Situació actual: la indústria farmacèutica se centra principalment en productes farmacèutics de síntesi química, productes farmacèutics biològics i productes farmacèutics de medicina tradicional xinesa, i la producció té les característiques d'una varietat de productes, processos complexos i diferents escales de producció.
Les aigües residuals produïdes pels processos farmacèutics tenen les característiques d'una alta concentració de contaminants, components complexos, baixa biodegradabilitat i alta toxicitat biològica.
Les aigües residuals de la producció farmacèutica de síntesi química i fermentació són la dificultat i el punt clau en el control de la contaminació de la indústria farmacèutica.
Les aigües residuals de síntesi química són un dels principals contaminants que s'aboquen durant la producció farmacèutica [2].
Les aigües residuals farmacèutiques es poden dividir aproximadament en quatre categories [3], és a dir, líquid residual i líquid mare en el procés de producció;
El líquid residual en la recuperació inclou el dissolvent, el líquid previ, el subproducte, etc.
Drenatge de processos auxiliars com ara aigua de refrigeració, etc.
Equipament i aigües residuals de neteja del sòl;
Aigües residuals domèstiques.
Tecnologia per al tractament d'aigües residuals intermèdies farmacèutiques
Ateses les característiques de les aigües residuals intermèdies farmacèutiques, com ara l'alta COD, l'alt contingut de nitrogen, l'alt contingut de fòsfor, l'alt contingut de sal, la croma profunda, la composició complexa i la baixa biodegradabilitat, els mètodes de tractament més utilitzats inclouen el tractament fisicoquímic i el procés de tractament bioquímic [6].
Segons els diferents tipus de qualitat de les aigües residuals, també s'aplicarà una sèrie de mètodes com ara la combinació de processos fisicoquímics i processos biològics [7].
La imatge
1. Tecnologia de tractament físic i químic
Actualment, els principals mètodes de tractament físic i químic per a les aigües residuals de la producció farmacèutica inclouen: mètode de flotació de gasos, mètode de coagulació-sedimentació, mètode d'adsorció, mètode d'osmosi inversa, mètode d'incineració i procés d'oxidació avançada [8].
A més, els mètodes d'electròlisi i precipitació química, com ara la microelectròlisi FE-C i els mètodes de precipitació MAP per a l'eliminació de nitrogen i fòsfor, també s'utilitzen habitualment en el tractament d'aigües residuals intermèdies farmacèutiques.
1.1 Mètode de coagulació i sedimentació
El procés de coagulació és un procés en què les partícules en suspensió i les partícules col·loïdals de l'aigua es transformen en un estat inestable mitjançant l'addició d'agents químics i després s'agreguen en flocs o flocs que són fàcils de separar.
Actualment, aquesta tecnologia s'utilitza habitualment en el pretractament, tractament intermedi i tractament avançat d'aigües residuals farmacèutiques [10].
La tecnologia de coagulació i sedimentació té els avantatges d'una tecnologia madura, un equip senzill, un funcionament estable i un manteniment convenient.
Tanmateix, es produirà una gran quantitat de fangs químics en el procés d'aplicació d'aquesta tecnologia, la qual cosa comportarà un pH baix de l'efluent i un contingut de sal relativament alt de les aigües residuals.
A més, la tecnologia de coagulació i sedimentació no pot eliminar eficaçment els contaminants dissolts a les aigües residuals, ni tampoc pot eliminar completament els contaminants tòxics i nocius de les aigües residuals.
1.2 Mètode de precipitació química
El mètode de precipitació química és un mètode químic per eliminar contaminants de les aigües residuals mitjançant la reacció química entre agents químics solubles i contaminants de les aigües residuals per formar sals insolubles, hidròxids o compostos complexos.
