• Las aguas residuales de la industria farmacéutica incluyen principalmente las aguas residuales de producción de antibióticos y la 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 medicamentos de patente china y aguas residuales de lavado y lavado en varios procesos de preparación. Las aguas residuales se caracterizan por una composición compleja, alto contenido orgánico, alta toxicidad, croma profundo y alto contenido de sal, especialmente malas propiedades bioquímicas y descarga intermitente, que es un agua residual industrial difícil de tratar. Con el desarrollo de la industria farmacéutica de China, las aguas residuales farmacéuticas se han convertido gradualmente en una de las fuentes importantes de contaminación.

     

     

    1. Método de tratamiento de aguas residuales farmacéuticas

    Los métodos de tratamiento de las aguas residuales farmacéuticas se pueden resumir de la siguiente manera: tratamiento físico y químico, tratamiento químico, tratamiento bioquímico y tratamiento combinado de varios métodos, y varios métodos de tratamiento tienen sus propias ventajas y desventajas.

    1.1 Tratamiento materializado

    De acuerdo con las características de calidad del agua de las aguas residuales farmacéuticas, el tratamiento fisicoquímico se requiere como proceso de pretratamiento o postratamiento para el tratamiento bioquímico. Los métodos de tratamiento físico y químico actualmente aplicados incluyen principalmente coagulación, flotación por aire, adsorción, extracción de amoniaco, electrólisis, intercambio iónico y separación por membranas.

     

     

    1.1.1 Método de coagulación

    Esta tecnología es un método de tratamiento de agua comúnmente utilizado en el hogar y en el extranjero. Es ampliamente utilizado en el pretratamiento y postratamiento de aguas residuales farmacéuticas, como el sulfato de aluminio y el sulfato poliférrico para aguas residuales de la medicina tradicional china. La clave para un tratamiento de coagulación eficiente es seleccionar y agregar adecuadamente coagulantes con excelente desempeño. En los últimos años, la dirección del desarrollo de los coagulantes ha evolucionado desde polímeros de bajo peso molecular a polímeros poliméricos, de un solo componente a funcional de tipo complejo [3]. Liu Minghua et al [4] trataron un floculante compuesto de alta eficiencia F-1 con un floculante compuesto de alta eficiencia F-1 para tratar DQO, SS y cromaticidad del licor de desecho a pH 6.5 y dosis de floculante de 300 mg / L. Las tasas de remoción son 69,7%, 96,4% y 87,5%, respectivamente,

    1.1.2 Método de flotación por aire

    El método de flotación por aire generalmente incluye varias formas tales como flotación por aire de aireación, flotación por aire disuelto, flotación por aire químico y flotación por aire por electrólisis. La fábrica farmacéutica Xinchang utiliza el dispositivo de flotación de aire CAF vortex para pretratar las aguas residuales farmacéuticas. Con el agente apropiado, la tasa media de eliminación de DQO es de aproximadamente el 25%.

     

     

    1.1.3 Método de adsorción

    Los adsorbentes de uso común incluyen carbón activado, carbón activado, ácidos húmicos y resinas de adsorción. La fábrica farmacéutica de Wuhan Jianmin utiliza un proceso de tratamiento biológico aeróbico de dos etapas por adsorción de cenizas de carbón para tratar sus aguas residuales. Los resultados muestran que el pretratamiento de adsorción tiene una tasa de eliminación de DQO del 41,1% y un aumento de DBO5 / DQO.

    1.1.4 Método de separación de membranas

    La tecnología de membranas incluye ósmosis inversa, membranas de nanofiltración y membranas de fibra para recuperar materiales útiles y reducir las emisiones totales de materia orgánica. Las principales características de esta tecnología son equipos simples, fácil operación, sin cambio de fase ni cambio químico, alta eficiencia de procesamiento y ahorro de energía. Juanna y otros utilizaron una membrana de nanofiltración para separar las aguas residuales de cinamicina. Se encontró que tanto el efecto inhibidor de la lincomicina sobre los microorganismos en las aguas residuales se redujo como se recuperó la cinamicina.

    1.1.5 Electrólisis

    El método tiene las ventajas de alta eficiencia, fácil operación y similares, y el método de electrólisis tiene un buen efecto de decoloración. Li Ying [8] pretrató el sobrenadante de riboflavina por electrólisis, y las tasas de eliminación de DQO, SS y cromaticidad alcanzaron el 71%, 83% y 67%, respectivamente.

