제약 산업 폐수에는 주로 항생제 생산 폐수와 합성 의약품 생산 폐수가 포함됩니다. 제약 산업 폐수에는 주로 항생제 생산 폐수, 합성 의약품 생산 폐수, 중국 특허 의약품 생산 폐수, 세척수 및 다양한 제조 공정에서 발생하는 세척 폐수의 네 가지 범주가 있습니다. 폐수는 복잡한 구성, 높은 유기 함량, 높은 독성, 진한 색상, 높은 염분 함량, 특히 생화학적 특성이 낮고 간헐적으로 배출되는 특징이 있습니다. 처리가 어려운 산업폐수입니다. 우리나라의 제약 산업이 발전함에 따라 제약 폐수는 점차 중요한 오염원 중 하나가 되었습니다.
1. 제약폐수의 처리방법
제약폐수의 처리방법은 크게 물리화학적 처리, 화학적 처리, 생화학적 처리, 다양한 방법의 복합처리로 요약할 수 있으며, 각 처리방법에는 고유한 장점과 단점이 있습니다.
물리화학적 처리
제약폐수의 수질특성에 따라 생화학적 처리를 위한 전처리 또는 후처리 공정으로 물리화학적 처리를 사용해야 한다. 현재 사용되는 물리적 및 화학적 처리 방법에는 주로 응고, 공기 부양, 흡착, 암모니아 제거, 전기 분해, 이온 교환 및 막 분리가 포함됩니다.
응고
본 기술은 국내외에서 널리 활용되는 수처리 공법이다. 그것은 한약 폐수에서 황산 알루미늄 및 황산 제2 철과 같은 의료 폐수의 전처리 및 후 처리에 널리 사용됩니다. 효율적인 응고처리의 핵심은 성능이 뛰어난 응고제를 올바르게 선택하고 첨가하는 것입니다. 최근에는 응집제의 개발 방향이 저분자에서 고분자로, 단일성분에서 복합기능화로 변화하고 있다[3]. Liu Minghuaet al. [4]는 폐액의 COD, SS 및 색도를 pH 6.5, 응집제 투여량 300mg/L로 고효율 복합 응집제 F-1을 사용하여 처리했습니다. 제거율은 각각 69.7%, 96.4%, 87.5%였다.
공기 부양
공기부상에는 일반적으로 폭기공기부상, 용해공기부상, 화학적 공기부상, 전해공기부상 등 다양한 형태가 있다. Xinchang 제약 공장은 CAF 와류 공기 부양 장치를 사용하여 제약 폐수를 전처리합니다. COD의 평균 제거율은 적절한 화학물질을 사용할 경우 약 25%입니다.
흡착방식
일반적으로 사용되는 흡착제는 활성탄, 활성탄, 부식산, 흡착 수지 등입니다. 무한 Jianmin 제약 공장에서는 석탄재 흡착(2차 호기성 생물학적 처리 공정)을 사용하여 폐수를 처리합니다. 그 결과, 흡착 전처리의 COD 제거율은 41.1%로 나타났으며, BOD5/COD 비율이 개선된 것으로 나타났다.
막 분리
막 기술에는 역삼투압, 나노여과 및 섬유막이 포함되어 유용한 물질을 회수하고 전체 유기물 배출을 줄입니다. 이 기술의 주요 특징은 간단한 장비, 편리한 작동, 상 변화 및 화학적 변화 없음, 높은 처리 효율 및 에너지 절약입니다. Juannaet al. 신나마이신 폐수를 분리하기 위해 나노 여과막을 사용했습니다. 린코마이신이 폐수 내 미생물에 대한 억제효과가 감소하고, 신나마이신이 회수되는 것으로 나타났다.
전기 분해
이 방법은 효율이 높고 조작이 간단한 등의 장점이 있으며 전해탈색 효과가 좋다. Li Ying [8]은 리보플라빈 상청액에 대한 전해 전처리를 수행했으며 COD, SS 및 크로마의 제거율은 각각 71%, 83% 및 67%에 도달했습니다.
화학적 처리
화학적 방법을 사용하는 경우 특정 시약을 과도하게 사용하면 수역의 2차 오염이 발생할 가능성이 높습니다. 따라서 설계에 앞서 관련 실험적 연구 작업이 이루어져야 합니다. 화학적 방법으로는 철-탄소법, 화학적 산화환원법(Fenton 시약, H2O2, O3), 심산화 기술 등이 있습니다.