Les aigües residuals intermèdies farmacèutiques sovint contenen una alta concentració de nitrogen amonià, ions fosfat i sulfat, etc. Per a aquest tipus d'aigües residuals, el mètode de precipitació química s'utilitza sovint per al pretractament físic i químic per garantir el funcionament normal del procés de tractament bioquímic posterior.
Com a tecnologia tradicional de tractament d'aigua, la precipitació química s'utilitza sovint per estovar les aigües residuals.
A causa de l'ús de matèries primeres químiques d'alta puresa en el procés de producció d'aigües residuals intermèdies farmacèutiques, les aigües residuals sovint contenen una alta concentració de nitrogen i fòsfor amonià i altres contaminants. L'ús del mètode de precipitació química de fosfat de magnesi i amoni pot eliminar eficaçment els dos contaminants alhora, i la precipitació de sal de fosfat de magnesi i amoni generada es pot reciclar.
El mètode de precipitació química amb fosfat de magnesi i amoni també es coneix com a mètode d'estruvita.
En el procés de producció d'intermedis farmacèutics, sovint s'utilitza una gran quantitat d'àcid sulfúric en alguns tallers, i el pH d'aquesta part de les aigües residuals pot ser baix. Per tal de millorar el valor del pH de les aigües residuals i eliminar alguns ions sulfat alhora, sovint s'utilitza el mètode d'afegir CaO, que s'anomena mètode de precipitació química de dessulfuració de calç viva.
1.3 adsorció
El principi d'eliminació de contaminants de les aigües residuals mitjançant el mètode d'adsorció es refereix a l'ús de materials sòlids porosos per adsorbir certs o diversos contaminants de les aigües residuals, de manera que els contaminants de les aigües residuals es puguin eliminar o reciclar.
Els adsorbents més utilitzats inclouen cendres volants, escòries, carbó activat i resines d'adsorció, entre els quals el carbó activat és el més utilitzat.
1.4 flotació d'aire
El mètode de flotació per aire és un procés de tractament d'aigües residuals en què s'utilitzen petites bombolles altament disperses com a portadors per produir adhesió als contaminants de les aigües residuals. Com que la densitat de les petites bombolles que s'adhereixen als contaminants és menor que la de l'aigua i suren cap amunt, es realitza una separació sòlid-líquid o líquid-líquid.
Les formes de flotació per aire inclouen la flotació per aire dissolt, la flotació per aire airejat, la flotació per aire per electròlisi i la flotació química per aire, etc. [18], entre les quals la flotació química per aire és adequada per al tractament d'aigües residuals amb un alt contingut de matèria en suspensió.
El mètode de flotació d'aire té els avantatges d'una baixa inversió, un procés senzill, un manteniment convenient i un baix consum d'energia, però no pot eliminar eficaçment els contaminants dissolts a les aigües residuals.
1.5 electròlisi
El procés electrolític és l'ús del corrent imprès, que produeix una sèrie de reaccions químiques, transforma els contaminants nocius de les aigües residuals i els elimina. El principi de reacció del procés electrolític que es produeix en una solució electrolítica és que, a través del material de l'elèctrode i la reacció de l'elèctrode, es genera nou oxigen i hidrogen [H2] ecològics i els contaminants de les aigües residuals s'eliminen mitjançant la reacció REDOX.
El mètode d'electròlisi té una alta eficiència i un funcionament senzill en el tractament d'aigües residuals. Al mateix temps, el mètode d'electròlisi pot eliminar eficaçment les substàncies acolorides de les aigües residuals i millorar eficaçment la biodegradabilitat de les aigües residuals.
La imatge
2. Tecnologia d'oxidació avançada
La tecnologia d'oxidació avançada, com a nova tecnologia de tractament d'aigua, té molts avantatges, com ara una alta eficiència de degradació de contaminants, una degradació i oxidació més completa dels contaminants i l'absència de contaminació secundària.
