Les eaux usées de l'industrie pharmaceutique comprennent principalement les eaux usées de production d'antibiotiques et la production de médicaments synthétiques. Les eaux usées de l'industrie pharmaceutique comprennent principalement quatre catégories : les eaux usées de production d'antibiotiques, les eaux usées de production de médicaments synthétiques, les eaux usées de production de médicaments brevetés chinois et les eaux de lavage et les eaux usées de lavage dans divers processus de préparation. Les eaux usées se caractérisent par une composition complexe, une teneur élevée en matière organique, une toxicité élevée, une saturation profonde et une teneur élevée en sel, en particulier des propriétés biochimiques médiocres, et un rejet intermittent, qui est une eau usée industrielle difficile à traiter. Avec le développement de l'industrie pharmaceutique chinoise, les eaux usées pharmaceutiques sont progressivement devenues l'une des principales sources de pollution. Comment traiter ce type d'eaux usées est un problème difficile dans la protection de l'environnement aujourd'hui.1. Méthode de traitement des eaux usées pharmaceutiquesLes méthodes de traitement des eaux usées pharmaceutiques peuvent être résumées comme suit : traitement physique et chimique, traitement chimique, traitement biochimique et traitement combiné de diverses méthodes, et diverses méthodes de traitement ont leurs propres avantages et inconvénients.1.1 Traitement matérialisé Selon l'eau caractéristiques de qualité des eaux usées pharmaceutiques, un traitement physico-chimique est requis en tant que processus de prétraitement ou de post-traitement pour le traitement biochimique. Les méthodes de traitement physique et chimique actuellement appliquées comprennent principalement la coagulation, la flottation à l'air, l'adsorption, l'extraction de l'ammoniac, l'électrolyse, l'échange d'ions et la séparation par membrane.1.1.1 Méthode de coagulationCette technologie est une méthode de traitement de l'eau couramment utilisée au pays et à l'étranger. Il est largement utilisé dans le prétraitement et le post-traitement des eaux usées pharmaceutiques, telles que le sulfate d'aluminium et le sulfate polyferrique pour les eaux usées de la médecine traditionnelle chinoise. La clé d'un traitement de coagulation efficace est de sélectionner et d'ajouter correctement des coagulants avec d'excellentes performances. Ces dernières années, la direction du développement des coagulants a évolué des polymères de faible poids moléculaire aux polymères polymères, des monocomposants aux fonctionnels de type complexe [3]. Liu Minghua et al [4] ont traité un floculant composite à haute efficacité F-1 avec un floculant composite à haute efficacité F-1 pour traiter la DCO, la SS et la chromaticité de la liqueur résiduaire à un pH de 6,5 et une dose de floculant de 300 mg/L. Les taux d'élimination sont respectivement de 69,7 %, 96,4 % et 87,5 %, et leurs performances sont nettement meilleures que celles du PAC (charbon actif en poudre), du polyacrylamide (PAM) et d'autres floculants simples.1.1.2 Méthode de flottation à l'airLa méthode de flottation à l'air comprend généralement divers formes telles que la flottation à l'air d'aération, la flottation à l'air dissous, la flottation à l'air chimique et la flottation à l'air par électrolyse. L'usine pharmaceutique de Xinchang utilise un dispositif de flottation à air vortex CAF pour prétraiter les eaux usées pharmaceutiques. Avec l'agent approprié, le taux d'élimination moyen de la DCO est d'environ 25 %.1.1.3 Méthode d'adsorptionLes adsorbants couramment utilisés comprennent le charbon actif, le charbon actif, les acides humiques et les résines d'adsorption. L'usine pharmaceutique de Wuhan Jianmin utilise un procédé de traitement biologique aérobie en deux étapes par adsorption des cendres de charbon pour traiter ses eaux usées. Les résultats montrent que le prétraitement par adsorption a un taux d'élimination de la DCO de 41,1 % et une augmentation de la DBO5/DCO.1.1.4 Méthode de séparation membranaireLa technologie membranaire comprend l'osmose inverse, les membranes de