Praegune olukord: farmaatsiatööstus keskendub peamiselt keemilise sünteesi ravimitele, bioloogilistele ravimitele ja traditsioonilise hiina meditsiini ravimitele ning tootmisel on mitmesuguste toodete, keerukate protsesside ja erinevate tootmisskaalade omadused.
Farmaatsiaprotsessi käigus tekkiv reovesi on iseloomustatud kõrge saasteainete kontsentratsiooni, keeruliste komponentide, halva biolagunevusega ja kõrge bioloogilise toksilisusega.
Keemilise sünteesi ja kääritamise farmaatsiatoodete reovesi on farmaatsiatööstuse reostuse kontrollimisel raskusaste ja võtmeküsimus.
Keemilise sünteesi reovesi on peamine saasteaine, mis farmaatsiatoodete tootmise käigus eraldub [2].
Farmaatsiatoodete reovett saab laias laastus jagada nelja kategooriasse [3], st tootmisprotsessi jääkvedelik ja emalahus;
Taaskasutamisel jääkvedeliku hulka kuuluvad lahusti, eeltingimusena kasutatav vedelik, kõrvalsaadused jne.
Abiprotsesside äravool, näiteks jahutusvesi jne.
Seadmed ja maapinna loputusreovesi;
Kodune kanalisatsioon.
Farmaatsiatoodete vaheproduktide reovee töötlemise tehnoloogia
Arvestades farmaatsiatoodete vaheproduktina kasutatava reovee omadusi, nagu kõrge keemiline hapnikutarve, kõrge lämmastikusisaldus, kõrge fosforisisaldus, kõrge soolasisaldus, sügav kromaatilisus, keeruline koostis ja halb biolagunevus, hõlmavad tavaliselt kasutatavad puhastusmeetodid füüsikalis-keemilist ja biokeemilist puhastusprotsessi [6].
Erinevat tüüpi reovee kvaliteedi järgi rakendatakse ka mitmeid meetodeid, näiteks füüsikalis-keemiliste ja bioloogiliste protsesside kombinatsiooni [7].
Pilt
1. Füüsikaline ja keemiline töötlustehnoloogia
Praegu on farmaatsiatootmise reovee peamised füüsikalised ja keemilised puhastusmeetodid järgmised: gaasiflotatsioonimeetod, koagulatsioonisette meetod, adsorptsioonimeetod, pöördosmoosi meetod, tuhastamismeetod ja täiustatud oksüdatsiooniprotsess [8].
Lisaks kasutatakse farmaatsiatoodete vaheprodukti reovee puhastamisel tavaliselt ka elektrolüüsi ja keemilise sadestamise meetodeid, näiteks FE-C mikroelektrolüüsi ja MAP sadestamise meetodeid lämmastiku ja fosfori eemaldamiseks.
1.1 Koagulatsiooni- ja settimismeetod
Koagulatsiooniprotsess on protsess, mille käigus vees olevad suspendeeritud osakesed ja kolloidsed osakesed muudetakse keemiliste ainete lisamise teel ebastabiilseks olekuks ja seejärel agregeeritakse kergesti eraldatavateks helvesteks või helvesteks.
Praegu kasutatakse seda tehnoloogiat tavaliselt farmaatsiatööstuse reovee eeltöötluses, vahetöötluses ja edasijõudnud töötlemisel [10].
Koagulatsiooni ja settimise tehnoloogial on eelised küpse tehnoloogia, lihtsa varustuse, stabiilse töö ja mugava hoolduse näol.
Selle tehnoloogia rakendamisel tekib aga suures koguses keemilist setteid, mis põhjustab heitvee madalat pH-d ja suhteliselt kõrget soolasisaldust.
Lisaks ei suuda koagulatsiooni- ja settimistehnoloogia reovees lahustunud saasteaineid tõhusalt eemaldada ega ka reovees leiduvaid mürgiseid ja kahjulikke jääke täielikult eemaldada.
1.2 Keemilise sadestamise meetod
Keemilise sadestamise meetod on keemiline meetod reovees leiduvate saasteainete eemaldamiseks keemilise reaktsiooni teel lahustuvate keemiliste ainete ja reovees leiduvate saasteainete vahel, moodustades lahustumatuid sooli, hüdroksiide või kompleksühendeid.
