Текущая ситуация: фармацевтическая промышленность в основном специализируется на химическом синтезе фармацевтических препаратов, биологических препаратах и ​​препаратах традиционной китайской медицины, а ее производство характеризуется разнообразием продукции, сложными процессами и различными масштабами производства.
Сточные воды, образующиеся в процессе фармацевтической промышленности, характеризуются высокой концентрацией загрязняющих веществ, сложным составом, низкой биоразлагаемостью и высокой биологической токсичностью.
Сточные воды, образующиеся в процессе химического синтеза и ферментации фармацевтических препаратов, представляют собой сложную и ключевую проблему в контроле загрязнения фармацевтической промышленности.
Сточные воды химического синтеза являются основным загрязняющим веществом, сбрасываемым в процессе фармацевтического производства [2].
Фармацевтические сточные воды можно условно разделить на четыре категории [3], а именно: сточные жидкости и маточные жидкости в процессе производства;
Остаточная жидкость при регенерации включает в себя растворитель, необходимую жидкость, побочный продукт и т. д.
Вспомогательные технологические дренажные системы, такие как системы охлаждения и т. д.
Сточные воды для промывки оборудования и грунта;
Бытовые сточные воды.
Технология очистки промежуточных сточных вод фармацевтической промышленности
Учитывая характеристики фармацевтических промежуточных сточных вод, такие как высокое ХПК, высокое содержание азота, высокое содержание фосфора, высокое содержание солей, глубокий цвет, сложный состав и низкая биоразлагаемость, обычно используемые методы очистки включают физико-химическую обработку и биохимическую обработку [6].
В зависимости от различных типов качества сточных вод будет применяться ряд методов, таких как сочетание физико-химических и биологических процессов [7].
Картина
1. Технология физико-химической обработки
В настоящее время основными физико-химическими методами очистки сточных вод фармацевтического производства являются: метод газовой флотации, метод коагуляционного осаждения, метод адсорбции, метод обратного осмоса, метод сжигания и процесс углубленного окисления [8].
Кроме того, для очистки промежуточных сточных вод фармацевтической промышленности широко используются методы электролиза и химического осаждения, такие как микроэлектролиз FE-C и осаждение MAP для удаления азота и фосфора.
1.1 Метод коагуляции и осаждения
Процесс коагуляции — это процесс, при котором взвешенные и коллоидные частицы в воде переводятся в нестабильное состояние путем добавления химических агентов, а затем агрегируются в хлопья, которые легко отделить.
В настоящее время эта технология обычно используется для предварительной, промежуточной и углубленной очистки фармацевтических сточных вод [10].
Технология коагуляции и осаждения обладает преимуществами отработанной технологии, простоты оборудования, стабильной работы и удобства обслуживания.
Однако в процессе применения этой технологии будет образовываться большое количество химического осадка, что приведет к низкому уровню pH сточных вод и относительно высокому содержанию солей в них.
Кроме того, технология коагуляции и осаждения не может эффективно удалять растворенные загрязняющие вещества из сточных вод, а также не может полностью удалить токсичные и вредные следовые количества загрязняющих веществ из сточных вод.
1.2 Метод химического осаждения
Метод химического осаждения — это химический метод удаления загрязняющих веществ из сточных вод путем химической реакции между растворимыми химическими веществами и загрязняющими веществами в сточных водах с образованием нерастворимых солей, гидроксидов или комплексных соединений.
Промежуточные сточные воды фармацевтической промышленности часто содержат высокую концентрацию аммонийного азота, фосфатных и сульфатных ионов и т.д. Для таких сточных вод часто используется метод химического осаждения для физико-химической предварительной обработки, чтобы обеспечить нормальное функционирование последующего биохимического процесса очистки.
В качестве традиционной технологии водоподготовки для умягчения сточных вод часто используется химическое осаждение.
В связи с использованием высокочистого химического сырья в процессе производства фармацевтических промежуточных сточных вод, эти сточные воды часто содержат высокую концентрацию аммиачного азота, фосфора и других загрязняющих веществ. Метод химического осаждения фосфата магния-аммония позволяет эффективно удалять оба загрязняющих вещества одновременно, а полученный осадок соли фосфата магния-аммония может быть использован повторно.
Метод химического осаждения фосфата магния и аммония также известен как струвитный метод.
В процессе производства фармацевтических промежуточных продуктов в некоторых цехах часто используется большое количество серной кислоты, и pH этой части сточных вод может быть низким. Для повышения значения pH сточных вод и одновременного удаления части сульфатных ионов часто используется метод добавления CaO, который называется методом химического осаждения при десульфуризации негашеной известью.
