製薬産業の廃水には、主に抗生物質の製造廃水と合成医薬品の製造廃水が含まれます。製薬産業の廃水には、主に抗生物質の製造廃水、合成医薬品の製造廃水、中国の特許医薬品の製造廃水、洗浄水、およびさまざまな調製プロセスからの洗浄廃水の 4 つのカテゴリがあります。廃水は、複雑な組成、高い有機含有量、高い毒性、濃い色、高い塩分含有量、特に劣った生化学的特性および断続的な排出によって特徴付けられます。処理が難しい工場排水です。我が国の製薬産業の発展に伴い、製薬廃水は徐々に重要な汚染源の一つになってきました。
1. 製薬廃水の処理方法
製薬廃水の処理方法は、物理化学処理、化学処理、生化学処理、および各種方法の組み合わせ処理に分類でき、それぞれの処理方法にはそれぞれ長所と短所があります。
物理的および化学的処理
製薬廃水の水質特性に応じて、生化学処理の前処理または後処理として物理化学処理を行う必要があります。現在使用されている物理的および化学的処理方法には、主に凝集、空気浮選、吸着、アンモニアストリッピング、電気分解、イオン交換および膜分離が含まれます。
凝固
この技術は国内外で広く使われている水処理方法です。漢方薬廃水の硫酸アルミニウムやポリ硫酸第二鉄など、医療廃水の前処理および後処理に広く使用されています。凝固処理を効率よく行うためには、性能に優れた凝固剤を正しく選択し、添加することが重要です。近年、凝集剤の開発の方向性は、低分子ポリマーから高分子ポリマーへ、また単一成分から複合機能化へと変化しています[3]。劉明華ら。[4]は、pH6.5、凝集剤添加量300mg/Lの廃液を高効率複合凝集剤F-1でCOD、SS、色度を処理しました。除去率はそれぞれ69.7%、96.4%、87.5%でした。
空気浮力
一般に空気浮選には、曝気空気浮選、溶解空気浮選、化学空気浮選、電解空気浮選などのさまざまな形式が含まれます。新昌製薬工場では、CAF ボルテックス空気浮選装置を使用して医薬品廃水の前処理を行っています。適切な化学薬品を使用した場合の COD の平均除去率は約 25% です。
吸着法
一般的に使用される吸着剤は、活性炭、活性石炭、フミン酸、吸着樹脂などです。武漢建民製薬工場では、廃水を処理するために石炭灰吸着、つまり二次好気性生物学的処理プロセスを使用しています。その結果、吸着前処理によるCOD除去率は41.1%となり、BOD5/COD比も向上した。
膜分離
膜技術には、逆浸透、ナノ濾過、繊維膜が含まれており、有用な物質を回収し、全体的な有機排出物を削減します。この技術の主な特徴は、シンプルな装置、便利な操作、相変化や化学変化がないこと、高い処理効率と省エネです。フアンナら。ナノ濾過膜を使用してシンナマイシン廃水を分離しました。廃水中の微生物に対するリンコマイシンの阻害効果が減少し、シンナマイシンが回収されることが判明した。
電解
この方法は効率が高く、操作が簡単であるなどの利点があり、電解脱色効果も良好である。Li Ying [8] はリボフラビン上清に対して電解前処理を実施し、COD、SS、クロマの除去率はそれぞれ 71%、83%、67% に達しました。
化学処理
化学的方法を使用する場合、特定の試薬を過剰に使用すると水域の二次汚染を引き起こす可能性があります。したがって、設計の前に関連する実験研究作業を行う必要があります。化学的手法としては、鉄炭素法、化学酸化還元法（フェントン試薬、H2O2、O3）、深酸化技術などが挙げられます。
鉄炭素法
工業的な運用では、製薬廃水の前処理段階として Fe-C を使用すると、廃水の生分解性が大幅に改善されることが示されています。Lou Maoxing は、鉄、微量電気分解、嫌気性、好気性、空気浮選を組み合わせた処理を使用して、エリスロマイシンやシプロフロキサシンなどの医薬品中間体の廃水を処理します。鉄と炭素による処理後のＣＯＤ除去率は２０％であった。％であり、最終排水は国家第一級基準「総合排水基準」（GB8978-1996）に適合しています。
フェントン試薬の処理
