Las aguas residuales de la industria farmacéutica incluyen principalmente aguas residuales de producción de antibióticos y aguas residuales de producción de drogas sintéticas. Las aguas residuales de la industria farmacéutica incluyen principalmente cuatro categorías: aguas residuales de producción de antibióticos, aguas residuales de producción de drogas sintéticas, aguas residuales de producción de medicina de patentes chinas, agua de lavado y aguas residuales de lavado de diversos procesos de preparación. Las aguas residuales se caracterizan por composición compleja, alto contenido orgánico, alta toxicidad, color profundo, alto contenido de sal, especialmente propiedades bioquímicas deficientes y descarga intermitente. Es una aguas residuales industriales que es difícil de tratar. Con el desarrollo de la industria farmacéutica de mi país, las aguas residuales farmacéuticas se han convertido gradualmente en una de las fuentes de contaminación importantes.
1. Método de tratamiento de aguas residuales farmacéuticas
Los métodos de tratamiento de las aguas residuales farmacéuticas se pueden resumir como: tratamiento químico físico, tratamiento químico, tratamiento bioquímico y tratamiento combinado de varios métodos, cada método de tratamiento tiene sus propias ventajas y desventajas.
Tratamiento físico y químico
Según las características de calidad del agua de las aguas residuales farmacéuticas, el tratamiento fisicoquímico debe usarse como un proceso de pretratamiento o posterior al tratamiento para el tratamiento bioquímico. Los métodos de tratamiento físico y químico utilizados actualmente incluyen principalmente coagulación, flotación del aire, adsorción, eliminación de amoníaco, electrólisis, intercambio de iones y separación de membrana.
coagulación
Esta tecnología es un método de tratamiento de agua ampliamente utilizado en el hogar y en el extranjero. Se usa ampliamente en el pretratamiento y el posterior al tratamiento de las aguas residuales médicas, como el sulfato de aluminio y el sulfato político en las aguas residuales de la medicina tradicional china. La clave para el tratamiento eficiente de coagulación es la selección correcta y la adición de coagulantes con un excelente rendimiento. En los últimos años, la dirección de desarrollo de los coagulantes ha cambiado de polímeros de bajo molecular a alto molecular, y de la funcionalización de un solo componente a compuesto [3]. Liu Minghua et al. [4] trató el bacalao, SS y la cromaticidad del líquido residual con un pH de 6.5 y una dosis de floculante de 300 mg/L con un floculante compuesto de alta eficiencia F-1. Las tasas de eliminación fueron 69.7%, 96.4%y 87.5%, respectivamente.
flotación de aire
La flotación del aire generalmente incluye varias formas, como la flotación de aire de aireación, flotación de aire disuelto, flotación de aire químico y flotación de aire electrolítico. La fábrica farmacéutica de Xinchang utiliza el dispositivo de flotación de aire de Vortex CAF para pretratar aguas residuales farmacéuticas. La tasa de eliminación promedio de COD es de aproximadamente el 25% con productos químicos adecuados.
método de adsorción
Los adsorbentes de uso común son carbono activado, carbón activado, ácido húmico, resina de adsorción, etc. Wuhan Jianmin La fábrica farmacéutica utiliza adsorción de cenizas de carbón - proceso de tratamiento biológico aeróbico secundario para tratar aguas residuales. Los resultados mostraron que la tasa de eliminación de COD del pretratamiento de adsorción fue del 41,1%, y la relación BOD5/COD mejoró.
Separación de membrana
Las tecnologías de membrana incluyen ósmosis inversa, nanofiltración y membranas de fibra para recuperar materiales útiles y reducir las emisiones orgánicas generales. Las características principales de esta tecnología son equipos simples, operación conveniente, sin cambio de fase y cambio químico, alta eficiencia de procesamiento y ahorro de energía. Juanna et al. Membranas de nanofiltración utilizadas para separar las aguas residuales de cinamicina. Se descubrió que se redujo el efecto inhibitorio de la lincomicina en los microorganismos en las aguas residuales, y se recuperó la cinamicina.
electrólisis
El método tiene las ventajas de alta eficiencia, operación simple y similares, y el efecto de decoloración electrolítica es bueno. Li Ying [8] llevó a cabo un pretratamiento electrolítico en sobrenadante de riboflavina, y las tasas de eliminación de COD, SS y croma alcanzaron el 71%, 83%y 67%, respectivamente.
tratamiento químico
Cuando se utilizan métodos químicos, es probable que el uso excesivo de ciertos reactivos cause contaminación secundaria de los cuerpos de agua. Por lo tanto, se debe realizar un trabajo de investigación experimental relevante antes del diseño. Los métodos químicos incluyen método de hierro-carbono, método redox químico (reactivo Fenton, H2O2, O3), tecnología de oxidación profunda, etc.