1.3 адсорбция
Принцип удаления загрязняющих веществ из сточных вод методом адсорбции заключается в использовании пористых твердых материалов для адсорбции определенных или различных загрязняющих веществ в сточных водах, что позволяет удалять или повторно использовать загрязняющие вещества из сточных вод.
К числу часто используемых адсорбентов относятся зола, шлак, активированный уголь и адсорбционная смола, среди которых активированный уголь используется чаще всего.
1.4 воздушная плавучесть
Метод флотации воздухом — это процесс очистки сточных вод, при котором в качестве носителей используются мелкодисперсные пузырьки, обеспечивающие адгезию к загрязняющим веществам в сточных водах. Поскольку плотность мелких пузырьков, прилипших к загрязняющим веществам, меньше плотности воды и они всплывают, достигается разделение твердой и жидкой фаз или жидкостей.
К формам воздушной флотации относятся флотация растворенным воздухом, аэрированная воздушная флотация, электролитическая воздушная флотация и химическая воздушная флотация и т. д. [18], среди которых химическая воздушная флотация подходит для очистки сточных вод с высоким содержанием взвешенных частиц.
Метод воздушной флотации обладает преимуществами низких инвестиций, простоты процесса, удобства обслуживания и низкого энергопотребления, но он не может эффективно удалять растворенные загрязняющие вещества из сточных вод.
1.5 электролиз
Электролитический процесс основан на использовании приложенного тока, который вызывает ряд химических реакций, преобразующих вредные загрязняющие вещества в сточных водах и удаляющих их. Принцип электролитического процесса, происходящего в электролитном растворе, заключается в реакции между материалом электрода и электродом, в результате которой образуются новые экологически чистые кислород и водород [H], а также происходит окислительно-восстановительная реакция в сточных водах, приводящая к удалению загрязняющих веществ.
Метод электролиза обладает высокой эффективностью и простотой в применении для очистки сточных вод. В то же время, метод электролиза позволяет эффективно удалять красящие вещества из сточных вод и повышать их биоразлагаемость.
Картина
2. Передовая технология окисления
Передовая технология окисления, как новая технология очистки воды, обладает множеством преимуществ, таких как высокая эффективность разложения загрязняющих веществ, более полное разложение и окисление загрязняющих веществ и отсутствие вторичного загрязнения.
Передовая технология окисления, также известная как технология глубокого окисления, представляет собой физико-химическую технологию обработки, которая использует окислитель, свет, электричество, звук, магнитное поле и катализатор для генерации высокоактивных свободных радикалов (таких как ·OH) с целью разложения стойких органических загрязнителей.
В области очистки фармацевтических сточных вод передовые технологии окисления стали предметом обширных исследований и пристального внимания.
К передовым технологиям окисления относятся, главным образом, электрохимическое окисление, химическое окисление, ультразвуковое окисление, влажное каталитическое окисление, фотокаталитическое окисление, комбинированное каталитическое окисление, окисление в сверхкритической воде и передовые комбинированные технологии окисления.
Метод химического окисления заключается в использовании самих химических агентов или при определенных условиях с сильным окислительным воздействием для окисления органических загрязняющих веществ в сточных водах с целью их удаления. К методам химического окисления относятся окисление озоном, окисление по Фентону и метод влажного каталитического окисления.
2.1 Процесс окисления Фентона
Метод окисления Фентона — это один из передовых методов окисления, широко используемый в настоящее время. В этом методе в качестве катализатора используется соль железа (Fe2+ или Fe3+), которая в условиях добавления H2O2 образует радикалы ·OH, обладающие высокой окислительной активностью. Эти радикалы способны к неселективной реакции окисления органических загрязнителей, что приводит к их разложению и минерализации.
Этот метод обладает множеством преимуществ, включая высокую скорость реакции, отсутствие вторичного загрязнения и сильное окисление и т. д. Метод окисления Фентона широко используется в очистке фармацевтических сточных вод благодаря неселективной реакции окисления в процессе химического окисления, а также возможности снижения токсичности сточных вод и другим характеристикам.
2.2 Метод электрохимического окисления
Метод электрохимического окисления заключается в использовании электродных материалов для получения супероксидного свободного радикала ·O2 и гидроксильного свободного радикала ·OH, которые обладают высокой окислительной активностью, способны окислять органические вещества в сточных водах и, следовательно, удалять загрязняющие вещества.
Однако этот метод характеризуется высоким энергопотреблением и высокой стоимостью.