Farmaatsiatoodete vahepealne reovesi sisaldab sageli suures kontsentratsioonis ammoniaaklämmastikku, fosfaati ja sulfaatioone jne. Sellise reovee puhul kasutatakse füüsikaliseks ja keemiliseks eeltöötluseks sageli keemilise sadestamise meetodit, et tagada järgneva biokeemilise puhastusprotsessi normaalne toimimine.
Traditsioonilise veepuhastustehnoloogiana kasutatakse reovee pehmendamiseks sageli keemilist sadestamist.
Kuna farmaatsiatoodete vaheproduktide reovee tootmisprotsessis kasutatakse kõrge puhtusastmega keemilisi tooraineid, sisaldab reovesi sageli kõrge ammooniumlämmastiku ja fosfori kontsentratsiooni ning muid saasteaineid. Magneesiumammooniumfosfaadi keemilise sadestamise meetodi abil saab mõlemad saasteained samaaegselt tõhusalt eemaldada ja tekkiv magneesiumammooniumfosfaadi soola sade saab taaskasutada.
Magneesiumammooniumfosfaadi keemilise sadestamise meetodit tuntakse ka struviidimeetodina.
Farmaatsiavaheühendi tootmisprotsessis kasutatakse mõnes töökojas sageli suures koguses väävelhapet ja selle reovee osa pH võib olla madal. Reovee pH väärtuse parandamiseks ja samal ajal mõnede sulfaatioonide eemaldamiseks kasutatakse sageli CaO lisamise meetodit, mida nimetatakse kustutatud lubja desulfureerimise keemiliseks sadestamiseks.
1.3 adsorptsioon
Reoveest saasteainete eemaldamise põhimõte adsorptsioonimeetodi abil viitab poorsete tahkete materjalide kasutamisele teatud või mitmesuguste reovees leiduvate saasteainete adsorbeerimiseks, et reovees olevaid saasteaineid saaks eemaldada või taaskasutada.
Tavaliselt kasutatavate adsorbentide hulka kuuluvad näiteks lendtuhk, räbu, aktiivsüsi ja adsorptsioonvaik, mille hulgas on kõige sagedamini kasutatav aktiivsüsi.
1.4 õhuflotatsioon
Õhuflotatsioonimeetod on reoveepuhastusprotsess, mille puhul kasutatakse reovees olevate saasteainete kleepumiseks kandjatena väga hajutatud väikeseid mulle. Kuna saasteainete külge kleepuvate väikeste mullide tihedus on väiksem kui veel ja need hõljuvad üles, toimub tahke-vedeliku või vedeliku-vedeliku eraldamine.
Õhufloatatsiooni vormide hulka kuuluvad lahustunud õhufloatatsioon, õhustatud õhufloatatsioon, elektrolüüsi õhufloatatsioon ja keemiline õhufloatatsioon jne [18], mille hulgas keemiline õhufloatatsioon sobib suure hõljuva aine sisaldusega reovee puhastamiseks.
Õhuflotatsioonimeetodil on eelised madala investeeringu, lihtsa protsessi, mugava hoolduse ja väikese energiatarbimise osas, kuid see ei suuda reovees lahustunud saasteaineid tõhusalt eemaldada.
1,5 elektrolüüs
Elektrolüütiline protsess on survevoolu kasutamine, mis tekitab rea keemilisi reaktsioone, muundab reovees olevad kahjulikud saasteained ja eemaldab need. Elektrolüütilise protsessi reaktsioonipõhimõte elektrolüüdilahuses on elektroodimaterjali ja elektroodi reaktsiooni kaudu uue ökoloogilise hapniku ja vesiniku [H2] teke ning REDOX-reaktsiooni käigus reovee saasteained eemaldatakse.
Elektrolüüsimeetodil on reovee puhastamisel kõrge efektiivsus ja lihtne kasutamine. Samal ajal saab elektrolüüsimeetodi abil tõhusalt eemaldada reoveest värvilisi aineid ja parandada reovee biolagunevust.
Pilt
2. Täiustatud oksüdatsioonitehnoloogia
Täiustatud oksüdatsioonitehnoloogial kui uuel veepuhastustehnoloogial on palju eeliseid, näiteks saasteainete lagundamise kõrge efektiivsus, saasteainete põhjalikum lagundamine ja oksüdeerimine ning sekundaarse reostuse puudumine.