nanofiltration et les membranes fibreuses pour récupérer les matériaux utiles et réduire les émissions totales de matière organique . Les principales caractéristiques de cette technologie sont un équipement simple, une utilisation facile, l'absence de changement de phase et de changement chimique, une efficacité de traitement élevée et des économies d'énergie. Juanna et d'autres ont utilisé une membrane de nanofiltration pour séparer les eaux usées de cinnamycine. Il a été constaté que l'effet inhibiteur de la lincomycine sur les micro-organismes dans les eaux usées était réduit et que la cinnamycine était récupérée.1.1.5 ÉlectrolyseLa méthode présente les avantages d'une efficacité élevée, d'une utilisation facile, etc. effet de décoloration. Li Ying [8] a prétraité le surnageant de riboflavine par électrolyse, et les taux d'élimination de COD, SS et chromaticité ont atteint 71 %, 83 % et 67 %, respectivement.1.2 Traitement chimiqueLorsque des méthodes chimiques sont appliquées, l'utilisation excessive de certains réactifs peut facilement entraîner une pollution secondaire des masses d'eau. Par conséquent, des travaux de recherche expérimentale pertinents doivent être effectués avant la conception. Les méthodes chimiques comprennent la méthode fer-carbone, la méthode redox chimique (réactif de fenton, H2O2, O3), la technologie d'oxydation profonde, etc. C comme étape de prétraitement des eaux usées pharmaceutiques. Lou Maoxing a utilisé un traitement combiné fer-micro-électrolyse-anaérobie-aérobie-air-flottant pour traiter les eaux usées provenant d'intermédiaires pharmaceutiques tels que l'érythromycine et la ciprofloxacine. Le taux d'élimination de la DCO après traitement au fer et au charbon était de 20 %. %, l'effluent final répond à la norme nationale de première classe de la norme intégrée de rejet des eaux usées (GB8978-1996).1.2.2 Traitement par réactif de FentonLa combinaison de sel ferreux et de H2O2 est appelée réactif de Fenton, qui peut éliminer efficacement la matière organique réfractaire qui ne peut pas être éliminés par la technologie traditionnelle de traitement des eaux usées. Avec l'approfondissement de la recherche, la lumière ultraviolette (UV), l'oxalate (C2O42-) et similaires sont introduits dans le réactif de Fenton, de sorte que la capacité d'oxydation est grandement améliorée. En utilisant du TiO2 comme catalyseur et une lampe au mercure basse pression de 9 W comme source de lumière, les eaux usées pharmaceutiques ont été traitées avec un réactif de Fenton et le taux de décoloration était de 100 %, le taux d'élimination de la DCO était de 92,3 % et le composé nitrobenzène a diminué de 8,05 mg. /L. 0,41 mg/L.1.2.3 Méthode d'oxydationLa méthode peut améliorer la biodégradabilité des eaux usées et a un bon taux d'élimination de la DCO. Par exemple, Balcioglu et trois autres eaux usées antibiotiques ont été soumises à un traitement d'oxydation à l'ozone. Les résultats ont montré que les eaux usées d'oxydation à l'ozone augmentaient non seulement le rapport DBO5/DCO, mais également le taux d'élimination de DCO était supérieur à 75 %.1.2.4 Technologie d'oxydationAussi connue sous le nom de technologie d'oxydation avancée, elle rassemble les derniers résultats de recherche de , électriques, acoustiques, magnétiques, matériaux et autres disciplines similaires, y compris l'oxydation électrochimique, l'oxydation par voie humide, l'oxydation de l'eau supercritique, l'oxydation photocatalytique et la méthode de dégradation par ultrasons, etc. Parmi eux, la technologie d'oxydation photocatalytique ultraviolette présente les avantages de nouveauté, haute efficacité, pas de sélectivité vis-à-vis des eaux usées, particulièrement adapté à la dégradation des hydrocarbures insaturés, et les conditions de réaction sont douces, pas de pollution secondaire, et a de bonnes perspectives d'application. Comparé aux ultraviolets, à la chaleur, à la pression et à d'autres méthodes de traitement, le traitement par ultrasons de la matière organique est plus direct et les exigences en matière d'équipement sont plus faibles. En tant que nouveau type de méthode de traitement, de