Қазіргі жағдай: фармацевтика өнеркәсібі негізінен химиялық синтез фармацевтикасына, биологиялық фармацевтикаға және дәстүрлі қытай медицинасы фармацевтикасына бағытталған, ал өндіріс әртүрлі өнімдердің, күрделі процестердің және әртүрлі өндіріс ауқымдарының сипаттамаларына ие.
Фармацевтикалық процесс нәтижесінде пайда болатын ағынды сулар ластаушы заттардың жоғары концентрациясы, күрделі компоненттер, нашар биологиялық ыдырау және жоғары биологиялық уыттылық сипаттамаларына ие.
Фармацевтикалық өндірістің ағынды суларын химиялық синтездеу және ашыту фармацевтикалық өнеркәсіптің ластануын бақылаудағы қиындық және негізгі мәселе болып табылады.
Химиялық синтез ағынды сулары фармацевтикалық өндіріс кезінде шығарылатын негізгі ластаушы су болып табылады [2].
Фармацевтикалық ағынды суларды шамамен төрт санатқа бөлуге болады [3], яғни өндіріс процесіндегі қалдық сұйықтық және негізгі сұйықтық;
Қалпына келтіру кезіндегі қалдық сұйықтыққа еріткіш, алғышарт сұйықтығы, қосымша өнім және т.б. жатады.
Салқындатқыш су сияқты қосалқы процестерді дренаждау және т.б.
Жерді шайып кететін ағынды сулар мен жабдықтар;
Тұрмыстық кәріз.
Фармацевтикалық аралық ағынды суларды тазарту технологиясы
Фармацевтикалық аралық ағынды сулардың жоғары COD, жоғары азот, жоғары фосфор, жоғары тұз мөлшері, терең хром, күрделі құрам және нашар биоыдырау сияқты сипаттамаларын ескере отырып, жиі қолданылатын тазарту әдістеріне физика-химиялық тазарту және биохимиялық тазарту процесі жатады [6].
Ағынды сулардың сапасының әртүрлі түрлеріне сәйкес, физикалық-химиялық және биологиялық процестердің үйлесімі сияқты бірқатар әдістер де қолданылады [7].
Сурет
1. Физикалық және химиялық өңдеу технологиясы
Қазіргі уақытта фармацевтикалық өндірістің ағынды суларын тазартудың негізгі физикалық және химиялық әдістеріне мыналар жатады: газды флотациялау әдісі, коагуляциялық тұндыру әдісі, адсорбция әдісі, кері осмос әдісі, жағу әдісі және озық тотығу процесі [8].
Сонымен қатар, фармацевтикалық аралық ағынды суларды тазартуда FE-C микроэлектролизі және азот пен фосфорды кетіруге арналған MAP тұндыру әдістері сияқты электролиз және химиялық тұндыру әдістері де кеңінен қолданылады.
1.1 Коагуляция және тұндыру әдісі
Коагуляция процесі - судағы аспалы бөлшектер мен коллоидты бөлшектер химиялық заттарды қосу арқылы тұрақсыз күйге айналатын және содан кейін оңай бөлінетін флоктарға немесе флоктарға біріктірілетін процесс.
Қазіргі уақытта бұл технология әдетте фармацевтикалық ағынды суларды алдын ала өңдеуде, аралық өңдеуде және озық өңдеуде қолданылады [10].
Коагуляция және тұндыру технологиясы жетілген технология, қарапайым жабдық, тұрақты жұмыс және ыңғайлы техникалық қызмет көрсету сияқты артықшылықтарға ие.
Дегенмен, бұл технологияны қолдану процесінде көп мөлшерде химиялық шлам түзіледі, бұл ағынды сулардың рН деңгейінің төмен болуына және ағынды сулардың тұз құрамының салыстырмалы түрде жоғары болуына әкеледі.
Сонымен қатар, коагуляция және тұндыру технологиясы ағынды сулардағы еріген ластаушы заттарды тиімді түрде жоя алмайды, сондай-ақ ағынды сулардағы улы және зиянды ластаушы заттарды толығымен жоя алмайды.
1.2 Химиялық тұндыру әдісі
Химиялық тұндыру әдісі - ағынды сулардағы ластаушы заттарды ерімейтін тұздар, гидроксидтер немесе күрделі қосылыстар түзу үшін еритін химиялық заттар мен ағынды сулардағы ластаушы заттар арасындағы химиялық реакция арқылы жоюдың химиялық әдісі.