Täiustatud oksüdatsioonitehnoloogia, tuntud ka kui sügavoksüdatsioonitehnoloogia, on füüsikaline ja keemiline töötlustehnoloogia, mis kasutab oksüdeerijat, valgust, elektrit, heli, magnetilist jõudu ja katalüsaatorit, et tekitada väga aktiivseid vabu radikaale (näiteks ·OH) tulekindlate orgaaniliste saasteainete lagundamiseks.
Farmaatsiatööstuse reovee puhastamise valdkonnas on ulatusliku uurimistöö ja tähelepanu keskpunktis olnud täiustatud oksüdatsioonitehnoloogia.
Täiustatud oksüdatsioonitehnoloogia hõlmab peamiselt elektrokeemilist oksüdatsiooni, keemilist oksüdatsiooni, ultraheli oksüdatsiooni, märgkatalüütilist oksüdatsiooni, fotokatalüütilist oksüdatsiooni, komposiitkatalüütilist oksüdatsiooni, ülikriitilise vee oksüdatsiooni ja täiustatud oksüdatsiooni kombineeritud tehnoloogiat.
Keemilise oksüdeerimise meetod on keemiliste ainete ise või teatud tingimustel tugeva oksüdeerimise kasutamine reovees sisalduvate orgaaniliste saasteainete oksüdeerimiseks saasteainete eemaldamise eesmärgi saavutamiseks. Keemilise oksüdeerimise meetodid, sealhulgas osooniga oksüdeerimine, Fentoni oksüdeerimismeetod ja märgkatalüütiline oksüdeerimismeetod, on oksüdeerimismeetodid.
2.1 Fentoni oksüdatsiooniprotsess
Fentoni oksüdatsioonimeetod on tänapäeval laialdaselt kasutatav täiustatud oksüdatsioonimeetod. See meetod kasutab katalüsaatorina raud(III)soola (Fe2+ või Fe3+), et toota H2O2 lisamise tingimustes tugeva oksüdatsiooniga ·OH-d, mis võib orgaaniliste saasteainetega oksüdeeruda ilma selektiivsuseta, et saavutada saasteainete lagundamine ja mineralisatsioon.
Sellel meetodil on palju eeliseid, sealhulgas kiire reaktsioonikiirus, sekundaarse reostuse puudumine ja tugev oksüdatsioon jne. Fentoni oksüdatsioonimeetodit kasutatakse tavaliselt farmaatsia reovee puhastamisel, kuna keemilise oksüdatsiooni protsessis esineb mitteselektiivne oksüdatsioonireaktsioon, ning meetod võib vähendada reovee toksilisust ja muid omadusi.
2.2 Elektrokeemiline oksüdeerimismeetod
Elektrokeemilise oksüdeerimise meetod on elektroodimaterjalide kasutamine superoksiidi vabade radikaalide ·O2 ja hüdroksüülvabade radikaalide ·OH tootmiseks, millel mõlemal on kõrge oksüdeerimisaktiivsus, mis võivad oksüdeerida reovees olevat orgaanilist ainet ja seejärel saavutada saasteainete eemaldamise eesmärgi.
Sellel meetodil on aga iseloomulik suur energiatarve ja kõrge hind.
2.3 Fotokatalüütiline oksüdatsioon
Fotokatalüütiline oksüdatsioon on suhteliselt tõhus veepuhastustehnoloogia, mis kasutab katalüütilisi materjale (nagu TiO2, SrO2, WO3, SnO2 jne) katalüütiliste kandjatena, et teostada enamiku reovees sisalduvate redutseerivate saasteainete katalüütiline oksüdeerimine, et saavutada saasteainete eemaldamise eesmärk.
Kuna enamik farmaatsiatoodete reovees sisalduvatest ühenditest on happeliste või aluseliste rühmadega polaarsed ained, võivad sellised ained valguse toimel otseselt või kaudselt laguneda.
2.4 Ülikriitilise vee oksüdeerimine
Ülikriitiline vee oksüdeerimine (SCWO) on veepuhastustehnoloogia, mis kasutab keskkonnana vett ja ülikriitilises olekus vee eriomadusi reaktsioonikiiruse parandamiseks ja orgaanilise aine täielikuks oksüdeerimiseks.