철탄소 방식
산업 운영에서는 제약 폐수의 전처리 단계로 Fe-C를 사용하면 폐수의 생분해성을 크게 향상시킬 수 있음을 보여줍니다. Lou Maoxing은 철-미세 전해-혐기성-호기성-공기 부양 복합 처리 방식을 사용하여 에리스로마이신, 시프로플록사신과 같은 의약품 중간체의 폐수를 처리합니다. 철과 탄소로 처리한 후 COD 제거율은 20%였습니다. %, 최종 유출수는 “종합 폐수 배출 표준”(GB8978-1996)의 국가 일류 표준을 준수합니다.
Fenton의 시약 처리
철염과 H2O2의 조합을 Fenton 시약이라고 하며, 기존 폐수처리 기술로는 제거할 수 없는 난치성 유기물질을 효과적으로 제거할 수 있습니다. 연구가 심화됨에 따라 펜톤 시약에 자외선(UV), 옥살산염(C2O42-) 등이 도입되어 산화능력이 크게 향상되었습니다. TiO2를 촉매로, 9W 저압수은램프를 광원으로 사용하여 제약폐수를 Fenton 시약으로 처리한 결과 탈색율은 100%, COD 제거율은 92.3%, 니트로벤젠 화합물이 8.05mg에서 감소하였다. /엘. 0.41mg/L.
산화
이 방법은 폐수의 생분해성을 향상시킬 수 있으며 COD 제거율도 향상됩니다. 예를 들어, Balcioglu와 같은 세 가지 항생제 폐수는 오존 산화로 처리되었습니다. 결과는 폐수의 오존처리가 BOD5/COD 비율을 증가시켰을 뿐만 아니라 COD 제거율도 75% 이상임을 보여주었습니다.
산화기술
고급 산화 기술이라고도 알려진 이 기술은 전기화학적 산화, 습식 산화, 초임계수 산화, 광촉매 산화 및 초음파 분해를 포함하여 현대 빛, 전기, 소리, 자성, 재료 및 기타 유사한 분야의 최신 연구 결과를 통합합니다. 그 중 자외선 광촉매 산화 기술은 참신하고 효율이 높으며 폐수에 대한 선택성이 없다는 장점이 있으며 특히 불포화 탄화수소 분해에 적합합니다. 자외선, 가열, 압력 등의 처리 방법에 비해 유기물의 초음파 처리는 더 직접적이고 장비가 덜 필요합니다. 새로운 형태의 치료법으로 점점 더 주목을 받고 있습니다. Xiao Guangquan et al. [13]은 제약 폐수를 처리하기 위해 초음파-호기성 생물학적 접촉 방법을 사용했습니다. 초음파 처리는 60초, 전력은 200w, 폐수의 총 COD 제거율은 96%였다.
생화학적 치료
생화학적 처리 기술은 호기성 생물학적 공법, 혐기성 생물학적 공법, 호기성-혐기성 복합 공법 등 널리 사용되는 제약폐수 처리 기술이다.
호기성 생물학적 처리
의약폐수는 대부분 고농도 유기폐수이기 때문에 일반적으로 호기성 생물학적 처리 시 원액을 희석할 필요가 있다. 따라서 전력소모가 크고, 폐수를 생화학적 처리가 가능하며, 생화학적 처리 후 바로 기준치까지 배출하기가 어렵다. 따라서 유산소 운동만 단독으로 사용하십시오. 치료 방법이 거의 없으며 일반적인 전처리가 필요합니다. 일반적으로 사용되는 호기성 생물학적 처리방법으로는 활성슬러지법, 심정공기법, 흡착생분해법(AB법), 접촉산화법, 시퀀싱 회분식 활성슬러지법(SBR법), 순환활성슬러지법 등이 있다. (CASS 방식) 등이 있습니다.
