisuus, monimutkaiset komponentit, heikko biohajoavuus ja korkea biologinen myrkyllisyys.
Kemiallisen synteesin ja käymisen lääketeollisuuden jätevedet ovat lääketeollisuuden saasteiden torjunnan vaikeus ja avainkohta.
Kemiallisen synteesin jätevesi on merkittävä lääketuotannon aikana syntyvä saaste [2].
Lääketeollisuuden jätevesi voidaan karkeasti jakaa neljään luokkaan [3], eli tuotantoprosessin jäteveteen ja emoveteen;
Talteenotettaessa jäännösnestettä ovat liuottimet, tarvittavat nesteet, sivutuotteet jne.
Apuprosessien viemäröinti, kuten jäähdytysvesi jne.
Laitteet ja maaperän huuhtelu jätevedet;
Kotitalousjätevesi.
Teknologiaa farmaseuttisten välituotteiden jäteveden käsittelyyn
Lääketeollisuuden jätevesien ominaisuuksien, kuten korkean kemiallisen hapenkulutuksen (COD), korkean typpipitoisuuden, korkean fosforipitoisuuden, korkean suolapitoisuuden, syvän kromaattisuuden, monimutkaisen koostumuksen ja heikon biohajoavuuden, vuoksi yleisesti käytettyjä käsittelymenetelmiä ovat fysikaalis-kemiallinen käsittely ja biokemiallinen käsittelyprosessi [6].
Eri jäteveden laatutyyppien mukaan sovelletaan myös useita menetelmiä, kuten fysikaalis-kemiallisten ja biologisten prosessien yhdistelmää [7].
Kuva
1. Fysikaalinen ja kemiallinen käsittelytekniikka
Tällä hetkellä lääketeollisuuden jätevesien tärkeimmät fysikaaliset ja kemialliset käsittelymenetelmät ovat: kaasuflotaatiomenetelmä, koagulaatiosedimentaatiomenetelmä, adsorptiomenetelmä, käänteisosmoosimenetelmä, polttomenetelmä ja edistynyt hapetusprosessi [8].
Lisäksi farmaseuttisten välituotteiden jätevesien käsittelyssä käytetään yleisesti elektrolyysi- ja kemiallisia saostusmenetelmiä, kuten FE-C-mikroelektrolyysiä ja MAP-saostusmenetelmiä typen ja fosforin poistamiseen.
1.1 Koagulaatio- ja sedimentaatiomenetelmä
Koagulaatioprosessi on prosessi, jossa vedessä olevat suspendoituneet hiukkaset ja kolloidiset hiukkaset muutetaan epästabiiliksi olomuodoksi lisäämällä kemiallisia aineita ja sitten aggregoidaan flokeiksi tai höytäleiksi, jotka on helppo erottaa.
Tällä hetkellä tätä teknologiaa käytetään yleensä lääketeollisuuden jäteveden esikäsittelyssä, välikäsittelyssä ja edistyneessä käsittelyssä [10].
Koagulaatio- ja sedimentaatioteknologialla on kypsän teknologian, yksinkertaisten laitteiden, vakaan toiminnan ja kätevän huollon edut.
Tämän teknologian soveltamisessa syntyy kuitenkin suuri määrä kemiallista lietettä, mikä johtaa jäteveden alhaiseen pH-arvoon ja suhteellisen korkeaan suolapitoisuuteen.
Lisäksi koagulaatio- ja sedimentaatioteknologia ei pysty tehokkaasti poistamaan jätevedestä liuenneita epäpuhtauksia eikä myöskään täysin myrkyllisiä ja haitallisia jälkijäämiä.
1.2 Kemiallinen saostusmenetelmä
Kemiallinen saostusmenetelmä on kemiallinen menetelmä jäteveden epäpuhtauksien poistamiseksi liukoisten kemiallisten aineiden ja jäteveden epäpuhtauksien välisen kemiallisen reaktion avulla, jolloin muodostuu liukenemattomia suoloja, hydroksideja tai kompleksisia yhdisteitä.
Lääketeollisuuden jätevedet sisältävät usein runsaasti ammoniakkityppeä, fosfaattia ja sulfaatti-ioneja jne. Tällaisille jätevesille käytetään usein kemiallista saostusmenetelmää fysikaaliseen ja kemialliseen esikäsittelyyn, jotta voidaan varmistaa myöhemmän biokemiallisen käsittelyprosessin normaali toiminta.