La tecnologia d'oxidació avançada, també coneguda com a tecnologia d'oxidació profunda, és una tecnologia de tractament físic i químic que utilitza oxidant, llum, electricitat, so, magnetisme i catalitzador per generar radicals lliures altament actius (com ara ·OH) per degradar contaminants orgànics refractaris.
En el camp del tractament d'aigües residuals farmacèutiques, la tecnologia d'oxidació avançada s'ha convertit en el focus d'una àmplia investigació i atenció.
La tecnologia d'oxidació avançada inclou principalment oxidació electroquímica, oxidació química, oxidació ultrasònica, oxidació catalítica humida, oxidació fotocatalítica, oxidació catalítica composta, oxidació supercrítica d'aigua i tecnologia combinada d'oxidació avançada.
El mètode d'oxidació química consisteix a utilitzar agents químics ells mateixos o sota certes condicions amb una forta oxidació per oxidar els contaminants orgànics de les aigües residuals per aconseguir l'objectiu d'eliminar contaminants. Els mètodes d'oxidació química inclouen l'oxidació per ozó, el mètode d'oxidació de Fenton i el mètode d'oxidació catalítica humida.
2.1 Procés d'oxidació de Fenton
El mètode d'oxidació de Fenton és un tipus de mètode d'oxidació avançat que s'utilitza àmpliament actualment. Aquest mètode utilitza sal fèrrica (Fe2+ o Fe3+) com a catalitzador per produir ·OH amb una forta oxidació sota la condició d'afegir H2O2, que pot tenir una reacció d'oxidació amb contaminants orgànics sense selectivitat per aconseguir la degradació i mineralització dels contaminants.
Aquest mètode té molts avantatges, com ara una ràpida velocitat de reacció, absència de contaminació secundària i forta oxidació, etc. El mètode d'oxidació de Fenton s'utilitza habitualment en el tractament d'aigües residuals farmacèutiques a causa de la reacció d'oxidació no selectiva en el procés d'oxidació química i el mètode pot reduir la toxicitat de les aigües residuals i altres característiques.
2.2 Mètode d'oxidació electroquímica
El mètode d'oxidació electroquímica consisteix a utilitzar materials d'elèctrode per produir un radical lliure de superòxid ·O2 i un radical lliure d'hidroxil ·OH, tots dos amb una alta activitat oxidativa, que poden oxidar la matèria orgànica de les aigües residuals i, a continuació, aconseguir l'objectiu d'eliminar contaminants.
Tanmateix, aquest mètode té les característiques d'un alt consum d'energia i un cost elevat.
2.3 Oxidació fotocatalítica
L'oxidació fotocatalítica és una tecnologia de tractament relativament eficient en la tecnologia de tractament d'aigües, que utilitza materials catalítics (com ara TiO2, SrO2, WO3, SnO2, etc.) com a portadors catalítics per dur a terme l'oxidació catalítica de la majoria dels contaminants reductors de les aigües residuals, per tal d'aconseguir l'objectiu d'eliminar els contaminants.
Com que la majoria dels compostos que contenen les aigües residuals farmacèutiques són substàncies polars amb grups àcids o substàncies polars amb grups alcalins, aquestes substàncies poden ser degradades directament o indirectament per la llum.
2.4 Oxidació supercrítica de l'aigua
L'oxidació supercrítica de l'aigua (SCWO) és un tipus de tecnologia de tractament d'aigua que pren l'aigua com a medi i utilitza les característiques especials de l'aigua en estat supercrític per millorar la velocitat de reacció i aconseguir l'oxidació completa de la matèria orgànica.
2.5 Tecnologia combinada d'oxidació avançada
Totes les tecnologies d'oxidació avançades tenen les seves pròpies limitacions. Per tal de millorar l'eficiència del tractament d'aigües residuals, s'agrupen una sèrie de tecnologies d'oxidació avançades, que formen la combinació de les tecnologies d'oxidació avançades, o una única tecnologia d'oxidació avançada combinada amb altres tecnologies en una nova tecnologia per millorar la capacitat d'oxidació i l'efecte del tractament i per satisfer els canvis en la qualitat de l'aigua en el tractament d'aigües residuals farmacèutiques de classe més gran.
