Las aguas residuales de la industria farmacéutica incluyen principalmente aguas residuales de producción de antibióticos y 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 aguas residuales de 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 que es 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. Cómo tratar este tipo de aguas residuales es un problema difícil en la protección del medio ambiente en la actualidad.1. Método de tratamiento de aguas residuales farmacéuticas Los métodos de tratamiento de 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 Según el agua características de calidad de las aguas residuales farmacéuticas, se requiere un tratamiento fisicoquímico como un proceso de pretratamiento o postratamiento para el tratamiento bioquímico. Los métodos de tratamiento físico y químico aplicados actualmente incluyen principalmente coagulación, flotación por aire, adsorción, extracción de amoníaco, electrólisis, intercambio iónico y separación por membrana. 1.1.1 Método de coagulación Esta tecnología es un método de tratamiento de agua comúnmente utilizado en el país y en el extranjero. Es ampliamente utilizado en el tratamiento previo y posterior de aguas residuales farmacéuticas, como sulfato de aluminio y 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 un rendimiento excelente. En los últimos años, la dirección de desarrollo de los coagulantes ha evolucionado de polímeros de bajo peso molecular a polímeros, de un solo componente a funcionales de tipo complejo [3]. Liu Minghua et al [4] trataron un floculante compuesto F-1 de alta eficiencia con un floculante compuesto F-1 de alta eficiencia para tratar DQO, SS y cromaticidad del licor residual a pH 6,5 y una dosis de floculante de 300 mg/L. Las tasas de eliminación son del 69,7 %, 96,4 % y 87,5 %, respectivamente, y su rendimiento es significativamente mejor que el PAC (carbón activado en polvo), la poliacrilamida (PAM) y otros floculantes individuales. 1.1.2 Método de flotación por aire El método de flotación por aire generalmente incluye varios formas tales como flotación de aire de aireación, flotación de aire disuelto, flotación de aire químico y flotación de aire de electrólisis. La fábrica farmacéutica de Xinchang utiliza un dispositivo de flotación de aire de vórtice CAF para pretratar las aguas residuales farmacéuticas. Con el agente apropiado, la tasa promedio de remoción de DQO es de alrededor del 25%. 1.1.3 Método de adsorción Los adsorbentes comúnmente usados incluyen carbón activado, carbón activado, ácidos húmicos y resinas de adsorción. La fábrica farmacéutica 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 por adsorción tiene una tasa de eliminación de DQO del 41,1 % y un aumento de DBO5/DQO. 1.1.4 Método de separación por 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 y cambio químico, alta eficiencia de procesamiento y ahorro de energía. Juanna y otros utilizaron una membrana de nanofiltración para separar las aguas residuales con cinamicina. Se encontró que tanto el efecto inhibidor de la lincomicina sobre los microorganismos en las aguas residuales se redujo y 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 una buena efecto de decoloración. Li Ying [8] pretrató el sobrenadante de riboflavina mediante 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 a la 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 el método de hierro-carbono, el método químico redox (reactivo de Fenton, H2O2, O3), la tecnología de oxidación profunda y similares. C como paso de pretratamiento de aguas residuales farmacéuticas. Lou Maoxing usó un tratamiento combinado de hierro, microelectrólisis, anaeróbico, aeróbico y aire flotante 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 carbón 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 puede eliminarse mediante la tecnología tradicional de tratamiento de aguas residuales. Con la profundización de la investigación, la luz ultravioleta (UV), el oxalato (C2O42-) y similares se introducen en el reactivo de Fenton, de modo que la capacidad de oxidación aumenta considerablemente. Utilizando 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 se sometieron a un tratamiento de oxidación con ozono. Los resultados mostraron que las aguas residuales de oxidación de 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 óptica moderna , eléctrica, acústica, magnética, materiales y otras disciplinas similares, incluida la oxidación electroquímica, la oxidación húmeda, la oxidación con agua supercrítica, la oxidación fotocatalítica y el método de degradación ultrasónica, etc. Entre ellos, la tecnología de oxidación fotocatalítica ultravioleta tiene las ventajas de novedad, alta eficiencia, sin selectividad para las aguas residuales, especialmente adecuado para la degradación de hidrocarburos insaturados, y las condiciones de reacción son suaves, sin contaminación secundaria y con buenas perspectivas de aplicación. En comparación con el ultravioleta, el calor, la presión y otros métodos de tratamiento, el tratamiento ultrasónico de la materia orgánica es más directo y los requisitos para el equipo son más bajos. Como un nuevo tipo de método de tratamiento, se está prestando cada vez más atención. Xiao Guangquan et al [13] trataron las aguas residuales farmacéuticas con un método de contacto biológico aeróbico ultrasónico. Con un tratamiento ultrasónico de 60 s y una potencia de 200 w, la tasa total de eliminación de DQO de las aguas residuales fue del 96 %.1.3 Tratamiento bioquímicoLa tecnología de tratamiento bioquímico es una tecnología de tratamiento ampliamente utilizada para aguas residuales farmacéuticas, incluido el método biológico aeróbico, el método biológico anaeróbico, el método aeróbico-anaeróbico método combinado. 