Método de carbono de hierro
La operación industrial muestra que el uso de FE-C como un paso de pretratamiento para las aguas residuales farmacéuticas puede mejorar en gran medida la biodegradabilidad del efluente. Lou Maoxing utiliza la flotación combinada de flujo combinado de hierro-electrólisis-anaerobic-airbic-aire para tratar las aguas residuales de intermedios farmacéuticos como la eritromicina y la ciprofloxacina. La tasa de eliminación de bacalao después del tratamiento con hierro y carbono fue del 20%. %, y el efluente final cumple con el estándar nacional de primera clase de "Estándar de descarga de aguas residuales integradas" (GB8978-1996).
Procesamiento de reactivos de Fenton
La combinación de sal ferrosa y H2O2 se llama reactivo de Fenton, que puede eliminar efectivamente la materia orgánica refractaria que no puede ser eliminada por la tecnología tradicional de tratamiento de aguas residuales. Con la profundización de la investigación, la luz ultravioleta (UV), el oxalato (C2O42-), etc. se introdujeron en el reactivo de Fenton, lo que mejoró en gran medida la capacidad de oxidación. Usando TiO2 como catalizador y una lámpara de mercurio de baja presión de 9W como fuente de luz, las aguas residuales farmacéuticas se trataron con el reactivo de Fenton, la tasa de decoloración fue del 100%, la tasa de eliminación de bacalao fue del 92,3%y el compuesto de nitrobenzeno disminuyó de 8,05 mg/l. 0.41 mg/L.
Oxidación
El método puede mejorar la biodegradabilidad de las aguas residuales y tiene una mejor tasa de eliminación de COD. Por ejemplo, tres aguas residuales antibióticas como Balcioglu fueron tratadas por oxidación de ozono. Los resultados mostraron que la ozonación de las aguas residuales no solo aumentó la relación BOD5/COD, sino que también la tasa de eliminación de COD fue superior al 75%.
Tecnología de oxidación
También conocido como tecnología de oxidación avanzada, reúne los últimos resultados de la investigación de la luz moderna, la electricidad, el sonido, el magnetismo, los materiales y otras disciplinas similares, incluida la oxidación electroquímica, la oxidación húmeda, la oxidación supercrítica del agua, la oxidación fotocatalítica y la degradación ultrasónica. Entre ellos, la tecnología de oxidación fotocatalítica ultravioleta tiene las ventajas de la novedad, la alta eficiencia y la selectividad para las aguas residuales, y es especialmente adecuada para la degradación de hidrocarburos insaturados. En comparación con los métodos de tratamiento, como los rayos ultravioleta, el calentamiento y la presión, el tratamiento ultrasónico de la materia orgánica es más directo y requiere menos equipo. Como nuevo tipo de tratamiento, se ha prestado cada vez más atención. Xiao Guangquan et al. [13] usó el método de contacto biológico ultrasónico-aerobio para tratar las aguas residuales farmacéuticas. El tratamiento ultrasónico se realizó durante 60 s y la potencia fue de 200 W, y la tasa total de eliminación de COD de las aguas residuales fue del 96%.
Tratamiento bioquímico
La tecnología de tratamiento bioquímico es una tecnología de tratamiento de aguas residuales farmacéuticas ampliamente utilizadas, incluido el método biológico aeróbico, el método biológico anaeróbico y el método combinado aeróbico-anerobio.
Tratamiento biológico aeróbico
Dado que la mayoría de las aguas residuales farmacéuticas son aguas residuales orgánicas de alta concentración, generalmente es necesario diluir la solución madre durante el tratamiento biológico aeróbico. Por lo tanto, el consumo de energía es grande, las aguas residuales pueden tratarse bioquímicamente, y es difícil descargar directamente al estándar después del tratamiento bioquímico. Por lo tanto, uso aeróbico solo. Hay pocos tratamientos disponibles y se requiere un pretratamiento general. Los métodos de tratamiento biológico aeróbico comúnmente utilizados incluyen método de lodo activado, método de aireación de pozos profundos, método de biodegradación de adsorción (método AB), método de oxidación de contacto, método de lodo activado por lotes de secuenciación (método SBR), método de lodo activado circulante, etc. (Método Cass) y así sucesivamente.
