Situação atual: a indústria farmacêutica se concentra principalmente na síntese química farmacêutica, farmacêutica biológica e farmacêutica da medicina tradicional chinesa, e a produção tem as características de uma variedade de produtos, processos complexos e diferentes escalas de produção.
O efluente produzido pelo processo farmacêutico tem como características alta concentração de poluentes, componentes complexos, baixa biodegradabilidade e alta toxicidade biológica.
A síntese química e a fermentação das águas residuais da produção farmacêutica são a dificuldade e o ponto chave no controle da poluição da indústria farmacêutica.
As águas residuais de síntese química são os principais poluentes descarregados durante a produção farmacêutica [2].
As águas residuais farmacêuticas podem ser divididas em quatro categorias [3], ou seja, líquido residual e líquido-mãe no processo de produção;
O líquido residual na recuperação inclui solvente, líquido de pré-requisito, subproduto, etc.
Drenagem auxiliar do processo, como água de resfriamento, etc.
Equipamentos e águas residuais de descarga do solo;
Esgoto doméstico.
Tecnologia para tratamento de efluentes farmacêuticos intermediários
Tendo em vista as características das águas residuais farmacêuticas intermediárias, como alta DQO, alto nitrogênio, alto teor de fósforo, alto teor de sal, croma profundo, composição complexa e baixa biodegradabilidade, os métodos de tratamento comumente usados ​​incluem tratamento físico-químico e processo de tratamento bioquímico [6].
De acordo com os diferentes tipos de qualidade das águas residuais, uma série de métodos, como a combinação de processo físico-químico e processo biológico, também será aplicada [7].
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1. Tecnologia de tratamento físico e químico
Atualmente, os principais métodos de tratamento físico e químico para efluentes da produção farmacêutica incluem: método de flotação a gás, método de sedimentação por coagulação, método de adsorção, método de osmose reversa, método de incineração e processo avançado de oxidação [8].
Além disso, os métodos de eletrólise e precipitação química, como a microeletrólise FE-C e os métodos de precipitação MAP para remoção de nitrogênio e fósforo, também são comumente usados ​​no tratamento de efluentes farmacêuticos intermediários.
1.1 Método de coagulação e sedimentação
O processo de coagulação é um processo no qual as partículas suspensas e as partículas coloidais na água são transformadas em estado instável pela adição de agentes químicos e depois agregadas em flocos ou flocos fáceis de separar.
Atualmente, esta tecnologia é geralmente utilizada no pré-tratamento, tratamento intermediário e tratamento avançado de efluentes farmacêuticos [10].
A tecnologia de coagulação e sedimentação tem as vantagens de tecnologia madura, equipamento simples, operação estável e manutenção conveniente.
No entanto, haverá uma grande quantidade de lodo químico produzido no processo de aplicação dessa tecnologia, o que levará a um baixo pH do efluente e um teor relativamente alto de sais do efluente.
Além disso, a tecnologia de coagulação e sedimentação não pode efetivamente remover os poluentes dissolvidos nas águas residuais, nem pode remover completamente os poluentes tóxicos e nocivos das águas residuais.
1.2 Método de precipitação química
O método de precipitação química é um método químico para remover poluentes em águas residuais por reação química entre agentes químicos solúveis e poluentes em águas residuais para formar sais insolúveis, hidróxidos ou compostos complexos.
Águas residuais intermediárias farmacêuticas geralmente contêm alta concentração de nitrogênio amoniacal, íons de fosfato e sulfato, etc.
Como uma tecnologia tradicional de tratamento de água, a precipitação química é frequentemente usada para suavizar as águas residuais.
Devido ao uso de matérias-primas químicas de alta pureza no processo de produção de águas residuais intermediárias farmacêuticas, as águas residuais geralmente contêm alta concentração de nitrogênio amoniacal e fósforo e outros poluentes, usando o método de precipitação química de fosfato de amônia e magnésio pode efetivamente remover os dois poluentes ao mesmo tempo tempo, a precipitação de sais de fosfato de amônia e magnésio gerada pode ser reciclada.
O método de precipitação química de fosfato de amônio e magnésio também é conhecido como método de estruvita.
No processo de produção de intermediários farmacêuticos, uma grande quantidade de ácido sulfúrico é frequentemente usada em algumas oficinas, e o pH dessa parte do efluente pode ser baixo.A fim de melhorar o valor do pH das águas residuais e remover alguns íons de sulfato ao mesmo tempo, o método de adição de CaO é freqüentemente usado, que é chamado de método de precipitação química de dessulfuração de cal virgem.