Perinteisenä vedenkäsittelytekniikkana kemiallista saostusta käytetään usein jäteveden pehmentämiseen.
Koska farmaseuttisten välituotteiden jätevesien tuotantoprosessissa käytetään erittäin puhtaita kemiallisia raaka-aineita, jätevesi sisältää usein runsaasti ammoniakkityppeä, fosforia ja muita epäpuhtauksia. Magnesiumfosfaatin kemiallisen saostusmenetelmän avulla voidaan tehokkaasti poistaa nämä kaksi epäpuhtautta samanaikaisesti. Syntynyt magnesiumammoniumfosfaattisuolan saostus voidaan kierrättää.
Magnesium-ammoniumfosfaatin kemiallinen saostusmenetelmä tunnetaan myös struviittimenetelmänä.
Farmaseuttisten välituotteiden tuotantoprosessissa käytetään joissakin työpajoissa usein suuria määriä rikkihappoa, ja tämän jäteveden osan pH voi olla alhainen. Jäteveden pH-arvon parantamiseksi ja samalla joidenkin sulfaatti-ionien poistamiseksi käytetään usein kalsiumoksidin lisäämismenetelmää, jota kutsutaan kemialliseksi saostusmenetelmäksi poltetun kalkin rikinpoistossa.
1.3 adsorptio
Jäteveden epäpuhtauksien poistamisen periaate adsorptiomenetelmällä viittaa huokoisten kiinteiden materiaalien käyttöön tiettyjen tai useiden jäteveden epäpuhtauksien adsorboimiseksi, jotta jäteveden epäpuhtaudet voidaan poistaa tai kierrättää.
Yleisesti käytettyjä adsorbentteja ovat esimerkiksi lentotuhka, kuona, aktiivihiili ja adsorptiohartsi, joista aktiivihiiltä käytetään yleisemmin.
1.4 ilmakellutus
Ilmafloataatiomenetelmä on jäteveden käsittelyprosessi, jossa käytetään kantajina erittäin hajallaan olevia pieniä kuplia, jotka kiinnittyvät jäteveden epäpuhtauksiin. Koska epäpuhtauksiin tarttuvien pienten kuplien tiheys on pienempi kuin veden ja ne kelluvat ylöspäin, toteutetaan kiinteän aineen ja nesteen tai nesteen välinen erotus.
Ilmafloataatiomenetelmiin kuuluvat liuenneen ilman floataatio, ilmastettu ilmafloataatio, elektrolyysi-ilmafloataatio ja kemiallinen ilmafloataatio jne. [18], joista kemiallinen ilmafloataatio soveltuu runsaasti suspendoitunutta ainesta sisältävän jäteveden käsittelyyn.
Ilmaflotaatiomenetelmällä on etunaan alhainen investointi, yksinkertainen prosessi, kätevä huolto ja alhainen energiankulutus, mutta se ei pysty tehokkaasti poistamaan jätevedestä liuenneita epäpuhtauksia.
1.5 elektrolyysi
Elektrolyyttinen prosessi on painetun virran käyttö, joka tuottaa sarjan kemiallisia reaktioita, muuttaa jäteveden haitalliset epäpuhtaudet ja poistaa ne. Elektrolyyttisen prosessin reaktioperiaate tapahtuu elektrolyyttiliuoksessa elektrodimateriaalin ja elektrodin reaktion kautta, jolloin syntyy uutta ekologista happea ja vetyä [H2], ja REDOX-reaktion avulla jäteveden epäpuhtaudet poistetaan.
Elektrolyysimenetelmällä on korkea hyötysuhde ja yksinkertainen käyttö jäteveden käsittelyssä. Samalla elektrolyysimenetelmä voi tehokkaasti poistaa jäteveden väriaineet ja parantaa tehokkaasti jäteveden biohajoavuutta.
Kuva
2. Edistynyt hapetustekniikka
Edistyksellinen hapetustekniikka uutena vedenkäsittelytekniikkana tarjoaa monia etuja, kuten epäpuhtauksien tehokkaan hajoamisen, epäpuhtauksien perusteellisemman hajoamisen ja hapettumisen sekä toissijaisen saastumisen puuttumisen.
Edistynyt hapetustekniikka, joka tunnetaan myös nimellä syvähapetustekniikka, on fysikaalinen ja kemiallinen käsittelytekniikka, jossa käytetään hapetinta, valoa, sähköä, ääntä, magneettikenttää ja katalyyttiä erittäin aktiivisten vapaiden radikaalien (kuten ·OH) tuottamiseen tulenkestävien orgaanisten epäpuhtauksien hajottamiseksi.