     

     

    1.2 Tratamiento químico

    Cuando se aplican métodos químicos, el uso excesivo de ciertos reactivos puede conducir fácilmente a una contaminación secundaria de los cuerpos de agua. Por lo tanto, el trabajo de investigación experimental relevante debe realizarse antes del diseño. Los métodos químicos incluyen el método de hierro-carbono, el método químico redox (reactivo de Fenton, H2O2, O3), la tecnología de oxidación profunda y similares.

    1.2.1 Método de hierro y carbono

    La operación industrial muestra que la biodegradabilidad del efluente puede mejorarse en gran medida utilizando Fe-C como etapa de pretratamiento de las aguas residuales farmacéuticas. Lou Maoxing utilizó un tratamiento combinado de hierro-micro-electrólisis-anaeróbico-aeróbico-flotante de aire para tratar las aguas residuales de productos intermedios farmacéuticos como la eritromicina y la ciprofloxacina. La tasa de eliminación de DQO después del tratamiento con hierro y carbono fue del 20%. %, el efluente final cumple con el estándar nacional de primera clase del Estándar Integrado de Descarga de Aguas Residuales (GB8978-1996).

    1.2.2 Tratamiento con reactivo de Fenton

    La combinación de sal ferrosa y H2O2 se denomina reactivo de Fenton, que puede eliminar eficazmente la materia orgánica refractaria que no se puede eliminar con la tecnología tradicional de tratamiento de aguas residuales. Con la profundización de la investigación, se introducen luz ultravioleta (UV), oxalato (C2O42-) y similares en el reactivo de Fenton, de modo que la capacidad de oxidación se mejora enormemente. Usando TiO2 como catalizador y una lámpara de mercurio de baja presión de 9 W como fuente de luz, las aguas residuales farmacéuticas se trataron con reactivo Fenton y la tasa de decoloración fue del 100%, la tasa de eliminación de DQO fue del 92,3% y el compuesto de nitrobenceno disminuyó de 8,05 mg. / L. 0,41 mg / L.

     

     

    1.2.3 Método de oxidación

    El método puede mejorar la biodegradabilidad de las aguas residuales y tiene una buena tasa de eliminación de DQO. Por ejemplo, Balcioglu y otras tres aguas residuales con antibióticos fueron sometidas a un tratamiento de oxidación con ozono. Los resultados mostraron que las aguas residuales de oxidación del ozono no solo aumentaron la proporción de DBO5 / DQO, sino que también la tasa de eliminación de DQO fue superior al 75%.

    1.2.4 Tecnología de oxidación

    También conocida como tecnología de oxidación avanzada, reúne los últimos resultados de investigación de materiales ópticos, eléctricos, acústicos, magnéticos modernos y otras disciplinas similares, que incluyen oxidación electroquímica, oxidación húmeda, oxidación de agua supercrítica, oxidación fotocatalítica y método de degradación ultrasónica, etc. Entre ellos, la tecnología de oxidación fotocatalítica ultravioleta tiene las ventajas de novedad, alta eficiencia, no selectividad a las aguas residuales, especialmente adecuada para la degradación de hidrocarburos insaturados, y las condiciones de reacción son suaves, sin contaminación secundaria y tiene una buena perspectiva de aplicación. En comparación con los métodos de tratamiento ultravioleta, térmico, a presión y otros, el tratamiento ultrasónico de la materia orgánica es más directo y los requisitos del equipo son menores. Como nuevo tipo de método de tratamiento, cada vez se presta más atención. Xiao Guangquan et al [13] trataron las aguas residuales farmacéuticas con el método de contacto biológico ultrasónico-aeróbico. Con tratamiento ultrasónico durante 60 sy una potencia de 200 w, la tasa total de eliminación de DQO de las aguas residuales fue del 96%.

     

     

    1.3 Tratamiento bioquímico

    La tecnología de tratamiento bioquímico es una tecnología de tratamiento ampliamente utilizada para aguas residuales farmacéuticas, incluido el método biológico aeróbico, el método biológico anaeróbico y el método de combinación aeróbico-anaeróbico.

    1.3.1 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 cuando se realiza un tratamiento biológico aeróbico. Por lo tanto, el consumo de energía es grande, las aguas residuales son biodegradables y es difícil descargar directamente el estándar después del tratamiento bioquímico. Por lo tanto, uso aeróbico solo. No existen muchos tratamientos y se requiere un pretratamiento general. Los métodos de tratamiento biológico aeróbico comúnmente utilizados incluyen el método de lodo activado, el método de aireación de pozo profundo, el método de biodegradación por adsorción (método AB), el método de oxidación por contacto, el método de secuenciación por lotes de lodos activados intermitentes (método SBR) y el método de lodo activado circulante. (Ley CASS) y así sucesivamente.