1.3 adsorção
O princípio de remoção de poluentes em águas residuais pelo método de adsorção refere-se ao uso de materiais sólidos porosos para adsorver certos ou uma variedade de poluentes em águas residuais, de modo que os poluentes em águas residuais possam ser removidos ou reciclados.
Adsorventes comumente usados ​​incluem cinzas volantes, escória, carvão ativado e resina de adsorção, entre os quais o carvão ativado é mais comumente usado.
1.4 flutuação de ar
O método de flutuação a ar é um processo de tratamento de águas residuais no qual pequenas bolhas altamente dispersas são usadas como transportadoras para produzir adesão a poluentes em águas residuais.Como a densidade de pequenas bolhas aderidas aos poluentes é menor que a da água e flutua, a separação sólido-líquido ou líquido-líquido é realizada.
As formas de flutuação de ar incluem flutuação de ar dissolvido, flutuação de ar aerado, flutuação de ar por eletrólise e flutuação de ar químico, etc. [18], entre as quais a flutuação de ar químico é adequada para o tratamento de águas residuais com alto teor de matéria suspensa.
O método de flotação a ar tem as vantagens de baixo investimento, processo simples, manutenção conveniente e baixo consumo de energia, mas não pode remover efetivamente os poluentes dissolvidos nas águas residuais.
1,5 eletrólise
O processo eletrolítico é o uso do papel de corrente impressa, produz uma série de reações químicas, transforma os poluentes nocivos em águas residuais e foi removido, o princípio da reação do processo eletrolítico ocorrido na solução eletrolítica é através do material do eletrodo e da reação do eletrodo, gerando novos novos ecológicos oxigênio ecológico e hidrogênio [H] e poluentes de águas residuais da reação REDOX fazem a remoção de poluentes.
O método de eletrólise tem alta eficiência e operação simples no tratamento de águas residuais.Ao mesmo tempo, o método de eletrólise pode efetivamente remover as substâncias coloridas nas águas residuais e melhorar efetivamente a biodegradabilidade das águas residuais.
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2. Tecnologia de oxidação avançada
A tecnologia avançada de oxidação, como uma nova tecnologia de tratamento de água, tem muitas vantagens, como alta eficiência de degradação de poluentes, degradação e oxidação mais completas de poluentes e nenhuma poluição secundária.
A tecnologia de oxidação avançada, também conhecida como tecnologia de oxidação profunda, é uma tecnologia de tratamento físico e químico que usa oxidante, luz, eletricidade, som, magnético e catalisador para gerar radicais livres altamente ativos (como ·OH) para degradar poluentes orgânicos refratários.
No campo do tratamento de efluentes farmacêuticos, a tecnologia de oxidação avançada tornou-se o foco de extensa pesquisa e atenção.
A tecnologia avançada de oxidação inclui principalmente oxidação eletroquímica, oxidação química, oxidação ultrassônica, oxidação catalítica úmida, oxidação fotocatalítica, oxidação catalítica composta, oxidação supercrítica de água e tecnologia combinada de oxidação avançada.
O método de oxidação química é usar os próprios agentes químicos ou sob certas condições com forte oxidação para oxidar os poluentes orgânicos nas águas residuais para atingir o objetivo de remover poluentes, métodos de oxidação química, incluindo oxidação de ozônio, método de oxidação de Fenton e método de oxidação catalítica úmida.
2.1 Processo de oxidação de Fenton
O método de oxidação de Fenton é um tipo de método de oxidação avançado que é amplamente utilizado atualmente.Este método utiliza sal férrico (Fe2+ ou Fe3+) como catalisador para produzir ·OH com forte oxidação sob a condição de adição de H2O2, que pode ter reação de oxidação com poluentes orgânicos sem seletividade para atingir a degradação e mineralização dos poluentes.
Este método tem muitas vantagens, incluindo velocidade de reação rápida, nenhuma poluição secundária e forte oxidação, etc. O método de oxidação de Fenton é comumente usado no tratamento de águas residuais farmacêuticas devido à reação de oxidação não seletiva no processo de oxidação química e o método pode reduzir o toxicidade das águas residuais e outras características.
2.2 Método de oxidação eletroquímica
O método de oxidação eletroquímica é usar materiais de eletrodo para produzir radical livre de superóxido ·O2 e radical livre de hidroxila ·OH, ambos com alta atividade de oxidação, podem oxidar a matéria orgânica nas águas residuais e, em seguida, atingir o objetivo de remover poluentes.
No entanto, este método tem as características de alto consumo de energia e alto custo.