Lääketeollisuuden jätevesien käsittelyn alalla edistyksellinen hapetusteknologia on noussut laajan tutkimuksen ja huomion kohteeksi.
Edistykselliseen hapetusteknologiaan kuuluvat pääasiassa sähkökemiallinen hapetus, kemiallinen hapetus, ultraäänihapetus, märkäkatalyyttinen hapetus, fotokatalyyttinen hapetus, komposiittikatalyyttinen hapetus, ylikriittisen veden hapetus ja edistynyt hapetusyhdistelmätekniikka.
Kemiallinen hapetusmenetelmä on käyttää kemiallisia aineita itse tai tietyissä olosuhteissa voimakkaasti hapettuvia aineita jäteveden orgaanisten epäpuhtauksien hapettamiseksi epäpuhtauksien poistamiseksi. Kemiallisia hapetusmenetelmiä ovat otsonin hapetus, Fentonin hapetusmenetelmä ja märkäkatalyyttinen hapetusmenetelmä.
2.1 Fentonin hapetusprosessi
Fenton-hapetusmenetelmä on edistynyt hapetusmenetelmä, jota käytetään laajalti tällä hetkellä. Tässä menetelmässä käytetään rauta(III)suolaa (Fe2+ tai Fe3+) katalyyttinä ·OH:n tuottamiseksi voimakkaalla hapetuksella lisättäessä H2O2:ta, mikä voi hapettua orgaanisten epäpuhtauksien kanssa ilman selektiivisyyttä epäpuhtauksien hajottamisen ja mineralisaation saavuttamiseksi.
Tällä menetelmällä on monia etuja, kuten nopea reaktionopeus, toissijaisen saastumisen puuttuminen ja voimakas hapettuminen jne. Fenton-hapetusmenetelmää käytetään yleisesti lääkejätevesien käsittelyssä kemiallisen hapetuksen prosessissa esiintyvän epäselektiivisen hapetusreaktion vuoksi, ja menetelmä voi vähentää jäteveden myrkyllisyyttä ja muita ominaisuuksia.
2.2 Sähkökemiallinen hapetusmenetelmä
Sähkökemiallinen hapetusmenetelmä on käyttää elektrodimateriaaleja superoksidivapaiden radikaalien ·O2 ja hydroksyylivapaiden radikaalien ·OH tuottamiseen, joilla molemmilla on korkea hapetusaktiivisuus, jotka voivat hapettaa jäteveden orgaanisen aineen ja saavuttaa sitten epäpuhtauksien poistamisen tavoitteen.
Tällä menetelmällä on kuitenkin korkeat kustannukset ja korkea energiankulutus.
2.3 Fotokatalyyttinen hapetus
Fotokatalyyttinen hapetus on suhteellisen tehokas vedenkäsittelytekniikka, jossa katalyyttisiä materiaaleja (kuten TiO2, SrO2, WO3, SnO2 jne.) käytetään katalyyttisinä kantajina useimpien jäteveden pelkistävien epäpuhtauksien katalyyttiseen hapetukseen epäpuhtauksien poistamiseksi.
Koska useimmat lääkejäteveden sisältämät yhdisteet ovat polaarisia aineita, joissa on happamia ryhmiä, tai polaarisia aineita, joissa on emäksisiä ryhmiä, valo voi hajottaa tällaiset aineet suoraan tai epäsuorasti.
2.4 Ylikriittisen veden hapetus
Ylikriittisen veden hapetus (SCWO) on vedenkäsittelytekniikka, jossa käytetään väliaineena vettä ja hyödynnetään ylikriittisen veden erityisominaisuuksia reaktionopeuden parantamiseksi ja orgaanisen aineen täydellisen hapettumisen toteuttamiseksi.
2.5 Edistyksellinen hapettumisen yhdistelmäteknologia
Jokaisella edistyneellä hapetustekniikalla on omat rajoituksensa. Jätevedenkäsittelyn tehokkuuden parantamiseksi useita edistyneitä hapetustekniikoita on ryhmitelty yhteen, muodostettu yhdistelmä edistyneitä hapetustekniikoita tai yksi edistynyt hapetustekniikka yhdistettynä muihin tekniikoihin uudeksi teknologiaksi hapetuskyvyn ja käsittelyvaikutuksen parantamiseksi sekä vedenlaadun muutosten vastaamiseksi suuremmissa lääketeollisuuden jätevedenkäsittelylaitoksissa.