plus en plus d'attention est accordée. Xiao Guangquan et al [13] ont traité les eaux usées pharmaceutiques avec une méthode de contact biologique ultrasonique-aérobie. Sous traitement par ultrasons pendant 60 s et une puissance de 200 w, le taux d'élimination total de la DCO des eaux usées était de 96 %.1.3 Traitement biochimiqueLa technologie de traitement biochimique est une technologie de traitement largement utilisée pour les eaux usées pharmaceutiques, y compris la méthode biologique aérobie, la méthode biologique anaérobie, la méthode de combinaison.1.3.1 Traitement biologique aérobieÉtant donné que la plupart des eaux usées pharmaceutiques sont des eaux usées organiques à haute concentration, il est généralement nécessaire de diluer la solution mère lors de la réalisation d'un traitement biologique aérobie. Par conséquent, la consommation d'énergie est importante et les eaux usées sont biodégradables, et il est difficile de décharger directement la norme après un traitement biochimique. Par conséquent, utilisation aérobie seule. Il n'y a pas beaucoup de traitements et un prétraitement général est nécessaire. Les méthodes de traitement biologique aérobie couramment utilisées comprennent la méthode des boues activées, la méthode d'aération en puits profond, la méthode de biodégradation par adsorption (méthode AB), la méthode d'oxydation par contact, la méthode des boues activées intermittentes par lots de séquençage (méthode SBR) et la méthode des boues activées en circulation. (loi CASS) etc.(1) Méthode d'aération en puits profondL'aération en puits profond est un système à boues activées à grande vitesse. Le procédé présente les avantages d'un taux d'utilisation d'oxygène élevé, d'un petit espace au sol, d'un bon effet de traitement, d'un faible investissement, d'un faible coût d'exploitation, d'une absence d'expansion des boues et d'une faible production de boue. De plus, son effet de conservation de la chaleur est bon et le traitement n'est pas affecté par les conditions climatiques, ce qui peut assurer l'effet du traitement des eaux usées en hiver dans la région du nord. Après le traitement biochimique des eaux usées organiques à haute concentration de l'usine pharmaceutique du nord-est dans le réservoir d'aération du puits profond, le taux d'élimination de la DCO a atteint 92,7 %. On peut voir que l'efficacité du traitement est très élevée et qu'elle est extrêmement bénéfique pour l'étape suivante du traitement. Jouer un rôle décisif.(2) Méthode ABLa méthode AB est un procédé à boues activées à ultra-haute charge. Le taux d'élimination de la DBO5, de la DCO, des MES, du phosphore et de l'azote ammoniacal par le procédé AB est généralement supérieur à celui du procédé conventionnel à boues activées. Ses avantages exceptionnels sont une charge élevée dans la section A, une forte résistance à la charge d'impact et un effet tampon important sur le pH et les substances toxiques. Il est particulièrement adapté au traitement des eaux usées avec une concentration élevée et de grands changements dans la qualité et la quantité de l'eau. Yang Junshi et d'autres méthodes utilisent le processus biologique d'hydrolyse acidification-AB pour traiter les eaux usées antibiotiques, le processus est court, économe en énergie et le coût de traitement est inférieur à la méthode de traitement biologique par floculation chimique du même type d'eaux usées.(3) Méthode d'oxydation biologique par contactLa technologie intègre les avantages de la méthode des boues activées et du biofilm, et présente les avantages d'une charge volumétrique élevée, d'une faible production de boues, d'une forte résistance aux chocs, d'un fonctionnement stable du processus et d'une gestion pratique. De nombreux projets utilisent une méthode en deux étapes, qui vise à acclimater les souches dominantes à différents stades, à faire jouer pleinement la synergie entre différentes populations microbiennes, à améliorer les effets biochimiques et la résistance aux chocs. Dans l'ingénierie, la digestion anaérobie et l'acidification sont souvent utilisées comme étapes de prétraitement, et le processus d'oxydation par contact est utilisé pour traiter les eaux usées pharmaceutiques. L'usine pharmaceutique de Harbin North a utilisé un processus d'oxydation par contact biologique en deux étapes par hydrolyse et acidification pour traiter les eaux usées pharmaceutiques. Les résultats de l'opération montrent que l'effet de traitement est stable et que la combinaison de processus est raisonnable. Avec la maturité progressive de la technologie de procédé, le champ d'application est également plus étendu.