Método de aireación de pozos profundos
La aireación de pozos profundos es un sistema de lodo activado de alta velocidad. El método tiene una alta tasa de utilización de oxígeno, espacio en el piso pequeño, buen efecto de tratamiento, baja inversión, bajo costo operativo, sin aumento de lodo y menos producción de lodo. Además, su efecto de aislamiento térmico es bueno, y el tratamiento no se ve afectado por las afecciones climáticas, lo que puede garantizar el efecto del tratamiento de aguas residuales en invierno en las regiones del norte. Después de que las aguas residuales orgánicas de alta concentración de la fábrica farmacéutica del noreste se trataron bioquímicamente por el tanque de aireación de pozo profundo, la tasa de eliminación de bacalao alcanzó el 92,7%. Se puede ver que la eficiencia del procesamiento es muy alta, lo cual es extremadamente beneficioso para el próximo procesamiento. jugar un papel decisivo.
Método ab
El método AB es un método de lodo activado de carga ultra alta. La tasa de eliminación de BOD5, COD, SS, fósforo y nitrógeno de amoníaco por proceso AB es generalmente más alta que la del proceso de lodo activado convencional. Sus ventajas sobresalientes son la alta carga de la sección A, la fuerte capacidad de carga contra el choque y el gran efecto de amortiguación sobre el valor de pH y las sustancias tóxicas. Es especialmente adecuado para tratar las aguas residuales con alta concentración y grandes cambios en la calidad y cantidad del agua. El método de Yang Junshi et al. Utiliza el método biológico de acidificación de hidrólisis para tratar las aguas residuales antibióticas, que tiene un flujo de proceso corto, ahorro de energía y el costo de tratamiento es más bajo que el método de tratamiento biológico de floculación química de aguas residuales similares.
oxidación de contacto biológico
Esta tecnología combina las ventajas del método de lodo activado y el método de biopelícula, y tiene las ventajas de carga de alto volumen, baja producción de lodos, fuerte resistencia al impacto, operación de proceso estable y gestión conveniente. Muchos proyectos adoptan un método de dos etapas, con el objetivo de domesticar las cepas dominantes en diferentes etapas, dan pleno juego al efecto sinérgico entre las diferentes poblaciones microbianas y mejorar los efectos bioquímicos y la resistencia al choque. En ingeniería, la digestión anaerobia y la acidificación a menudo se usan como un paso de pretratamiento, y se utiliza un proceso de oxidación de contacto para tratar las aguas residuales farmacéuticas. La fábrica farmacéutica de Harbin North adopta la acidificación de la hidrólisis, dos procesos de oxidación de contacto biológico de la etapa para tratar las aguas residuales farmacéuticas. Los resultados de la operación muestran que el efecto del tratamiento es estable y la combinación de procesos es razonable. Con la madurez gradual de la tecnología de proceso, los campos de aplicación también son más extensos.
Método SBR
El método SBR tiene las ventajas de una fuerte resistencia a la carga de choque, una alta actividad de lodo, una estructura simple, sin necesidad de flujo de retorno, operación flexible, huella pequeña, baja inversión, operación estable, alta tasa de eliminación de sustratos y buena desnitrificación y eliminación de fósforo. . Aguas residuales fluctuantes. Los experimentos sobre el tratamiento de las aguas residuales farmacéuticas por el proceso SBR muestran que el tiempo de aireación tiene una gran influencia en el efecto del tratamiento del proceso; La configuración de secciones anóxicas, especialmente el diseño repetido de anaeróbico y aeróbico, puede mejorar significativamente el efecto del tratamiento; El tratamiento mejorado SBR de PAC El proceso puede mejorar significativamente el efecto de eliminación del sistema. En los últimos años, el proceso se ha vuelto cada vez más perfecto y se usa ampliamente en el tratamiento de las aguas residuales farmacéuticas.
Tratamiento biológico anaeróbico
En la actualidad, el tratamiento de aguas residuales orgánicas de alta concentración en el hogar y en el extranjero se basa principalmente en el método anaeróbico, pero el bacalao efluente sigue siendo relativamente alto después del tratamiento con un método anaeróbico separado, y el tratamiento post-tratamiento (como el tratamiento biológico aeróbico) es generalmente necesario. En la actualidad, todavía es necesario fortalecer el desarrollo y el diseño de reactores anaeróbicos de alta eficiencia, y una investigación en profundidad sobre las condiciones de funcionamiento. Las aplicaciones más exitosas en el tratamiento de aguas residuales farmacéuticas son el lecho de lodos anaerobio de flujo ascendente (UASB), el lecho compuesto anaeróbico (UBF), el reactor de deflector anaerobio (ABR), la hidrólisis, etc.