Фармацевтикалық аралық ағынды суларда көбінесе аммиак азотының, фосфаттың және сульфат иондарының жоғары концентрациясы болады. Мұндай ағынды сулар үшін кейінгі биохимиялық тазарту процесінің қалыпты жұмысын қамтамасыз ету үшін физикалық және химиялық алдын ала тазарту үшін химиялық тұндыру әдісі жиі қолданылады.
Дәстүрлі суды тазарту технологиясы ретінде ағынды суларды жұмсарту үшін химиялық тұндыру жиі қолданылады.
Фармацевтикалық аралық ағынды суларды өндіру процесінде жоғары тазалықтағы химиялық шикізатты пайдаланудың арқасында ағынды суларда көбінесе аммиак азоты мен фосфордың және басқа да ластаушы заттардың жоғары концентрациясы болады, магний-аммоний фосфатының химиялық тұндыру әдісін қолдану екі ластаушы затты бір уақытта тиімді түрде жоя алады, пайда болған магний-аммоний фосфат тұзының тұндыруын қайта өңдеуге болады.
Магний аммоний фосфатының химиялық тұндыру әдісі струвит әдісі деп те аталады.
Фармацевтикалық аралық өнімді өндіру процесінде кейбір шеберханаларда көп мөлшерде күкірт қышқылы қолданылады, ал ағынды сулардың осы бөлігінің рН мәні төмен болуы мүмкін. Ағынды сулардың рН мәнін жақсарту және бір уақытта кейбір сульфат иондарын кетіру үшін CaO қосу әдісі жиі қолданылады, ол әкті күкіртсіздендірудің химиялық тұндыру әдісі деп аталады.
1.3 адсорбция
Ағынды сулардағы ластаушы заттарды адсорбция әдісімен жою принципі ағынды сулардағы белгілі бір немесе әртүрлі ластаушы заттарды адсорбциялау үшін кеуекті қатты материалдарды пайдалануды білдіреді, осылайша ағынды сулардағы ластаушы заттарды кетіруге немесе қайта өңдеуге болады.
Жиі қолданылатын адсорбенттерге ұшқыш күл, қож, белсендірілген көмір және адсорбциялық шайыр жатады, олардың ішінде белсендірілген көмір жиі қолданылады.
1.4 ауа флотациясы
Ауамен жүзу әдісі - ағынды суларды тазарту процесі, онда ағынды сулардағы ластаушы заттарға адгезия жасау үшін тасымалдаушылар ретінде жоғары дисперсті ұсақ көпіршіктер қолданылады. Ластаушы заттарға жабысатын ұсақ көпіршіктердің тығыздығы судың және жоғары қарай қалқып жүретін заттардың тығыздығынан аз болғандықтан, қатты-сұйық немесе сұйық-сұйықтық бөлу жүзеге асырылады.
Ауамен жүзу түрлеріне еріген ауамен жүзу, аэрацияланған ауамен жүзу, электролизбен ауамен жүзу және химиялық ауамен жүзу және т.б. жатады [18], олардың ішінде химиялық ауамен жүзу жоғары мөлшердегі аспалы заттары бар ағынды суларды тазартуға жарамды.
Әуе флотациясы әдісінің артықшылықтары аз инвестиция, қарапайым процесс, ыңғайлы техникалық қызмет көрсету және аз энергия тұтыну болып табылады, бірақ ол ағынды сулардағы еріген ластаушы заттарды тиімді түрде кетіре алмайды.
1,5 электролиз
Электролиттік процесс - бұл әсерлі токты пайдалану, бірқатар химиялық реакцияларды тудыру, ағынды сулардағы зиянды ластаушы заттарды түрлендіру және жою, электролит ерітіндісінде жүретін электролиттік процестің реакция принципі электрод материалы мен электрод реакциясы арқылы жаңа экологиялық оттегі мен сутегі [H] және ағынды сулардың ластаушы заттарын тотығу-тотықсыздану реакциясы арқылы жою.
Электролиз әдісі ағынды суларды тазартуда жоғары тиімділікке және қарапайым жұмыс істеуге ие. Сонымен қатар, электролиз әдісі ағынды сулардағы түрлі-түсті заттарды тиімді түрде кетіруге және ағынды сулардың биологиялық ыдырауын тиімді түрде жақсартуға мүмкіндік береді.
Сурет
2. Жетілдірілген тотығу технологиясы
Суды тазартудың жаңа технологиясы ретінде озық тотығу технологиясының көптеген артықшылықтары бар, мысалы, ластаушы заттардың ыдырауының жоғары тиімділігі, ластаушы заттардың мұқият ыдырауы мен тотығуы және қайталама ластанудың болмауы.