(4) Méthode SBR occupation, faible investissement, fonctionnement stable, taux élevé d'élimination de la matrice, bon effet d'élimination de l'azote et du phosphore, etc. Eaux usées fluctuantes. L'expérience de traitement des eaux usées pharmaceutiques avec le procédé SBR montre que le temps d'aération a une grande influence sur l'effet de traitement du procédé ; le réglage de la section anoxique, en particulier la conception répétée d'anoxie et d'aérobie, peut améliorer considérablement l'effet du traitement ; Le processus de traitement de renforcement SBR avec PAC peut améliorer considérablement l'effet d'élimination du système. Ces dernières années, le procédé est devenu de plus en plus parfait et il a été largement utilisé dans le traitement des eaux usées pharmaceutiques. Les eaux usées bio-pharmaceutiques ont été traitées par la méthode d'acidification par hydrolyse-SBR, et la qualité des effluents a atteint la norme de première classe de GB8978-1996.1.3.2 Traitement biologique anaérobie À l'heure actuelle, le traitement des eaux usées organiques à haute concentration au pays et à l'étranger est principalement basée sur la méthode anaérobie, mais la DCO de l'effluent est encore élevée après traitement par une méthode anaérobie distincte et nécessite généralement un post-traitement (tel qu'un traitement biologique aérobie). À l'heure actuelle, il est encore nécessaire de renforcer le développement et la conception de réacteurs anaérobies à haut rendement et de mener une étude approfondie des conditions de fonctionnement. Les applications les plus réussies dans le traitement des eaux usées pharmaceutiques sont la couverture de boues anaérobies à flux ascendant (UASB), le lit composite anaérobie (UBF), le réacteur anaérobie à chicanes (ABR), l'hydrolyse, etc.(1) Méthode UASBLe réacteur UASB a les avantages de efficacité élevée de la digestion anaérobie, structure simple, temps de rétention hydraulique court et pas besoin d'un dispositif de reflux des boues séparé. Lorsque l'UASB est utilisé pour traiter les eaux usées de production pharmaceutique telles que la kanamycine, le chlore, le VC, le SD et le glucose, la teneur en SS n'est généralement pas trop élevée pour garantir que le taux d'élimination de la DCO est supérieur à 85 % à 90 %. Le taux d'élimination de la DCO de la série en deux étapes UASB peut atteindre plus de 90 %.(2) Méthode UBF Buying Wenning et al. a effectué un test comparatif de l'UASB et de l'UBF. Les résultats montrent que l'UBF présente les caractéristiques d'un bon effet de transfert de masse et de séparation, d'une grande biomasse et d'espèces biologiques, d'une efficacité de traitement élevée et d'une forte stabilité opérationnelle. Bioréacteur à oxygène.(3) Acidification par hydrolyseLe réservoir d'hydrolyse est appelé lit de boues hydrolysées ascendantes (HUSB), qui est un UASB amélioré. Par rapport à l'ensemble de la cuve anaérobie du procédé, la cuve d'hydrolyse présente les avantages suivants : pas besoin d'étanchéité, d'agitation, pas de séparateur triphasique, ce qui réduit le coût et facilite la maintenance ; il peut dégrader les grosses molécules et les substances organiques non biodégradables dans les eaux usées en petites molécules. La matière organique facilement biodégradable améliore la biodégradabilité de l'eau brute ; réaction rapide, petit volume de réservoir, moins d'investissement en capital et volume de boues réduit. Ces dernières années, le procédé d'hydrolyse-aérobie a été largement utilisé dans le traitement des eaux usées pharmaceutiques. Par exemple, une usine biopharmaceutique utilise un procédé d'hydrolyse, d'acidification et d'oxydation