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 el tratamiento biológico aeróbico. Por lo tanto, el consumo de energía es grande y las aguas residuales son biodegradables y es difícil descargar directamente el estándar después del tratamiento bioquímico. Por lo tanto, uso aeróbico solo. No hay 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 lodo activado intermitente por lotes de secuenciación (método SBR) y el método de lodo activado circulante. (ley CASS), etc.(1) Método de aireación de pozos profundosLa 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, espacio reducido, buen efecto de tratamiento, baja inversión, 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 fueran tratadas bioquímicamente en el tanque de aireación de pozo profundo, la tasa de eliminación de DQO alcanzó el 92,7 %. Se puede ver que la eficiencia del tratamiento es muy alta y es extremadamente beneficiosa para el siguiente paso del tratamiento. Juega un papel decisivo.(2) Método ABEl método AB es un proceso de lodos activados de carga ultraalta. La tasa de eliminación de DBO5, DQO, SS, fósforo y nitrógeno amoniacal mediante el proceso AB es generalmente más alta que la del proceso de lodos activados convencional. Sus ventajas sobresalientes son la alta carga en la sección A, la fuerte resistencia a la carga de impacto y el gran efecto amortiguador 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 hidrólisis acidificación-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 biopelícula y lodo activado, y tiene las ventajas de una 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 usan a menudo como pasos de pretratamiento, y el proceso de oxidación por contacto se usa para tratar aguas residuales farmacéuticas. Harbin North Pharmaceutical Factory 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 SBREl 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, terreno pequeño ocupación, 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 tratamiento de aguas residuales farmacéuticas con el proceso SBR muestra que el tiempo de aireación tiene una gran influencia en el efecto del tratamiento del proceso; establecer la sección anóxica, especialmente el diseño repetido de anóxica y aeróbica, 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. Las aguas residuales biofarmacéuticas han sido tratadas mediante el método de acidificación por hidrólisis-SBR, y la calidad del efluente ha alcanzado el estándar de primera clase de GB8978-1996.1.3.2 Tratamiento biológico anaeróbico En la actualidad, el tratamiento de aguas residuales orgánicas de alta concentración en el país y en el extranjero es basado principalmente en el método anaeróbico, pero la DQO del efluente sigue siendo alta después del tratamiento por un método anaeróbico separado y generalmente requiere un tratamiento posterior (como el tratamiento biológico aeróbico). En la actualidad, aún es necesario fortalecer el desarrollo y diseño de reactores anaerobios de alta eficiencia y profundizar en el estudio 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 deflector anaeróbico (ABR), la hidrólisis y similares. (1) Método UASB El reactor UASB tiene las ventajas de alta eficiencia de digestión anaeróbica, estructura simple, tiempo de retención hidráulica corto y sin necesidad de un dispositivo de reflujo de lodos por separado. Cuando se usa UASB para tratar aguas residuales de producción farmacéutica como kanamicina, clorina, 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 UBFBuying Wenning et al. realizó una prueba comparativa de UASB y UBF. Los resultados muestran que UBF tiene las características de buena transferencia de masa y efecto de separación, 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 denomina lecho de lodos hidrolizados ascendentes (HUSB), que es un UASB mejorado. En comparación con el tanque anaeróbico de todo el proceso, el tanque de hidrólisis tiene las siguientes ventajas: no necesita sellado, agitación, separador trifásico, lo que reduce el costo y facilita el mantenimiento; puede degradar moléculas grandes y sustancias orgánicas no biodegradables en las aguas residuales en moléculas pequeñas. Materia orgánica que es fácilmente biodegradable, mejora la biodegradabilidad del agua cruda; reacción rápida, volumen de tanque pequeño, menos inversión