第一鉄塩と H2O2 の組み合わせはフェントン試薬と呼ばれ、従来の廃水処理技術では除去できない難燃性有機物を効果的に除去できます。研究の深化に伴い、フェントン試薬には紫外線（UV）やシュウ酸（C2O42-）などが導入され、酸化能力が大幅に強化されました。TiO2を触媒、9W低圧水銀灯を光源としてフェントン試薬で製薬廃水を処理したところ、脱色率は100%、COD除去率は92.3%となり、ニトロベンゼン化合物は8.05mgから減少した。 /L.0.41mg/L。
酸化
この方法は廃水の生分解性を向上させることができ、COD の除去率が向上します。たとえば、Balcioglu などの 3 つの抗生物質廃水はオゾン酸化によって処理されました。結果は、廃水のオゾン処理が BOD5/COD 比を増加させるだけでなく、COD 除去率も 75% 以上であることを示しました。
酸化技術
高度な酸化技術としても知られ、電気化学酸化、湿式酸化、超臨界水酸化、光触媒酸化、超音波分解など、現代の光、電気、音、磁気、材料およびその他の同様の分野の最新の研究結果が集約されています。その中でも、紫外線光触媒酸化技術は、新規性、高効率、廃水選択性がないなどの利点を有し、特に不飽和炭化水素の分解に適している。超音波処理は、紫外線、加熱、加圧などの処理方法に比べて、より直接的であり、設備も少なくて済みます。新しい治療法として、ますます注目が集まっています。Xiao Guangquanら。[13] は超音波好気性生物学的接触法を使用して医薬品廃水を処理しました。超音波処理は出力200wで60秒間行い、廃水のトータルCOD除去率は96%であった。
生化学的処理
生化学的処理技術は、好気性生物学的方法、嫌気性生物学的方法、好気嫌気併用法などの製薬廃水処理技術として広く使用されています。
好気性生物処理
製薬廃水の多くは高濃度の有機廃水であるため、一般に好気性生物処理時に原液を希釈する必要があります。このため、消費電力が大きく、排水を生化学処理することができ、生化学処理後、そのまま基準値まで排出することが困難である。したがって、有酸素運動のみで使用してください。利用できる治療法はほとんどなく、一般的な前処理が必要です。一般的に用いられる好気性生物処理法には、活性汚泥法、深井戸曝気法、吸着生分解法（AB法）、接触酸化法、連続バッチ式活性汚泥法（SBR法）、循環活性汚泥法などが挙げられます。（CASS方式）など。
深井戸曝気法
深井戸曝気は高速活性汚泥装置です。この方法は、高い酸素利用率、小さな床面積、良好な処理効果、低投資、低運転コスト、汚泥の増量がなく、汚泥の生成が少ないという特徴を持っています。また、断熱効果が高く、気候条件に影響されないため、北方地域における冬季の下水処理効果を確実にすることができます。東北製薬工場からの高濃度有機廃水を深井戸曝気槽で生化学処理したところ、COD除去率は92.7%に達した。処理効率が非常に高く、次の処理に非常に有利であることがわかります。決定的な役割を果たします。
AB法
AB法は超高負荷活性汚泥法です。AB法によるBOD5、COD、SS、リン、アンモニア性窒素の除去率は、一般に従来の活性汚泥法よりも高くなります。その優れた利点は、Aセクションの高荷重、強力な耐衝撃荷重能力、pH値と有害物質に対する大きな緩衝効果です。特に高濃度で水質・水量の変化が大きい下水の処理に適しています。Yang Junshiらの方法。は、加水分解酸性化-AB生物学的方法を使用して抗生物質廃水を処理します。これは、プロセスフローが短く、エネルギーが節約され、同様の廃水の化学凝集-生物学的処理方法よりも処理コストが低くなります。
生物学的接触酸化
この技術は活性汚泥法と生物膜法の利点を組み合わせたもので、大量負荷、低汚泥生成、強力な耐衝撃性、安定したプロセス操業、および便利な管理という利点を備えています。多くのプロジェクトは二段階法を採用しており、異なる段階で優勢株を栽培化し、異なる微生物集団間の相乗効果を最大限に発揮させ、生化学的効果と耐衝撃性を向上させることを目的としています。エンジニアリングでは、前処理ステップとして嫌気性消化と酸性化がよく使用され、医薬品廃水の処理には接触酸化プロセスが使用されます。ハルビン北製薬工場は加水分解酸性化-二段階生物学的接触酸化プロセスを採用して医薬品廃水を処理します。操作結果は,処理効果が安定しており,プロセスの組み合わせが合理的であることを示した。プロセス技術が徐々に成熟するにつれて、応用分野もさらに拡大しています。