Терең тотығу технологиясы деп те аталатын озық тотығу технологиясы - бұл отқа төзімді органикалық ластаушы заттарды ыдырату үшін жоғары белсенді бос радикалдарды (мысалы, ·OH) түзу үшін тотықтырғышты, жарықты, электр энергиясын, дыбысты, магнитті және катализаторды пайдаланатын физикалық және химиялық өңдеу технологиясы.
Фармацевтикалық ағынды суларды тазарту саласында озық тотығу технологиясы кең ауқымды зерттеулер мен назардың орталығына айналды.
Жетілдірілген тотығу технологиясына негізінен электрохимиялық тотығу, химиялық тотығу, ультрадыбыстық тотығу, ылғалды каталитикалық тотығу, фотокаталитикалық тотығу, композиттік каталитикалық тотығу, аса сыни судың тотығуы және кеңейтілген тотығудың біріктірілген технологиясы кіреді.
Химиялық тотығу әдісі - ластаушы заттарды кетіру мақсатында ағынды сулардағы органикалық ластаушы заттарды тотықтыру үшін химиялық заттардың өздерін немесе белгілі бір жағдайларда күшті тотығуды қолдану, озон тотығуын, Фентон тотығу әдісін және ылғалды каталитикалық тотығу әдісін қоса алғанда, химиялық тотығу әдістері.
2.1 Фентон тотығу процесі
Фентон тотығу әдісі қазіргі уақытта кеңінен қолданылатын озық тотығу әдісінің бір түрі болып табылады. Бұл әдіс темір тұзын (Fe2+ немесе Fe3+) катализатор ретінде пайдаланады, ол H2O2 қосу шартымен күшті тотығуы бар ·OH түзеді, ол ластаушы заттардың ыдырауы мен минералдануына қол жеткізу үшін селективтіліксіз органикалық ластаушылармен тотығу реакциясына түсе алады.
Бұл әдістің көптеген артықшылықтары бар, соның ішінде жылдам реакция жылдамдығы, қайталама ластанудың болмауы және күшті тотығу және т.б. Фентон тотығу әдісі фармацевтикалық ағынды суларды тазартуда кеңінен қолданылады, себебі химиялық тотығу процесінде селективті емес тотығу реакциясы жүреді және бұл әдіс ағынды сулардың уыттылығын және басқа да сипаттамаларын төмендете алады.
2.2 Электрохимиялық тотығу әдісі
Электрохимиялық тотығу әдісі - электрод материалдарын пайдаланып, супероксидті бос радикал ·O2 және гидроксилді бос радикал ·OH алу, олардың екеуі де жоғары тотығу белсенділігіне ие, ағынды сулардағы органикалық заттарды тотықтыра алады, содан кейін ластаушы заттарды кетіру мақсатына жетеді.
Дегенмен, бұл әдіс жоғары энергия тұтынуымен және жоғары құнымен сипатталады.
2.3 Фотокаталитикалық тотығу
Фотокаталитикалық тотығу - суды тазарту технологиясындағы салыстырмалы түрде тиімді тазарту технологиясы, ол ластаушы заттарды кетіру мақсатына жету үшін ағынды сулардағы ластаушы заттардың көпшілігін каталитикалық тотығуды жүзеге асыру үшін каталитикалық материалдарды (мысалы, TiO2, SrO2, WO3, SnO2 және т.б.) каталитикалық тасымалдаушылар ретінде пайдаланады.
Фармацевтикалық ағынды сулардағы қосылыстардың көпшілігі қышқыл топтары бар полярлы заттар немесе сілтілі топтары бар полярлы заттар болғандықтан, мұндай заттар жарықтың әсерінен тікелей немесе жанама түрде ыдырауы мүмкін.
2.4 Судың аса сыни тотығуы
Судың аса критикалық тотығуы (SCWO) - бұл суды орта ретінде қабылдайтын және реакция жылдамдығын жақсарту және органикалық заттардың толық тотығуын жүзеге асыру үшін аса критикалық күйдегі судың ерекше сипаттамаларын пайдаланатын суды тазарту технологиясының бір түрі.