biologique par contact en deux étapes pour traiter les eaux usées pharmaceutiques. Le fonctionnement est stable et l'effet d'élimination des matières organiques est remarquable. DCO, DBO5 Les taux d'élimination des SS et des SS étaient respectivement de 90,7 %, 92,4 % et 87,6 % l'hydrolyse, l'acidification-aérobie et d'autres processus combinés améliorent la biodégradabilité, la résistance aux chocs, le coût d'investissement et l'effet de traitement des eaux usées. Hors des performances d'une seule méthode de traitement, elle a été largement utilisée dans la pratique de l'ingénierie. Par exemple, une usine pharmaceutique utilise un procédé anaérobie-aérobie pour traiter les eaux usées pharmaceutiques, le taux d'élimination de la DBO5 est de 98 %, le taux d'élimination de la DCO est de 95 % et l'effet du traitement est stable. Le procédé de micro-électrolyse-hydrolyse anaérobie-acidification-SBR est utilisé pour traiter la synthèse chimique des eaux usées pharmaceutiques. Les résultats montrent que l'ensemble du processus de la série a une forte résistance aux chocs au changement de la qualité des eaux usées et du volume d'eau, et le taux d'élimination de la DCO peut atteindre 86 % ~ 92 %, ce qui est un choix de processus idéal pour le traitement des eaux usées pharmaceutiques ; Dans le traitement des eaux usées, le procédé d'acidification hydrolytique-A/O-oxydation catalytique-oxydation par contact est adopté. Lorsque la DCO de l'influent est d'environ 12 000 mg/L, la DCO de l'effluent est inférieure à 300 mg/L ; la méthode biofilm-SBR est utilisée pour traiter le biologique Le taux d'élimination de la DCO dans les eaux usées pharmaceutiques avec réfractaire peut atteindre 87,5 % ~ 98,31 %, ce qui est beaucoup plus élevé que l'effet de traitement de la méthode biofilm et de la méthode SBR seules. De plus, avec le développement continu de la technologie membranaire, la recherche d'application du bioréacteur à membrane (MBR) dans le traitement des eaux usées pharmaceutiques s'est progressivement approfondie. Le MBR combine les caractéristiques de la technologie de séparation par membrane et du traitement biologique, et présente les avantages d'une charge volumétrique élevée, d'une forte résistance aux chocs, d'un espace au sol réduit et de moins de boues résiduelles. Le procédé du bioréacteur à membrane anaérobie a été utilisé pour traiter les eaux usées de chlorure d'acide intermédiaire pharmaceutique avec une DCO de 25 000 mg/L. Le taux d'élimination de DCO du système a été maintenu au-dessus de 90 %. La capacité de dégrader des matières organiques spécifiques par des bactéries obligatoires a été adoptée pour la première fois. Le bioréacteur à membrane d'extraction a été utilisé pour traiter les eaux usées industrielles contenant de la 3,4-dichloroaniline. Le THS était de 2 h, et le taux d'élimination a atteint 99 %, et l'effet de traitement idéal a été obtenu. Malgré les problèmes d'encrassement des membranes, avec le développement continu de la technologie des membranes, le MBR sera plus largement utilisé dans le domaine du traitement des eaux usées pharmaceutiques.2. Processus de traitement et sélection des eaux usées pharmaceutiquesLes caractéristiques de qualité de l'eau des eaux usées pharmaceutiques rendent impossible le traitement de la plupart des eaux usées pharmaceutiques par un traitement biochimique seul. Un prétraitement nécessaire doit donc être effectué avant le traitement biochimique. Généralement, un réservoir de régulation doit être réglé pour ajuster la qualité de l'eau et le pH, et selon la situation réelle, une méthode physico-chimique ou chimique est utilisée comme processus de prétraitement pour réduire les MES, la salinité et la DCO partielle dans l'eau, et réduire la substances inhibitrices biologiques dans les eaux usées, et améliorer la dégradabilité des eaux usées pour faciliter le traitement biochimique ultérieur des eaux usées. Les eaux usées prétraitées peuvent être traitées en fonction de leurs caractéristiques de qualité de l'eau par un processus anaérobie et aérobie. Si les besoins en effluents sont élevés, le processus de traitement