깊은 우물 통기 방법
심정 폭기는 고속 활성 슬러지 시스템입니다. 이 방법은 산소 이용률이 높고 바닥 면적이 작으며 처리 효과가 좋으며 투자가 적고 운영 비용이 낮으며 슬러지 벌킹이 없고 슬러지 생산량이 적습니다. 또한 보온효과가 좋고 처리가 기후조건에 영향을 받지 않아 북방지역의 겨울철 하수처리 효과를 보장할 수 있다. 동북제약공장의 고농도 유기폐수를 심정폭기조에서 생화학처리한 후 COD 제거율은 92.7%에 달했다. 처리 효율이 매우 높아 다음 처리에 매우 유리하다는 것을 알 수 있습니다. 결정적인 역할을 합니다.
AB 방식
AB 공법은 초고부하 활성슬러지 공법이다. AB 공정의 BOD5, COD, SS, 인, 암모니아성 질소 제거율은 일반적으로 기존 활성슬러지 공정에 비해 높습니다. A부의 높은 하중, 강력한 충격 방지 하중 용량, pH 값 및 독성 물질에 대한 완충 효과가 큰 것이 뛰어난 장점입니다. 특히 농도가 높고 수질과 양의 변화가 큰 하수를 처리하는 데 적합합니다. Yang Junshi 등의 방법. 가수분해 산성화-AB 생물학적 공법을 사용하여 항생제 폐수를 처리하는데, 이는 공정 흐름이 짧고 에너지를 절약하며 처리 비용이 유사한 폐수의 화학적 응집-생물학적 처리 방법보다 저렴합니다.
생물학적 접촉 산화
이 기술은 활성슬러지 방식과 바이오필름 방식의 장점을 결합한 기술로 높은 부하량, 낮은 슬러지 발생량, 강한 충격 저항성, 안정적인 공정 운영, 편리한 관리 등의 장점을 갖고 있습니다. 많은 프로젝트에서는 여러 단계에서 우세한 균주를 길들이고, 다양한 미생물 개체군 간의 시너지 효과를 최대한 활용하고, 생화학적 효과와 충격 저항성을 향상시키는 것을 목표로 하는 2단계 방법을 채택합니다. 공학에서는 전처리 단계로 혐기성 소화 및 산성화가 자주 사용되며, 제약 폐수 처리에는 접촉 산화 공정이 사용됩니다. 하얼빈북약공장은 가수분해 산성화-2단계 생물학적 접촉 산화 공정을 채택하여 의약 폐수를 처리합니다. 작업 결과는 처리 효과가 안정적이고 프로세스 조합이 합리적임을 보여줍니다. 공정 기술이 점진적으로 성숙해짐에 따라 응용 분야도 더욱 광범위해졌습니다.
SBR 방식
SBR 공법은 충격 부하에 강하고, 슬러지 활성도가 높으며, 구조가 간단하고, 역류가 필요 없으며, 운영이 유연하고, 설치 면적이 적으며, 투자 비용이 적고, 운영이 안정적이며, 기질 제거율이 높고, 탈질 및 인 제거가 우수한 장점이 있습니다. . 변동하는 폐수. SBR 공정에 의한 제약 폐수 처리에 대한 실험에서는 폭기 시간이 공정의 처리 효과에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 무산소 구역 설정, 특히 무산소 구역과 호기 구역의 반복 설계는 치료 효과를 크게 향상시킬 수 있습니다. PAC의 SBR 강화 처리 공정은 시스템의 제거 효과를 크게 향상시킬 수 있습니다. 최근 몇 년 동안 이 공정은 점점 더 완벽해졌으며 제약 폐수 처리에 널리 사용됩니다.
혐기성 생물학적 처리
현재 국내외 고농도 유기폐수 처리는 주로 혐기성법을 기반으로 하고 있으나, 별도의 혐기성법으로 처리한 후에도 여전히 방류수 COD가 상대적으로 높으며, 호기성 생물학적 처리 등의 후처리가 일반적으로 이루어지고 있다. 필수의. 현재에도 고효율 혐기성 반응기의 개발 및 설계를 강화하고, 운전 조건에 대한 심도 있는 연구를 강화할 필요가 있습니다. 제약 폐수 처리에서 가장 성공적인 응용 분야는 상향류 혐기성 슬러지 베드(UASB), 혐기성 복합 베드(UBF), 혐기성 배플 반응기(ABR), 가수분해 등입니다.