2.5 Жетілдірілген тотығудың біріктірілген технологиясы
Әрбір озық тотығу технологиясы өзіндік шектеулерді қолданады, ағынды суларды тазарту тиімділігін арттыру үшін бірқатар озық тотығу технологиялары біріктіріліп, озық тотығу технологияларының үйлесімін немесе тотығу қабілетін және тазарту әсерін жақсарту және кең ауқымды фармацевтикалық ағынды суларды тазартудағы су сапасының өзгеруіне бейімделу үшін басқа технологиялармен біріктірілген жаңа технологияға біріктірілген бірыңғай озық тотығу технологиясын құрайды.
УК-Фентон, УК-H2O2, УК-O3, ультрадыбыстық фотокатализ, белсендірілген көмір фотокатализі, микротолқынды фотокатализ және фотокатализ және т.б. Қазіргі уақытта озонды біріктіру технологиялары кеңінен зерттелген [36]:
Отқа төзімді ағынды суларды тазарту әсерінен және инженерлік қолданудан алынған озонды белсендірілген көміртегі процесі, O3-H2O2 және UV-O3, O3-H2O2 және UV-O3-ті дамыту әлеуеті жоғары.
Фентонның кең таралған біріктіру процесіне микроэлектролиз Фентон әдісі, темір үгінділерінің H2O2 әдісі, фотохимиялық Фентон әдісі (мысалы, күн Фентон әдісі, УК-Фентон әдісі және т.б.) кіреді, бірақ электрлік Фентон әдісі кеңінен қолданылады.
Сурет
3. Биохимиялық өңдеу технологиясы
Биохимиялық тазарту технологиясы - ағынды суларды тазартудың негізгі технологиясы, ол микробтардың өсуі, метаболизмі, көбеюі және басқа да процестер арқылы ағынды сулардағы органикалық заттарды ыдыратады, өзіне қажетті энергияны алады және органикалық заттарды кетіру мақсатына жетеді.
3.1 Анаэробты биологиялық тазарту технологиясы
Анаэробты биологиялық тазарту технологиясы молекулалық оттегі ортасы болмаған жағдайда, анаэробты бактериялардың метаболизмін пайдалану, гидролитикалық қышқылдандыру, сутегі өндірісі, сірке қышқылы және метан өндірісі және басқа да процестер арқылы макромолекулаларды CH4, CO2, H2O және ұсақ молекулалы органикалық заттарға ыдырауы қиын органикалық заттарды түрлендіру болып табылады.
Синтетикалық фармацевтикалық ағынды суларда көбінесе циклдік отқа төзімді органикалық заттардың көп мөлшері болады, оларды аэробты бактериялар тікелей ыдырата алмайды және пайдалана алмайды, сондықтан қазіргі анаэробты тазарту технологиясы елімізде де, шетелде де фармацевтикалық ағынды суларды тазарту саласындағы негізгі құралға айналды [43].
Анаэробты биологиялық тазарту технологиясының көптеген артықшылықтары бар: анаэробты реактордың жұмыс процесі аэрацияны қамтамасыз етуді қажет етпейді, энергия шығыны аз;
Анаэробты әсер ететін судың органикалық жүктемесі әдетте жоғары.
Қоректік заттардың төмен қажеттілігі;
Анаэробты реактордың тұнба шығымы төмен, ал тұнбаны сусыздандыру оңай.
Анаэробты процесте пайда болған метанды энергия ретінде қайта өңдеуге болады.
Дегенмен, анаэробты ағынды суларды стандартқа дейін шығару мүмкін емес және оны басқа процестермен біріктіру арқылы одан әрі тазарту қажет. Дегенмен, анаэробты биологиялық тазарту технологиясы рН мәніне, температураға және басқа факторларға сезімтал. Егер ауытқу үлкен болса, анаэробты реакцияға тікелей әсер етеді, содан кейін ағынды сулардың сапасына әсер етеді.
3.2 Аэробты биологиялық тазарту технологиясы
Аэробты биологиялық тазарту технологиясы - ыдыраған органикалық заттарды кетіру үшін аэробты бактериялардың тотығу ыдырауы мен ассимиляция синтезін пайдаланатын биологиялық тазарту технологиясы. Аэробты организмдердің өсуі мен метаболизмі кезінде көп мөлшерде көбею жүзеге асырылады, бұл жаңа белсенді тұнбаны тудырады. Артық белсенді тұнба қалдық тұнба түрінде шығарылады, ал ағынды сулар бір уақытта тазартылады.

MIT – IVY химиялық өнеркәсібі бірге4 зауыт19 жыл бойы, бояғыштарОрташаs & фармацевтикалық аралық өнімдер &ұсақ және арнайы химиялық заттар .Тел. (WhatsApp): 008613805212761 Афина