aérobie doit être poursuivi après le processus de traitement aérobie. Le choix d'un procédé spécifique doit tenir compte de la nature des eaux usées, de l'effet de traitement du procédé, de l'investissement en infrastructure, de l'exploitation et de la maintenance, etc., afin que la technologie soit faisable et économique. Le procédé global est un procédé combiné prétraitement-anaérobie-aérobie (post-traitement). Les eaux usées pharmaceutiques complètes contenant de l'insuline artificielle et similaires sont traitées par un processus combiné d'hydrolyse, d'adsorption, d'oxydation par contact et de filtration, et la qualité de l'eau effluente traitée est supérieure à la norme de première classe GB8978-1996. Procédé de flottation à l'air-hydrolyse-oxydation par contact pour les eaux usées pharmaceutiques chimiques, procédé composite de filtration aérobie-sable composite d'hydrolyse de micro-oxygène pour les eaux usées antibiotiques, procédé de flottation à l'air-UBF-CASS pour le traitement des eaux usées d'extraction de médecine chinoise à haute concentration, etc. effet .3. Recyclage des matériaux utiles dans les eaux usées pharmaceutiquesPromouvoir une production propre dans l'industrie pharmaceutique, améliorer le taux d'utilisation des matières premières et le taux de récupération complet des produits intermédiaires et sous-produits, et réduire ou éliminer la pollution dans le processus de production grâce aux processus de reformage. En raison de la particularité de certains processus de production pharmaceutique, les eaux usées contiennent une grande quantité de matériaux recyclables. Pour le traitement de ces eaux usées pharmaceutiques, la récupération des matériaux et l'utilisation complète doivent être renforcées en premier. Pour la teneur en sel d'ammonium des eaux usées intermédiaires pharmaceutiques jusqu'à 5% à 10%, le film racleur fixe est utilisé pour l'évaporation, la concentration, la cristallisation et la récupération de (NH4)2SO4 et NH4NO3 avec une fraction massique d'environ 30% est utilisé comme engrais ou réutilisé. Avantages économiques évidents ; une société pharmaceutique de haute technologie utilise une méthode de soufflage pour traiter les eaux usées de production à teneur extrêmement élevée en formaldéhyde. Après récupération, le gaz formaldéhyde peut être formulé en réactif formol ou brûlé comme source de chaleur de la chaudière. Grâce à la récupération du formaldéhyde, les ressources peuvent être utilisées de manière durable et le coût d'investissement de la station de traitement peut être récupéré en 4 à 5 ans, réalisant l'unification des avantages environnementaux et économiques. Cependant, en général, les eaux usées pharmaceutiques ont une composition complexe et sont difficiles à recycler, et le processus de recyclage est compliqué et le coût est élevé. Par conséquent, une technologie de traitement des eaux usées intégrée avancée et efficace est la clé pour résoudre complètement le problème des eaux usées.4. la conclusionIl y a eu de nombreux rapports sur le traitement des eaux usées pharmaceutiques. Cependant, en raison de la diversité des matières premières et des procédés dans l'industrie pharmaceutique, la qualité des eaux usées des eaux usées est très différente. Par conséquent, les eaux usées pharmaceutiques ne disposent pas d'une méthode de traitement mature et unifiée. La voie de traitement sélectionnée dépend des eaux usées. nature. Selon les caractéristiques des eaux usées, il est généralement nécessaire de les prétraiter pour améliorer la biodégradabilité des eaux usées et d'éliminer dans un premier temps les polluants, puis de combiner un traitement biochimique. A l'heure actuelle, le développement d'une unité de traitement d'eau composite économique et efficace est un problème urgent à résoudre. Dans le même temps, la recherche sur la production plus propre doit être renforcée et la valeur du recyclage des eaux usées et des moyens appropriés doit être prise en compte dès le début du traitement pour parvenir à l'unification des avantages économiques et environnementaux.
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