UASB법
UASB 반응기는 혐기성소화효율이 높고, 구조가 간단하며, 수력학적 체류시간이 짧고, 별도의 슬러지 회수장치가 필요하지 않다는 장점이 있습니다. UASB가 카나마이신, 염소, VC, SD, 포도당 및 기타 제약 생산 폐수 처리에 사용되는 경우 SS 함량은 일반적으로 COD 제거율이 85% ~ 90%를 초과할 정도로 높지 않습니다. 2단 시리즈 UASB의 COD 제거율은 90% 이상에 달할 수 있습니다.
UBF 방식
Wenning et al. 구매 UASB와 UBF에 대한 비교 테스트를 진행했습니다. 결과는 UBF가 우수한 물질 전달 및 분리 효과, 다양한 바이오매스 및 생물학적 종, 높은 처리 효율 및 강력한 작동 안정성이라는 특성을 가지고 있음을 보여줍니다. 산소 생물 반응기.
가수분해 및 산성화
가수분해 탱크는 HUSB(Hydrolyzed Upstream Sludge Bed)라고 하며 수정된 UASB입니다. 전체 공정 혐기성 탱크와 비교하여 가수분해 탱크는 다음과 같은 장점이 있습니다. 밀봉이 필요 없고 교반이 필요 없으며 3상 분리기가 없어 비용이 절감되고 유지 관리가 용이합니다. 하수 속의 거대분자와 난분해성 유기물질을 작은 분자로 분해할 수 있습니다. 쉽게 생분해되는 유기물은 원수의 생분해성을 향상시킵니다. 반응이 빠르고, 탱크 용량이 작고, 자본 건설 투자가 적고, 슬러지 용량이 감소합니다. 최근에는 가수분해-호기성 공정이 제약폐수 처리에 널리 사용되고 있다. 예를 들어, 바이오제약 공장에서는 가수분해 산성화(2단계 생물학적 접촉 산화 공정)를 사용하여 제약 폐수를 처리합니다. 작동이 안정적이고 유기물 제거 효과가 뛰어납니다. COD, BOD5 SS, SS 제거율은 각각 90.7%, 92.4%, 87.6%였다.
무산소-유산소 복합처리과정
호기성 처리나 혐기성 처리만으로는 요구사항을 충족할 수 없기 때문에 혐기성-호기성, 가수분해성 산성화-호기성 처리 등의 복합 공정을 통해 폐수의 생분해성, 내충격성, 투자비 및 처리 효과가 향상됩니다. 단일 처리 방식의 성능으로 인해 엔지니어링 실습에 널리 사용됩니다. 예를 들어, 제약 공장에서는 혐기성-호기성 공정을 사용하여 제약 폐수를 처리하고 BOD5 제거율은 98%, COD 제거율은 95%이며 처리 효과가 안정적입니다. 미세전해-혐기성 가수분해-산성화-SBR 공정은 화학적 합성 의약품 폐수를 처리하는 데 사용됩니다. 결과는 전체 일련의 공정이 폐수 품질 및 수량 변화에 대한 강한 내충격성을 가지며 COD 제거율이 86% ~ 92%에 도달할 수 있다는 것을 보여줍니다. 이는 제약 폐수 처리를 위한 이상적인 공정 선택입니다. – 촉매 산화 – 접촉 산화 공정. 유입수의 COD가 약 12,000mg/L일 때 유출수의 COD는 300mg/L 미만입니다. 생물막-SBR법으로 처리한 생물학적 난치성 제약 폐수의 COD 제거율은 87.5%~98.31%에 도달할 수 있으며 이는 일회용 생물막법과 SBR법의 처리 효과보다 훨씬 높습니다.
또한, 멤브레인 기술의 지속적인 개발로 인해 제약폐수 처리에 MBR(Membrane Bioreactor)을 적용하는 연구가 점차 심화되고 있습니다. MBR은 막 분리 기술과 생물학적 처리의 특성을 결합하여 높은 부피 부하, 강한 충격 저항, 작은 설치 공간 및 잔류 슬러지 감소 등의 장점을 가지고 있습니다. 혐기성 막 생물반응기 공정은 COD가 25,000 mg/L인 제약 중간체 산 염화물 폐수를 처리하는 데 사용되었습니다. 시스템의 COD 제거율은 90% 이상을 유지합니다. 처음으로 특정 유기물을 분해하는 절대박테리아의 능력이 사용되었습니다. 추출형 막 생물반응기는 3,4-디클로로아닐린을 함유한 산업 폐수를 처리하는 데 사용됩니다. HRT는 2시간, 제거율은 99%에 도달하여 이상적인 치료 효과를 얻었습니다. 막 오염 문제에도 불구하고 막 기술의 지속적인 개발로 인해 MBR은 제약 폐수 처리 분야에서 더욱 널리 사용될 것입니다.