    (1) Método de aireación de pozo profundo

     La aireación de pozos profundos es un sistema de lodos activados de alta velocidad. El método tiene las ventajas de una alta tasa de utilización de oxígeno, un espacio pequeño en el piso, un buen efecto de tratamiento, una baja inversión, un bajo costo operativo, sin expansión de lodo y baja producción de lodo. Además, su efecto de conservación del calor es bueno y el tratamiento no se ve afectado por las condiciones climáticas, lo que puede garantizar el efecto del tratamiento de aguas residuales de invierno en la región norte. Después de que las aguas residuales orgánicas de alta concentración de la Planta Farmacéutica del Noreste fueron tratadas bioquímicamente en el tanque de aireación del pozo profundo, la tasa de eliminación de DQO alcanzó el 92,7%. Se puede ver que la eficacia del tratamiento es muy alta y es extremadamente beneficiosa para el siguiente paso del tratamiento. Juega un papel decisivo.

    (2) método AB

    El método AB es un proceso de lodos activados de carga ultra alta. La tasa de eliminación de DBO5, DQO, SS, fósforo y nitrógeno amoniacal mediante el proceso AB es generalmente más alta que la del proceso convencional de lodos activados. Sus ventajas destacadas son una alta carga en la sección A, una fuerte resistencia a la carga de impacto y un gran efecto tampón sobre el pH y las sustancias tóxicas. Es especialmente adecuado para el tratamiento de aguas residuales con alta concentración y grandes cambios en la calidad y cantidad del agua. Yang Junshi y otros métodos utilizan el proceso biológico de acidificación por hidrólisis-AB para tratar las aguas residuales con antibióticos, el proceso es corto, ahorra energía y el costo del tratamiento es menor que el método de tratamiento biológico de floculación química del mismo tipo de aguas residuales.

    (3) Método de oxidación por contacto biológico

    La tecnología integra las ventajas del método de lodo activado y biopelícula, y tiene las ventajas de alta carga volumétrica, baja producción de lodo, fuerte resistencia al impacto, operación de proceso estable y manejo conveniente. Muchos proyectos utilizan un método de dos etapas, cuyo objetivo es aclimatar las cepas dominantes en diferentes etapas, aprovechar al máximo la sinergia entre diferentes poblaciones microbianas y mejorar los efectos bioquímicos y la resistencia al impacto. En la ingeniería, la digestión anaeróbica y la acidificación se utilizan a menudo como pasos de pretratamiento, y el proceso de oxidación por contacto se utiliza para tratar aguas residuales farmacéuticas. La fábrica farmacéutica Harbin North utilizó un proceso de oxidación por contacto biológico de dos etapas de acidificación por hidrólisis 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, el campo de aplicación también es más extenso.

    (4) método SBR

    El método SBR tiene las ventajas de una fuerte resistencia a la carga de impacto, alta actividad de lodos, estructura simple, sin necesidad de reflujo, operación flexible, pequeña ocupación de tierra, baja inversión, operación estable, alta tasa de remoción de matriz, buen efecto de remoción de nitrógeno y fósforo, etc. Aguas residuales fluctuantes. El experimento de tratar aguas residuales farmacéuticas con el proceso SBR muestra que el tiempo de aireación tiene una gran influencia en el efecto de tratamiento del proceso; configurar la sección anóxica, especialmente el diseño repetido de anóxico y aeróbico, puede mejorar significativamente el efecto del tratamiento; El proceso de tratamiento de fortalecimiento de SBR con PAC puede mejorar significativamente el efecto de eliminación del sistema. En los últimos años, el proceso se ha vuelto cada vez más perfecto y se ha utilizado ampliamente en el tratamiento de aguas residuales farmacéuticas.

     

     

    1.3.2 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 la DQO del efluente sigue siendo alta después del tratamiento con un método anaeróbico separado y generalmente requiere un postratamiento (como un tratamiento biológico aeróbico). . En la actualidad, aún es necesario fortalecer el desarrollo y diseño de reactores anaeróbicos de alta eficiencia y realizar un estudio en profundidad de las condiciones de operación. Las aplicaciones más exitosas en el tratamiento de aguas residuales farmacéuticas son el manto de lodo anaeróbico de flujo ascendente (UASB), el lecho compuesto anaeróbico (UBF), el reactor con deflector anaeróbico (ABR), la hidrólisis y similares.