UV-Fenton, UV-H2O2, UV-O3, fotocatàlisi ultrasònica, fotocatàlisi amb carbó activat, fotocatàlisi i fotocatàlisi per microones, etc. Actualment, les tecnologies de combinació d'ozó més estudiades són [36]:
El procés de carbó activat amb ozó, O3-H2O2 i UV-O3, a partir de l'efecte de tractament d'aigües residuals refractàries i l'aplicació d'enginyeria, O3-H2O2 i UV-O3 tenen un major potencial de desenvolupament.
El procés de combinació comú de Fenton inclou el mètode de Fenton per microelectròlisi, el mètode de llimadures de ferro H2O2, el mètode de Fenton fotoquímic (com ara el mètode de Fenton solar, el mètode de Fenton UV-Fenton, etc.), però el mètode de Fenton elèctric s'utilitza àmpliament.
La imatge
3. Tecnologia de tractament bioquímic
La tecnologia de tractament bioquímic és la principal tecnologia en el tractament d'aigües residuals, que a través del creixement microbià, el metabolisme, la reproducció i altres processos descompon la matèria orgànica de les aigües residuals, obté l'energia necessària i aconsegueix l'objectiu d'eliminar la matèria orgànica.
3.1 Tecnologia de tractament biològic anaeròbic
La tecnologia de tractament biològic anaeròbic consisteix en l'ús del metabolisme de bacteris anaeròbics, que utilitza l'acidificació hidrolítica, la producció d'hidrogen, l'àcid acètic i el metà, entre altres processos, per convertir macromolècules que degraden la matèria orgànica en CH4, CO2, H2O i matèria orgànica molecular petita, en absència d'oxigen molecular.
Les aigües residuals farmacèutiques sintètiques sovint contenen un gran nombre de substàncies orgàniques refractàries cícliques, que no poden ser degradades ni utilitzades directament pels bacteris aeròbics, per la qual cosa l'actual tecnologia de tractament anaeròbic s'ha convertit en el principal mitjà en el camp del tractament d'aigües residuals farmacèutiques a nivell nacional i internacional [43].
La tecnologia de tractament biològic anaeròbic té molts avantatges: el procés de funcionament del reactor anaeròbic no necessita proporcionar aireació, el consum d'energia és baix;
La càrrega orgànica de l'aigua influent anaeròbica és generalment alta.
Baixes necessitats de nutrients;
El rendiment dels fangs del reactor anaeròbic és baix i els fangs es deshidraten fàcilment.
El metà produït en el procés anaeròbic es pot reciclar com a energia.
Tanmateix, l'efluent anaeròbic no es pot descarregar fins a l'estàndard i cal tractar-lo més a fons combinant-lo amb altres processos. Tanmateix, la tecnologia de tractament biològic anaeròbic és sensible al valor del pH, la temperatura i altres factors. Si la fluctuació és gran, la reacció anaeròbica es veurà afectada directament i, per tant, la qualitat de l'efluent es veurà afectada.
3.2 Tecnologia de tractament biològic aeròbic
La tecnologia de tractament biològic aeròbic és una tecnologia de tractament biològic que utilitza la descomposició oxidativa i la síntesi d'assimilació de bacteris aeròbics per eliminar la matèria orgànica degradada. Durant el creixement i el metabolisme dels organismes aeròbics, es durà a terme un gran nombre de reproduccions, que generaran nous fangs activats. L'excés de fangs activats es descarregarà en forma de fangs residuals i les aigües residuals es purificaran alhora.

Indústria química MIT-IVY amb4 fàbriquesdurant 19 anys， tintsIntermedis & intermediaris farmacèutics &productes químics fins i especialitzats .TEL (WhatsApp): 008613805212761 Atena