UV-Fenton, UV-H2O2, UV-O3, ultraäänifotokatalyysi, aktiivihiilifotokatalyysi, mikroaaltofotokatalyysi ja fotokatalyysi jne. Tällä hetkellä laajimmin tutkitut otsonin yhdistelmätekniikat ovat [36]:
Otsoni-aktiivihiiliprosessilla, O3-H2O2:lla ja UV-O3:lla, tulenkestävien jätevesien käsittelyvaikutuksesta ja tekniikan sovelluksista, O3-H2O2:lla ja UV-O3:lla on suurempi kehityspotentiaali.
Yleinen Fenton-yhdistelmäprosessi sisältää mikroelektrolyysi-Fenton-menetelmän, rautajauheen H2O2-menetelmän ja fotokemiallisen Fenton-menetelmän (kuten aurinko-Fenton-menetelmän, UV-Fenton-menetelmän jne.), mutta sähköistä Fenton-menetelmää käytetään laajalti.
Kuva
3. Biokemiallinen käsittelytekniikka
Biokemiallinen käsittelytekniikka on jäteveden käsittelyn tärkein tekniikka, joka hajottaa jäteveden orgaanista ainesta mikrobien kasvun, aineenvaihdunnan, lisääntymisen ja muiden prosessien kautta, tuottaa tarvittavaa energiaa ja poistaa orgaanista ainesta.
3.1 Anaerobinen biologinen käsittelytekniikka
Anaerobinen biologinen käsittelytekniikka on molekyylihappiympäristön puuttuessa anaerobisten bakteerien aineenvaihdunnan käyttö hydrolyyttisen happamoinnin, vedyn tuotannon, etikkahapon ja metaanin tuotannon sekä muiden prosessien kautta makromolekyylien muuntamiseksi, mikä vaikeuttaa orgaanisen aineen hajottamista CH4:ksi, CO2:ksi, H2O:ksi ja pienimolekyylisiksi orgaaniseksi aineeksi.
Synteettinen lääkejätevesi sisältää usein suuren määrän syklisiä tulenkestäviä orgaanisia aineita, joita aerobiset bakteerit eivät pysty suoraan hajottamaan ja hyödyntämään, joten nykyisestä anaerobisesta käsittelytekniikasta on tullut tärkein keino lääkejäteveden käsittelyssä sekä kotimaassa että ulkomailla [43].
Anaerobisella biologisella käsittelytekniikalla on monia etuja: anaerobisen reaktorin toimintaprosessissa ei tarvitse huolehtia ilmastuksesta, energiankulutus on alhainen;
Anaerobisen tuloveden orgaaninen kuormitus on yleensä korkea.
Alhainen ravinnevaatimus;
Anaerobisen reaktorin lietetuotto on alhainen ja liete on helppo kuivata.
Anaerobisessa prosessissa syntyvä metaani voidaan kierrättää energiana.
Anaerobista jätevettä ei kuitenkaan voida johtaa standardin mukaisesti, ja se on käsiteltävä edelleen yhdistämällä se muihin prosesseihin. Anaerobinen biologinen käsittelytekniikka on kuitenkin herkkä pH-arvolle, lämpötilalle ja muille tekijöille. Jos vaihtelu on suuri, anaerobinen reaktio vaikuttaa suoraan ja sitä kautta jäteveden laatuun.
3.2 Aerobinen biologinen käsittelytekniikka
Aerobinen biologinen käsittelytekniikka on biologinen käsittelytekniikka, jossa aerobisten bakteerien oksidatiivista hajoamista ja assimilaatiosynteesiä käytetään hajonneen orgaanisen aineen poistamiseen. Aerobisten organismien kasvun ja aineenvaihdunnan aikana tapahtuu suuri määrä lisääntymistä, mikä tuottaa uutta aktiivilietettä. Ylimääräinen aktiiviliete poistetaan jäännöslietteenä ja jätevesi puhdistetaan samanaikaisesti.

MIT –IVY Kemianteollisuus kanssa4 tehdasta19 vuotta， väriaineetKeskitasos & farmaseuttiset välituotteet &hieno- ja erikoiskemikaalit .Puh. (WhatsApp): 008613805212761 Athena