    (1) método UASB

    El reactor UASB tiene las ventajas de una alta eficiencia de digestión anaeróbica, una estructura simple, un tiempo de retención hidráulico corto y no necesita un dispositivo de reflujo de lodos separado. Cuando se usa UASB para tratar aguas residuales de producción farmacéutica como kanamicina, cloro, VC, SD y glucosa, el contenido de SS generalmente no es demasiado alto para garantizar que la tasa de eliminación de DQO esté por encima del 85% al ​​90%. La tasa de eliminación de DQO de la serie UASB de dos etapas puede alcanzar más del 90%.

    (2) método UBF

    Comprar Wenning et al. realizó una prueba comparativa de UASB y UBF. Los resultados muestran que UBF tiene las características de un buen efecto de transferencia y separación de masa, gran biomasa y especies biológicas, alta eficiencia de procesamiento y fuerte estabilidad operativa. Biorreactor de oxígeno.

    (3) Acidificación por hidrólisis

    El tanque de hidrólisis se conoce como lecho de lodo de flujo ascendente hidrolizado (HUSB), que es un UASB mejorado. En comparación con el tanque anaeróbico de proceso completo, el tanque de hidrólisis tiene las siguientes ventajas: no necesita sellar, agitar, no hay separador trifásico, lo que reduce el costo y facilita el mantenimiento; puede degradar moléculas grandes y sustancias orgánicas no biodegradables de las aguas residuales en moléculas pequeñas. Materia orgánica que es fácilmente biodegradable, mejora la biodegradabilidad del agua cruda; reacción rápida, volumen de tanque pequeño, menor inversión de capital y volumen de lodo reducido. En los últimos años, el proceso de hidrólisis aeróbica se ha utilizado ampliamente en el tratamiento de aguas residuales farmacéuticas. Por ejemplo, una planta biofarmacéutica utiliza un proceso de oxidación por contacto biológico de dos etapas de acidificación por hidrólisis para tratar aguas residuales farmacéuticas. La operación es estable y el efecto de remoción de materia orgánica es notable. DQO, DBO5 Las tasas de eliminación de SS y SS fueron 90,7%, 92,4% y 87,6%, respectivamente.

     

     

    1.3.3 Procesos de tratamiento anaeróbico-aeróbico y otros tratamientos combinados

    Debido a que el tratamiento aeróbico o el tratamiento anaeróbico por sí solos no pueden cumplir con los requisitos, los procesos anaeróbicos-aeróbicos, de acidificación de hidrólisis-aeróbicos y otros procesos combinados mejoran la biodegradabilidad, la resistencia al impacto, el costo de inversión y el efecto del tratamiento de las aguas residuales. A partir del rendimiento de un solo método de procesamiento, se ha utilizado ampliamente en la práctica de la ingeniería. Por ejemplo, una fábrica farmacéutica utiliza un proceso anaeróbico-aeróbico para tratar aguas residuales farmacéuticas, la tasa de eliminación de DBO5 es del 98%, la tasa de eliminación de DQO es del 95% y el efecto del tratamiento es estable. El proceso de microelectrólisis-hidrólisis anaeróbica-acidificación-SBR se utiliza para tratar la síntesis química de aguas residuales farmacéuticas. Los resultados muestran que todo el proceso en serie tiene una fuerte resistencia al impacto al cambio de la calidad de las aguas residuales y el volumen de agua. y la tasa de eliminación de DQO puede alcanzar el 86% ± 92%, que es una opción de proceso ideal para el tratamiento de aguas residuales farmacéuticas; En el tratamiento de aguas residuales, se adopta el proceso de acidificación hidrolítica-A / O-oxidación catalítica-oxidación por contacto. Cuando la DQO del afluente es de aproximadamente 12 000 mg / L, la DQO del efluente es inferior a 300 mg / L; el método biofilm-SBR se utiliza para tratar el biofilm-SBR La tasa de eliminación de DQO en aguas residuales farmacéuticas con refractario puede alcanzar 87,5% ~ 98,31%, que es mucho más alto que el efecto de tratamiento del método biofilm y el método SBR solo.

     

     

    Además, con el desarrollo continuo de la tecnología de membranas, 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 por membranas y el tratamiento biológico, y tiene las ventajas de una alta carga volumétrica, una fuerte resistencia al impacto, un espacio reducido en el piso y menos lodos residuales. El proceso de biorreactor de membrana anaeróbica se utilizó para tratar las aguas residuales de cloruro de ácido intermedio farmacéutico con DQO de 25 000 mg / L. La tasa de eliminación de DQO del sistema se mantuvo por encima del 90%. Se adoptó por primera vez la capacidad de degradar materia orgánica específica por bacterias obligadas. El biorreactor de membrana de extracción se utilizó para tratar aguas residuales industriales que contienen 3,4-dicloroanilina. La TRH fue de 2 h, y la tasa de eliminación alcanzó el 99%, y se obtuvo el efecto de tratamiento ideal. A pesar de los problemas de ensuciamiento de membranas, con el continuo desarrollo de la tecnología de membranas, MBR se utilizará más ampliamente en el campo del tratamiento de aguas residuales farmacéuticas.