Ley UASB
El reactor UASB tiene las ventajas de una alta eficiencia de digestión anaerobia, estructura simple, tiempo de retención hidráulica corto y no es necesario un dispositivo de retorno de lodo separado. Cuando UASB se usa en el tratamiento de kanamicina, clorina, VC, SD, glucosa y otras aguas residuales de producción farmacéutica, el contenido de SS generalmente no es demasiado alto para garantizar que la tasa de eliminación de bacalao sea superior al 85% a 90%. La tasa de eliminación de bacalao de la serie de dos etapas UASB puede alcanzar más del 90%.
Método UBF
Comprar Wenning et al. Se realizó una prueba comparativa en UASB y UBF. Los resultados muestran que UBF tiene las características del buen efecto de transferencia de masa y separación, diversas especies de biomasa y biológica, alta eficiencia de procesamiento y fuerte estabilidad de operación. Biorreactor de oxígeno.
Hidrólisis y acidificación
El tanque de hidrólisis se llama lecho de lodo aguas arriba hidrolizado (Husb) y es un UASB modificado. En comparación con el tanque anaeróbico de proceso completo, el tanque de hidrólisis tiene las siguientes ventajas: no hay necesidad de sellado, sin agitación, sin separador trifásico, lo que reduce los costos y facilita el mantenimiento; Puede degradar macromoléculas y sustancias orgánicas no biodegradables en aguas residuales en moléculas pequeñas. La materia orgánica fácilmente biodegradable mejora la biodegradabilidad del agua cruda; La reacción es rápida, el volumen del tanque es pequeño, la inversión de construcción de capital es pequeña y el volumen de lodo se reduce. En los últimos años, el proceso hidrólisis-aerobio se ha utilizado ampliamente en el tratamiento de las aguas residuales farmacéuticas. Por ejemplo, una fábrica biofarmacéutica utiliza acidificación hidrolítica, dos procesos de oxidación de contacto biológico de la etapa para tratar las aguas residuales farmacéuticas. La operación es estable y el efecto de eliminación de materia orgánica es notable. Las tasas de eliminación de COD, BOD5 SS y SS fueron 90.7%, 92.4%y 87.6%, respectivamente.
Proceso de tratamiento combinado anaeróbico-aerobio
Dado que el tratamiento aeróbico o el tratamiento anaeróbico por sí solo no pueden cumplir con los requisitos, los procesos combinados como el tratamiento anaeróbico-aerobio, acidificación hidrolítica-acidificación-aerobia mejoran la biodegradabilidad, la resistencia al impacto, el costo de la inversión y el efecto del tratamiento de las aguas residuales. Se usa ampliamente en la práctica de ingeniería debido al rendimiento del método de procesamiento único. Por ejemplo, una fábrica farmacéutica utiliza un proceso anaeróbico-aerobio para tratar las aguas residuales farmacéuticas, la tasa de eliminación de BOD5 es del 98%, la tasa de eliminación de COD es del 95%y el efecto del tratamiento es estable. El proceso de microelectrólisis-hidrólisis-acidificación-acidificación-SBR se utiliza para tratar aguas residuales farmacéuticas sintéticas químicas. Los resultados muestran que toda la serie de procesos tiene una fuerte resistencia al impacto a los cambios en la calidad y cantidad de aguas residuales, y la tasa de eliminación de bacalao puede alcanzar del 86% al 92%, lo cual es una opción de proceso ideal para el tratamiento de aguas residuales farmacéuticas. - Oxidación catalítica - Proceso de oxidación de contacto. Cuando el bacalao del influyente es de aproximadamente 12 000 mg/L, el bacalao del efluente es inferior a 300 mg/L; La tasa de eliminación de COD en las aguas residuales farmacéuticas biológicamente refractarias tratadas por el método Biofilm-SBR puede alcanzar el 87.5%~ 98.31%, que es mucho más alto que el del efecto de tratamiento de uso único del método de biopelícula y el método SBR.
Además, con el desarrollo continuo de la tecnología de membrana, la investigación de la aplicación del biorreactor de membrana (MBR) en el tratamiento de aguas residuales farmacéuticas se ha profundizado gradualmente. MBR combina las características de la tecnología de separación de membrana y el tratamiento biológico, y tiene las ventajas de una carga de alto volumen, una fuerte resistencia al impacto, una pequeña huella y menos lodo residual. El proceso de biorreactor de membrana anaeróbica se usó para tratar las aguas residuales de cloruro de ácido intermedio farmacéutico con COD de 25 000 mg/L. La tasa de eliminación de bacalao del sistema permanece por encima del 90%. Por primera vez, se utilizó la capacidad de las bacterias obligadas para degradar la materia orgánica específica. Los biorreactores de membrana extractiva se utilizan para tratar aguas residuales industriales que contienen 3,4-dicloroanilina. La TRH fue de 2 h, la tasa de eliminación alcanzó el 99%y se obtuvo el efecto del tratamiento ideal. A pesar del problema de ensuciamiento de membrana, con el desarrollo continuo de la tecnología de membrana, MBR se utilizará más ampliamente en el campo del tratamiento farmacéutico de aguas residuales.