2.3 Oxidação fotocatalítica
A oxidação fotocatalítica é uma tecnologia de tratamento relativamente eficiente na tecnologia de tratamento de água, que utiliza materiais catalíticos (tais como TiO2, SrO2, WO3, SnO2, etc.) para atingir o objetivo de remover poluentes.
Como a maioria dos compostos contidos em efluentes farmacêuticos são substâncias polares com grupos ácidos ou substâncias polares com grupos alcalinos, tais substâncias podem ser direta ou indiretamente degradadas pela luz.
2.4 Oxidação da água supercrítica
A oxidação de água supercrítica (SCWO) é um tipo de tecnologia de tratamento de água que usa a água como meio e usa as características especiais da água no estado supercrítico para melhorar a taxa de reação e realizar a oxidação completa da matéria orgânica.
2.5 Tecnologia combinada de oxidação avançada
Todas as tecnologias avançadas de oxidação usam suas próprias limitações, a fim de melhorar a eficiência do tratamento de águas residuais, uma série de tecnologias avançadas de oxidação são agrupadas, formando a combinação das tecnologias avançadas de oxidação ou uma única tecnologia avançada de oxidação combinada com outras tecnologias em novas tecnologia para melhorar a capacidade de oxidação e o efeito do tratamento e atender às mudanças na qualidade da água no tratamento de águas residuais farmacêuticas de classe maior.
UV-Fenton, UV-H2O2, UV-O3, fotocatálise ultrassônica, fotocatálise de carvão ativado, fotocatálise de micro-ondas e fotocatálise, etc. Atualmente, as tecnologias de combinação de ozônio mais amplamente estudadas são [36] :
Processo de carvão ativado por ozônio, O3-H2O2 e UV-O3, do efeito do tratamento de águas residuais refratárias e aplicação de engenharia, O3-H2O2 e UV-O3 têm maior potencial de desenvolvimento.
O processo comum de combinação de Fenton inclui o método Fenton de microeletrólise, o método H2O2 de limalha de ferro, o método fotoquímico de Fenton (como o método solar de Fenton, o método UV-Fenton, etc.), mas o método elétrico de Fenton é amplamente utilizado.
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3. Tecnologia de tratamento bioquímico
A tecnologia de tratamento bioquímico é a principal tecnologia no tratamento de águas residuais, através do crescimento microbiano, metabolismo, reprodução e outros processos para decompor a matéria orgânica nas águas residuais, obter sua própria energia necessária e atingir o objetivo de remover a matéria orgânica.
3.1 Tecnologia de tratamento biológico anaeróbico
A tecnologia de tratamento biológico anaeróbico está na ausência de ambiente de oxigênio molecular, o uso de metabolismo de bactérias anaeróbicas, através do processo de acidificação hidrolítica, produção de hidrogênio ácido acético e produção de metano e outros processos para converter macromoléculas, difícil de degradar matéria orgânica em CH4, CO2 , H2O e matéria orgânica de pequeno peso molecular.
As águas residuais farmacêuticas sintéticas geralmente contêm um grande número de substâncias orgânicas refratárias cíclicas, que não podem ser diretamente degradadas e utilizadas por bactérias aeróbicas, de modo que a atual tecnologia de tratamento anaeróbico tornou-se o principal meio no campo do tratamento de águas residuais farmacêuticas em casa e no exterior [43] .
A tecnologia de tratamento biológico anaeróbico tem muitas vantagens: o processo de operação do reator anaeróbico não precisa fornecer aeração, o consumo de energia é baixo;
A carga orgânica da água afluente anaeróbica é geralmente alta.
Baixos requisitos de nutrientes;
O rendimento do lodo do reator anaeróbico é baixo e o lodo é fácil de desidratar.
O metano produzido no processo anaeróbico pode ser reciclado como energia.
No entanto, o efluente anaeróbio não pode ser descartado de acordo com o padrão e precisa ser tratado posteriormente em combinação com outros processos.No entanto, a tecnologia de tratamento biológico anaeróbico é sensível ao valor do pH, temperatura e outros fatores.Se a flutuação for grande, a reação anaeróbica será diretamente afetada e, portanto, a qualidade do efluente será afetada.
3.2 Tecnologia de tratamento biológico aeróbico
A tecnologia de tratamento biológico aeróbico é uma tecnologia de tratamento biológico que usa a decomposição oxidativa e a síntese de assimilação de bactérias aeróbicas para remover a matéria orgânica degradada.Durante o crescimento e metabolismo dos organismos aeróbicos, um grande número de reprodução será realizado, o que gerará novos lodos ativados.O excesso de lodo ativado será descarregado na forma de lodo residual, e as águas residuais serão purificadas ao mesmo tempo.

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