     

     

    2. Proceso de tratamiento y selección de aguas residuales farmacéuticas

    Las características de calidad del agua de las aguas residuales farmacéuticas hacen imposible que la mayoría de las aguas residuales farmacéuticas sean tratadas únicamente mediante tratamiento bioquímico, por lo que el pretratamiento necesario debe realizarse antes del tratamiento bioquímico. Generalmente, se debe configurar un tanque de regulación para ajustar la calidad del agua y el pH, y de acuerdo con la situación real, se utiliza un método fisicoquímico o químico como proceso de pretratamiento para reducir el SS, la salinidad y la DQO parcial en el agua, y reducir la Sustancias inhibidoras biológicas en las aguas residuales, y Mejorar la degradabilidad de las aguas residuales para facilitar el posterior tratamiento bioquímico de las aguas residuales.

    Las aguas residuales pretratadas pueden tratarse de acuerdo con sus características de calidad del agua mediante un proceso anaeróbico y aeróbico. Si las necesidades de efluentes son elevadas, el proceso de tratamiento aeróbico debe continuarse después del proceso de tratamiento aeróbico. La elección del proceso específico debe tener en cuenta la naturaleza de las aguas residuales, el efecto del tratamiento del proceso, la inversión en infraestructura y la operación y mantenimiento, etc., para que la tecnología sea viable y económica. La ruta general del proceso es un proceso de combinación de pretratamiento-anaeróbico-aeróbico (postratamiento). Las aguas residuales farmacéuticas integrales que contienen insulina artificial y similares se tratan mediante un proceso de combinación de hidrólisis, adsorción, oxidación y filtración por contacto, y la calidad del agua efluente tratada es superior al estándar de primera clase de GB8978-1996.

     

     

    3. Reciclaje de materiales útiles en aguas residuales farmacéuticas

    Promover la producción limpia en la industria farmacéutica, mejorar la tasa de utilización de materias primas y la tasa de recuperación integral de productos intermedios y subproductos, y reducir o eliminar la contaminación en el proceso de producción mediante procesos de reforma. Debido a la particularidad de ciertos procesos de producción farmacéutica, las aguas residuales contienen una gran cantidad de materiales reciclables. Para el tratamiento de estas aguas residuales farmacéuticas, primero se debe fortalecer la recuperación de materiales y la utilización integral. Para el contenido de sal de amonio de las aguas residuales intermedias farmacéuticas hasta del 5% al ​​10%, la película raspadora fija se utiliza para la evaporación, concentración, cristalización y la recuperación de (NH4) 2SO4 y NH4NO3 con una fracción de masa de aproximadamente 30%. utilizado como fertilizante o reutilización. Beneficios económicos evidentes; una empresa farmacéutica de alta tecnología utiliza un método de soplado para tratar aguas residuales de producción con un contenido extremadamente alto de formaldehído. Después de la recuperación, el gas formaldehído puede formularse en reactivo de formalina o quemarse como fuente de calor para calderas. Mediante la recuperación de formaldehído, los recursos se pueden utilizar de manera sustentable, y el costo de inversión de la estación de tratamiento se puede recuperar en 4 a 5 años, logrando la unificación de beneficios ambientales y económicos. Sin embargo, en general, las aguas residuales farmacéuticas tienen una composición compleja y son difíciles de reciclar, y el proceso de reciclado es complicado y el costo es alto. Por lo tanto, la tecnología avanzada y eficiente de tratamiento integrado de aguas residuales es la clave para resolver completamente el problema de las aguas residuales.

     

     

    4, la conclusión

    Ha habido muchos informes sobre el tratamiento de aguas residuales farmacéuticas. Sin embargo, debido a la diversidad de materias primas y procesos en la industria farmacéutica, la calidad de las aguas residuales es muy diferente. Por lo tanto, las aguas residuales farmacéuticas no tienen un método de tratamiento maduro y unificado. La ruta de proceso seleccionada depende de las aguas residuales. naturaleza. Según las características de las aguas residuales, generalmente es necesario pretratarlas para mejorar la biodegradabilidad de las aguas residuales y eliminar inicialmente los contaminantes, y luego combinar el tratamiento bioquímico. En la actualidad, el desarrollo de una unidad de tratamiento de agua compuesta económica y eficaz es un problema urgente por resolver. Al mismo tiempo, se debe fortalecer la investigación sobre producción más limpia,