2. Proceso de tratamiento y selección de aguas residuales farmacéuticas
Las características de calidad del agua de las aguas residuales farmacéuticas hacen que sea imposible para la mayoría de las aguas residuales farmacéuticas someterse a un tratamiento bioquímico solo, por lo que el pretratamiento necesario debe llevarse a cabo antes del tratamiento bioquímico. En general, se debe establecer un tanque regulador para ajustar la calidad del agua y el valor de pH, y el método fisicoquímico o químico debe usarse como un proceso de pretratamiento de acuerdo con la situación real para reducir SS, salinidad y parte de la COD en el agua, reducir las sustancias inhibitivas biológicas en los desgaste y mejorar la degradabilidad de las aguas residuales. Para facilitar el tratamiento bioquímico posterior de las aguas residuales.
Las aguas residuales pretratadas pueden tratarse mediante procesos anaeróbicos y aeróbicos de acuerdo con sus características de calidad del agua. Si los requisitos de efluentes son altos, el proceso de tratamiento aeróbico debe continuarse después del proceso de tratamiento aeróbico. La selección del proceso específico debe considerar exhaustivamente factores como la naturaleza de las aguas residuales, el efecto del tratamiento del proceso, la inversión en infraestructura y la operación y el mantenimiento para que la tecnología sea factible y económica. Toda la ruta del proceso es un proceso combinado de pretratamiento-anaerobic-aerobic- (posterior al tratamiento). El proceso combinado de la filtración de oxidación de contactos de adsorción de hidrólisis se utiliza para tratar aguas residuales farmacéuticas integrales que contienen insulina artificial.
3. Reciclaje y utilización de sustancias útiles en aguas residuales farmacéuticas
Promueva la producción limpia en la industria farmacéutica, mejore la tasa de utilización de las materias primas, la tasa de recuperación integral de productos intermedios y subproductos, y reduzca o elimine la contaminación en el proceso de producción a través de la transformación tecnológica. Debido a la particularidad de algunos procesos de producción farmacéutica, las aguas residuales contienen una gran cantidad de materiales reciclables. Para el tratamiento de tales aguas residuales farmacéuticas, el primer paso es fortalecer la recuperación del material y la utilización integral. Para las aguas residuales intermedias farmacéuticas con contenido de sal de amonio de hasta 5%a 10%, se usa una película de limpiaparabrisas fija para evaporación, concentración y cristalización para recuperar (NH4) 2SO4 y NH4NO3 con una fracción de masa de aproximadamente 30%. Use como fertilizante o reutilización. Los beneficios económicos son obvios; Una compañía farmacéutica de alta tecnología utiliza el método de purga para tratar las aguas residuales de producción con contenido de formaldehído extremadamente alto. Después de recuperar el gas de formaldehído, se puede formular en un reactivo de formalina o quemarse como una fuente de calor de la caldera. A través de la recuperación del formaldehído, se puede realizar la utilización sostenible de los recursos, y el costo de inversión de la estación de tratamiento puede recuperarse dentro de 4 a 5 años, dando cuenta de la unificación de los beneficios ambientales y los beneficios económicos. Sin embargo, la composición de las aguas residuales farmacéuticas generales es compleja, difícil de reciclar, el proceso de recuperación es complicado y el costo es alto. Por lo tanto, la tecnología de tratamiento de aguas residual integral avanzada y eficiente es la clave para resolver completamente el problema de las aguas residuales.
4 conclusión
Ha habido muchos informes sobre el tratamiento de las aguas residuales farmacéuticas. Sin embargo, debido a la diversidad de materias primas y procesos en la industria farmacéutica, la calidad de las aguas residuales varía ampliamente. Por lo tanto, no existe un método de tratamiento maduro y unificado para las aguas residuales farmacéuticas. La ruta de proceso para elegir depende de las aguas residuales. naturaleza. Según las características de las aguas residuales, el pretratamiento generalmente se requiere para mejorar la biodegradabilidad de las aguas residuales, inicialmente eliminar contaminantes y luego combinar con tratamiento bioquímico. En la actualidad, el desarrollo de un dispositivo de tratamiento de agua compuesto económico y efectivo es un problema urgente a resolver.
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Tiempo de publicación: agosto-15-2022