de capital y volumen de lodo reducido. En los últimos años, el proceso aerobio de hidrólisis ha sido ampliamente utilizado 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 las 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 del 90,7 %, 92,4 % y 87,6 %, respectivamente. La hidrólisis, la acidificación aeróbica y otros procesos combinados mejoran la biodegradabilidad, la resistencia al impacto, el costo de inversión y el efecto del tratamiento de las aguas residuales. Fuera del rendimiento de un solo método de procesamiento, ha sido ampliamente utilizado 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 de la serie tiene una fuerte resistencia al impacto al cambio de la calidad y el volumen del agua residual, 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 afluente es de aproximadamente 12 000 mg/L, la DQO efluente es inferior a 300 mg/L; el método biofilm-SBR se usa para tratar el biológico La tasa de eliminación de DQO en aguas residuales farmacéuticas con refractario puede alcanzar el 87,5% ~ 98,31%, que es mucho más alto que el efecto del tratamiento del método biofilm y el método SBR solo. Además, con el desarrollo continuo de la tecnología de membranas, la investigación de aplicaciones de biorreactores de membrana (MBR) en el tratamiento de aguas residuales farmacéuticas se ha profundizado gradualmente. MBR combina las características de la tecnología de separación por membrana y el tratamiento biológico, y tiene las ventajas de una alta carga volumétrica, una fuerte resistencia al impacto, un espacio reducido y menos lodos residuales. El proceso de biorreactor anaeróbico de membrana 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 contenían 3,4-dicloroanilina. La TRH fue de 2 h, 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 desarrollo continuo 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 que sea imposible tratar la mayoría de las aguas residuales farmacéuticas solo con tratamiento bioquímico, por lo que se debe realizar el pretratamiento necesario antes del tratamiento bioquímico. Generalmente, se debe establecer un tanque regulador 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 la 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 tratamiento bioquímico posterior 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 los requisitos de efluentes son altos, el proceso de tratamiento aeróbico debe continuar 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 factible y económica. La ruta general del proceso es un proceso de combinación de pretratamiento-anaeróbico-aeróbico-(post-tratamiento). Las aguas residuales farmacéuticas integrales que contienen insulina artificial y similares se tratan mediante un proceso combinado de hidrólisis, adsorción, oxidación por contacto y filtración, y la calidad del agua efluente tratada es superior al estándar de primera clase de GB8978-1996. Proceso de oxidación por contacto de hidrólisis de flotación por aire para aguas residuales farmacéuticas químicas, proceso de filtración de arena aeróbica compuesta por microhidrólisis de oxígeno para aguas residuales con antibióticos, proceso UBF-CASS de flotación por aire para el tratamiento de aguas residuales de extracción de medicina china de alta concentración, etc. efecto .3. Reciclaje de materiales útiles en aguas residuales farmacéuticasPromover 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 a través de 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 tales 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 de hasta 5% a 10%, la película raspadora fija se utiliza para la evaporación, concentración, cristalización y 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 el método de soplado para tratar las aguas residuales de producción con un contenido de formaldehído extremadamente alto. Después de la recuperación, el gas de formaldehído se puede formular en reactivo de formalina o quemarse como fuente de calor de caldera. A través de la recuperación de formaldehído, los recursos se pueden utilizar de manera sostenible y el costo de inversión de la estación de tratamiento se puede recuperar en un plazo de 4 a 5 años, logrando la unificación de los 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 reciclaje es complicado y el costo es alto. Por lo tanto, la tecnología integrada avanzada y eficiente de tratamiento 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 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. De acuerdo con las características de las aguas residuales, generalmente es necesario realizar un pretratamiento 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 compuesta de tratamiento de agua económica y eficaz es un problema urgente a resolver. Al mismo tiempo, se debe fortalecer la investigación sobre producción más limpia y se debe considerar el valor del reciclaje de aguas residuales y las formas apropiadas en la etapa inicial de tratamiento para lograr la unificación de los beneficios económicos y ambientales.
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