SBR法
SBR法は、強い衝撃荷重耐性、高いスラッジ活性、単純な構造、逆流の必要がない、柔軟な操作、小さな設置面積、低投資、安定した操作、高い基質除去率、良好な脱窒およびリン除去という利点を備えています。。変動する排水。SBRプロセスによる医薬品廃水の処理に関する実験は、曝気時間がプロセスの処理効果に大きな影響を与えることを示しています。無酸素セクションの設定、特に嫌気性と好気性の繰り返し設計により、治療効果が大幅に向上します。PAC の SBR 強化処理 このプロセスにより、システムの除去効果が大幅に向上します。近年、このプロセスはますます完璧になり、医薬品廃水の処理に広く使用されています。
嫌気性生物処理
現在、国内外の高濃度有機廃水の処理は主に嫌気法に基づいていますが、別の嫌気法で処理した後でも排水CODは依然として比較的高く、後処理（好気性生物処理など）は一般的に行われています。必須。現時点では、高効率嫌気反応装置の開発・設計と運転条件の徹底した研究を強化する必要がある。製薬廃水処理で最も成功しているアプリケーションは、上向流嫌気性汚泥床 (UASB)、嫌気性複合床 (UBF)、嫌気性バッフル反応器 (ABR)、加水分解などです。
UASB法
UASB 反応器は、嫌気性消化効率が高く、構造が簡単で、水力滞留時間が短く、別個の汚泥返送装置が不要であるという利点があります。UASB がカナマイシン、クロリン、VC、SD、グルコースおよびその他の医薬品製造廃水の処理に使用される場合、SS 含有量は通常、COD 除去率が 85% ～ 90% 以上であることを保証できるほど高すぎません。2 段階シリーズ UASB の COD 除去率は 90% 以上に達します。
UBF法
Wenning らを購入するUASBとUBFの比較テストを実施しました。結果は,UBFが良好な物質移動および分離効果,様々なバイオマスおよび生物種,高い処理効率,および強い操作安定性の特徴を有することを示した。酸素バイオリアクター。
加水分解と酸性化
加水分解タンクは加水分解上流汚泥床 (HUSB) と呼ばれ、UASB を改良したものです。加水分解槽は全工程嫌気槽と比較して、密閉、撹拌、三相分離装置が不要なためコスト削減、メンテナンスが容易となるなどの利点があります。下水中の高分子や非生分解性有機物質を低分子に分解します。易生分解性有機物により原水の生分解性が向上します。反応が速く、タンク容積が小さく、設備投資が少なく、汚泥量が少なくなります。近年、医薬品廃水の処理には加水分解好気法が広く用いられています。たとえば、バイオ医薬品工場では、加水分解酸性化と 2 段階の生物学的接触酸化プロセスを使用して医薬品廃水を処理しています。動作が安定しており、有機物除去効果が顕著です。COD、BOD5 SS、SSの除去率はそれぞれ90.7%、92.4%、87.6%でした。
嫌気性・好気性複合処理プロセス
好気処理や嫌気処理だけでは要求を満たせないため、嫌気・好気処理、加水分解酸性化・好気処理などの複合処理を行うことで、廃水の生分解性、耐衝撃性、投資コスト、処理効果が向上します。単一の処理方法でパフォーマンスが向上するため、エンジニアリング現場で広く使用されています。例えば、製薬工場では嫌気好気プロセスによる製薬廃水を処理しており、BOD5除去率は98％、COD除去率は95％と安定した処理効果を示しています。化学合成医薬品廃水の処理には、微量電気分解-嫌気性加水分解-酸性化-SBRプロセスが使用されます。結果は、一連のプロセス全体が廃水の水質と量の変化に対して強い耐衝撃性を持ち、COD除去率が86%から92%に達することができ、これは医薬品廃水の処理に理想的なプロセスの選択であることを示しています。– 接触酸化 – 接触酸化プロセス。流入水の COD が約 12,000 mg/L の場合、流出水の COD は 300 mg/L 未満になります。バイオフィルム-SBR法により処理された生物学的耐火性医薬品廃水中のCOD除去率は87.5%〜98.31%に達し、バイオフィルム法およびSBR法の単独使用処理効果よりもはるかに高い。