2.3 Фотокаталитическое окисление
Фотокаталитическое окисление — это относительно эффективная технология очистки воды, в которой в качестве каталитических носителей используются каталитические материалы (такие как TiO2, SrO2, WO3, SnO2 и др.) для осуществления каталитического окисления большинства восстанавливающих загрязняющих веществ в сточных водах с целью удаления загрязняющих веществ.
Поскольку большинство соединений, содержащихся в фармацевтических сточных водах, представляют собой полярные вещества с кислотными группами или полярные вещества со щелочными группами, такие вещества могут прямо или косвенно разлагаться под воздействием света.
2.4 Окисление в сверхкритической воде
Окисление в сверхкритической воде (SCWO) — это технология очистки воды, в которой в качестве среды используется вода, а особые свойства воды в сверхкритическом состоянии позволяют повысить скорость реакции и обеспечить полное окисление органических веществ.
2.5 Усовершенствованная технология комбинированного окисления
Каждая передовая технология окисления имеет свои ограничения. Для повышения эффективности очистки сточных вод ряд передовых технологий окисления группируется, образуя комбинацию передовых технологий окисления, или же одна передовая технология окисления в сочетании с другими технологиями создает новую технологию, которая улучшает способность к окислению и эффект очистки, а также позволяет справляться с изменениями качества воды в крупных фармацевтических сточных водах.
УФ-Фентон, УФ-H2O2, УФ-O3, ультразвуковой фотокатализ, фотокатализ с активированным углем, микроволновый фотокатализ и фотокатализ и т. д. В настоящее время наиболее широко изучаемыми технологиями сочетания озона являются [36]:
Процессы обработки стойких сточных вод с использованием озона и активированного угля, а также O3-H2O2 и UV-O3, с точки зрения эффективности очистки и инженерного применения, обладают большим потенциалом развития.
К распространенным методам синтеза Фентона относятся микроэлектролизный метод Фентона, метод с использованием перекиси водорода (H2O2) и фотохимический метод Фентона (например, солнечный метод Фентона, УФ-метод Фентона и др.), однако наиболее широко используется электрический метод Фентона.
Картина
3. Технология биохимической обработки
Биохимическая технология очистки является основной технологией в очистке сточных вод, которая посредством роста, метаболизма, размножения и других процессов микроорганизмов разлагает органические вещества в сточных водах, получает необходимую им энергию и достигает цели удаления органических веществ.
3.1 Технология анаэробной биологической очистки
Технология анаэробной биологической очистки заключается в использовании метаболизма анаэробных бактерий в процессе гидролитического подкисления, производства водорода, уксусной кислоты и метана, а также других процессах, для преобразования трудноразлагаемых органических веществ в CH4, CO2, H2O и низкомолекулярные органические вещества.
Синтетические фармацевтические сточные воды часто содержат большое количество циклических трудноразлагаемых органических веществ, которые не могут быть непосредственно разложены и использованы аэробными бактериями, поэтому современная технология анаэробной очистки стала основным средством в области очистки фармацевтических сточных вод как в стране, так и за рубежом [43].
Технология анаэробной биологической очистки имеет множество преимуществ: в процессе работы анаэробного реактора не требуется аэрация, а энергопотребление низкое;
Как правило, органическая нагрузка анаэробных сточных вод на входе высока.
Низкие потребности в питательных веществах;
Выход осадка в анаэробном реакторе невелик, и осадок легко обезвоживается.
Метан, образующийся в анаэробном процессе, может быть использован для получения энергии.
Однако анаэробные сточные воды не могут быть сброшены в соответствии со стандартами и требуют дальнейшей очистки с использованием других процессов. При этом технология анаэробной биологической очистки чувствительна к значению pH, температуре и другим факторам. При значительных колебаниях это напрямую влияет на анаэробную реакцию и, следовательно, на качество сточных вод.
3.2 Аэробная биологическая технология очистки
Аэробная биологическая технология очистки — это технология биологической очистки, использующая окислительное разложение и ассимиляционный синтез аэробных бактерий для удаления разложившихся органических веществ. В процессе роста и метаболизма аэробных организмов происходит интенсивное размножение, в результате чего образуется новый активный ил. Избыток активного ила удаляется в виде остаточного ила, одновременно очищая сточные воды.

Химическая промышленность MIT-IVY с4 заводав течение 19 лет， красителиСреднийs & фармацевтические промежуточные продукты &тонкая и специальная химия .ТЕЛ. (WhatsApp): 008613805212761 Афина