2. 의약폐수의 처리과정 및 선정
제약폐수의 수질 특성상 대부분의 제약폐수는 생화학적 처리만으로는 생화학적 처리가 불가능하므로 생화학적 처리 이전에 필요한 전처리가 이루어져야 한다. 일반적으로 수질과 pH 값을 조절하기 위해 조절조를 설치해야 하며, 물 속의 SS, 염도 및 일부 COD를 줄이기 위해 실제 상황에 따라 물리화학적 또는 화학적 방법을 전처리 공정으로 사용해야 합니다. 폐수의 생물학적 억제 물질을 제거하고 폐수의 분해성을 향상시킵니다. 폐수의 후속 생화학적 처리를 촉진합니다.
전처리된 폐수는 수질 특성에 따라 혐기성 공정과 호기성 공정으로 처리할 수 있습니다. 폐수 요구량이 높을 경우 호기성 처리 공정 이후에 호기성 처리 공정을 계속해야 합니다. 구체적인 공정의 선정은 폐수의 성질, 공정의 처리효과, 인프라 투자, 운영 및 유지관리 등의 요소를 종합적으로 고려하여 기술의 실현가능성과 경제성을 높여야 한다. 전체 공정 경로는 전처리-혐기성-호기성-(후처리)의 복합 공정입니다. 가수분해흡착-접촉산화-여과의 복합공정을 통해 인공인슐린이 함유된 종합의약폐수를 처리합니다.
3. 의약폐수 내 유용물질의 재활용 및 활용
제약 산업의 청정 생산을 촉진하고, 원료 활용률, 중간 제품 및 부산물의 종합 회수율을 향상하고, 기술 혁신을 통해 생산 과정에서 오염을 줄이거나 제거합니다. 일부 제약 생산 공정의 특수성으로 인해 폐수에는 재활용 가능한 물질이 많이 포함되어 있습니다. 이러한 제약폐수 처리를 위해서는 첫 번째 단계로 물질 회수 및 종합적 활용을 강화하는 것이 필요하다. 5% ~ 10%의 높은 암모늄 염 함량을 가진 제약 중간 폐수의 경우, 약 30%의 질량 분율로 (NH4)2SO4 및 NH4NO3를 회수하기 위해 증발, 농축 및 결정화에 고정 와이퍼 필름이 사용됩니다. 비료로 사용하거나 재사용하십시오. 경제적 이점은 명백합니다. 한 첨단 제약회사는 포름알데히드 함량이 매우 높은 생산 폐수를 퍼징 방식을 사용하여 처리합니다. 포름알데히드 가스가 회수된 후 포르말린 시약으로 공식화되거나 보일러 열원으로 연소될 수 있습니다. 포름알데히드 회수를 통해 지속가능한 자원 활용이 가능하며, 처리장 투자비용도 4~5년 이내에 회수 가능해 환경적 편익과 경제적 편익의 일체화를 실현한다. 그러나 일반 제약폐수는 조성이 복잡하고 재활용이 어렵고 회수과정이 복잡하며 비용이 많이 든다. 따라서, 하수문제를 완전히 해결하기 위해서는 선진적이고 효율적인 하수종합처리기술이 핵심이다.
4 결론
의약폐수 처리에 관한 보고는 많이 있다. 그러나 제약 산업의 원료와 공정이 다양하기 때문에 폐수 품질은 매우 다양합니다. 따라서 의약품 폐수에 대한 성숙하고 통일된 처리 방법은 없습니다. 선택할 처리 경로는 폐수에 따라 다릅니다. 자연. 일반적으로 폐수의 특성에 따라 폐수의 생분해성을 향상시키고, 초기에 오염물질을 제거한 후 생화학적 처리를 병행하기 위해 전처리가 필요합니다. 현재, 경제적이고 효과적인 복합 수처리 장치의 개발이 시급한 해결 과제이다.
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바이두에서 발췌했습니다.
게시 시간: 2022년 8월 15일