さらに、膜技術の継続的な発展に伴い、医薬品廃水の処理における膜バイオリアクター（MBR）の応用研究も徐々に深まってきました。MBRは膜分離技術と生物処理の特徴を組み合わせたもので、負荷量が多く、耐衝撃性が強く、設置面積が小さく、残存汚泥が少ないという利点があります。嫌気性膜バイオリアクタープロセスを使用して,COD25,000mg/Lの医薬品中間体酸塩化物廃水を処理した。このシステムの COD 除去率は 90% 以上を維持しています。特定の有機物を分解する偏性細菌の能力が初めて利用された。抽出膜バイオリアクターは、3,4-ジクロロアニリンを含む工業廃水を処理するために使用されます。HRTは2時間で、除去率は99%に達し、理想的な治療効果が得られました。膜の汚れの問題にもかかわらず、膜技術の継続的な開発により、MBR は製薬廃水処理の分野でさらに広く使用されるでしょう。
2. 医薬品廃水の処理工程と選定
製薬廃水はその水質特性上、ほとんどの製薬廃水のみでは生化学的処理ができないため、生化学的処理の前に必要な前処理を行う必要があります。一般に、水質とpH値を調整するために調整槽を設置し、水中のSS、塩分、および一部のCODを低減し、水中のSS、塩分および一部のCODを削減するために、実際の状況に応じて前処理プロセスとして物理化学的または化学的方法を使用する必要があります。排水中の生物阻害物質を除去し、排水の分解性を向上させます。その後の廃水の生化学的処理を促進します。
前処理された廃水は、その水質特性に応じて嫌気処理および好気処理が可能です。排水要件が高い場合は、好気性処理プロセスの後に好気性処理プロセスを継続する必要があります。特定のプロセスの選択では、廃水の性質、プロセスの処理効果、インフラへの投資、技術を実現可能かつ経済的にするための運営と保守などの要素を包括的に考慮する必要があります。全体のプロセスルートは、前処理-嫌気性-好気性-(後処理)の複合プロセスです。加水分解吸着・接触酸化・ろ過を組み合わせたプロセスにより、人工インスリンを含む総合的な医薬品廃水を処理します。
3. 製薬排水中の有用物質のリサイクルと利用
製薬産業におけるクリーン生産を促進し、原材料の利用率、中間生成物および副産物の包括的な回収率を向上させ、技術革新を通じて生産プロセスにおける汚染を削減または排除します。一部の医薬品製造プロセスの特殊性により、廃水にはリサイクル可能な物質が大量に含まれています。このような医薬品廃水の処理については、まず物質回収と総合利用を強化することが重要です。アンモニウム塩含有量が 5% ～ 10% と高い医薬品中間廃水の場合、固定ワイパーフィルムを使用して蒸発、濃縮、結晶化を行い、質量分率約 30% の (NH4)2SO4 および NH4NO3 を回収します。肥料として利用したり、再利用したりできます。経済的なメリットは明らかです。あるハイテク製薬会社では、パージ法を使用して、ホルムアルデヒド含有量が非常に高い生産廃水を処理しています。ホルムアルデヒドガスは回収後、ホルマリン試薬として配合したり、ボイラー熱源として燃焼させたりすることができます。ホルムアルデヒドの回収により、資源の持続可能な利用が実現でき、処理ステーションの投資コストは4〜5年以内に回収でき、環境利益と経済利益の一体化が実現します。しかし、一般の医薬品廃水は成分が複雑で再利用が難しく、回収工程が煩雑でコストが高くなります。したがって、下水問題を根本的に解決するには、高度かつ効率的な総合下水処理技術が鍵となります。
4 結論
製薬廃水の処理については数多くの報告がなされている。しかし、製薬業界では原材料とプロセスが多様であるため、廃水の水質は大きく異なります。したがって、医薬品廃水の成熟した統一された処理方法は存在しません。どの処理ルートを選択するかは、排水によって異なります。自然。廃水の特性に応じて、一般に廃水の生分解性を改善し、最初に汚染物質を除去し、その後生化学的処理を組み合わせる前処理が必要です。現在、経済的かつ効果的な複合水処理装置の開発が喫緊の課題となっている。
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百度より抜粋。
投稿日時: 2022 年 8 月 15 日