2.5 Täiustatud oksüdatsiooni kombineeritud tehnoloogia
Igal täiustatud oksüdatsioonitehnoloogial on omad piirangud. Reovee puhastamise efektiivsuse parandamiseks on rühmitatud rida täiustatud oksüdatsioonitehnoloogiaid, mis moodustavad täiustatud oksüdatsioonitehnoloogiate kombinatsiooni või ühe täiustatud oksüdatsioonitehnoloogia koos teiste tehnoloogiatega uueks tehnoloogiaks, et parandada oksüdatsioonivõimet ja töötlemisefekti ning rahuldada vee kvaliteedi muutusi suuremate farmaatsiatoodete reovee puhastamisel.
UV-Fenton, UV-H2O2, UV-O3, ultraheli fotokatalüüs, aktiivsöe fotokatalüüs, mikrolaine fotokatalüüs ja fotokatalüüs jne. Praegu on enim uuritud osooni kombineerimise tehnoloogiad [36]:
Osooniga aktiveeritud süsiniku protsess, O3-H2O2 ja UV-O3, tulekindla reovee töötlemisel ja insenerirakendustes on O3-H2O2 ja UV-O3-l suurem arengupotentsiaal.
Levinud Fentoni kombineeritud protsess hõlmab mikroelektrolüüsi Fentoni meetodit, rauaviilmete H2O2 meetodit, fotokeemilist Fentoni meetodit (näiteks päikese Fentoni meetod, UV-Fentoni meetod jne), kuid laialdaselt kasutatakse ka elektrilist Fentoni meetodit.
Pilt
3. Biokeemiline töötlustehnoloogia
Biokeemiline puhastustehnoloogia on reovee puhastamise peamine tehnoloogia, mis lagundab mikroobide kasvu, ainevahetust, paljunemist ja muid protsesse reovee orgaanilise aine abil, annab vajaliku energia ja saavutab orgaanilise aine eemaldamise eesmärgi.
3.1 Anaeroobse bioloogilise töötlemise tehnoloogia
Anaeroobne bioloogiline töötlustehnoloogia seisneb molekulaarse hapnikukeskkonna puudumises anaeroobsete bakterite metabolismi kasutamises hüdrolüütilise hapestamise, vesiniku tootmise, äädikhappe ja metaani tootmise ning muude makromolekulide muundamise protsesside kaudu, mis raskendavad orgaanilise aine lagundamist CH4-ks, CO2-ks, H2O-ks ja väikemolekulaarseks orgaaniliseks aineks.
Sünteetiline farmaatsiareovesi sisaldab sageli suures koguses tsüklilisi tulekindlaid orgaanilisi aineid, mida aeroobsed bakterid ei saa otseselt lagundada ega kasutada, mistõttu on praegune anaeroobne puhastustehnoloogia muutunud peamiseks vahendiks farmaatsiareovee puhastamisel nii kodu- kui ka välismaal [43].
Anaeroobsel bioloogilisel töötlemisel on palju eeliseid: anaeroobse reaktori tööprotsess ei vaja aereerimist, energiatarve on madal;
Anaeroobse sissevooluvee orgaaniline koormus on üldiselt suur.
Madal toitainevajadus;
Anaeroobse reaktori sette saagis on madal ja setteid on lihtne kuivatada.
Anaeroobses protsessis tekkivat metaani saab energiana taaskasutada.
Anaeroobset heitvett ei saa aga standardile vastavasse kohta juhtida ja seda tuleb täiendavalt töödelda, kombineerides seda teiste protsessidega. Anaeroobse bioloogilise töötlemise tehnoloogia on aga tundlik pH väärtuse, temperatuuri ja muude tegurite suhtes. Kui kõikumine on suur, mõjutab see otseselt anaeroobset reaktsiooni ja seejärel heitvee kvaliteeti.
3.2 Aeroobse bioloogilise töötlemise tehnoloogia
Aeroobne bioloogiline puhastustehnoloogia on bioloogilise puhastuse tehnoloogia, mis kasutab aeroobsete bakterite oksüdatiivset lagunemist ja assimilatsioonisünteesi lagunenud orgaanilise aine eemaldamiseks. Aeroobsete organismide kasvu ja metabolismi käigus toimub suur hulk paljunemist, mille tulemusel tekib uus aktiivmuda. Liigne aktiivmuda juhitakse jääkmuda kujul välja ja reovesi puhastatakse samal ajal.

MIT – IVY keemiatööstus koos4 tehast19 aastat， värvainedKesktases & farmaatsiavahetooted &peen- ja erikemikaalid .TEL (WhatsApp): 008613805212761 Athena