¿Es necesario diluir las aguas residuales farmacéuticas de alta concentración antes de ingresar al sistema bioquímico? Investigación de tecnología de tratamiento de aguas residuales farmacéuticas Las aguas residuales de la industria farmacéutica incluyen principalmente cuatro categorías: aguas residuales de producción de antibióticos, aguas residuales de producción de drogas sintéticas, aguas residuales de producción de medicamentos patentados chinos y agua de lavado y aguas residuales de lavado en el proceso de producción de diversos preparados. Las aguas residuales tienen las características de composición compleja, alto contenido de materia orgánica, alta toxicidad, color intenso y alto contenido de sal. En particular, tienen poca biodegradabilidad y se descargan de forma intermitente, lo que dificulta su tratamiento. Con el desarrollo de la industria farmacéutica de mi país, las aguas residuales farmacéuticas se han convertido gradualmente en una de las fuentes importantes de contaminación. Cómo lidiar con este tipo de aguas residuales es un problema difícil en la protección ambiental actual. 1 Métodos de tratamiento de aguas residuales farmacéuticas Los métodos de tratamiento de aguas residuales farmacéuticas se pueden resumir en: tratamiento físico y químico, tratamiento químico, tratamiento bioquímico y una combinación de varios métodos. Cada método de tratamiento tiene sus propias ventajas y desventajas. 1.1 Tratamiento físico y químico De acuerdo con las características de calidad del agua de las aguas residuales farmacéuticas, el tratamiento físico y químico debe utilizarse como proceso de pretratamiento o postratamiento para el tratamiento bioquímico. En la actualidad, los métodos de tratamiento físico y químico incluyen principalmente coagulación, flotación por aire, adsorción, extracción de amoníaco, electrólisis, intercambio iónico, separación por membranas, etc. Método de coagulación (1.1) Esta tecnología es un método de tratamiento de la calidad del agua ampliamente utilizado en el país y en el extranjero. Se utiliza ampliamente en el pretratamiento y postratamiento de aguas residuales farmacéuticas, como el sulfato de aluminio y el sulfato férrico polimerizado utilizados en las aguas residuales de la medicina tradicional china. La clave para un tratamiento de coagulación eficaz reside en la selección y adición de coagulante con excelente rendimiento. En los últimos años, la dirección de desarrollo de los coagulantes va desde moléculas bajas hasta polímeros de alto peso molecular, y desde componentes y funciones individuales hasta el desarrollo de compuestos. Liu Minghua y otros utilizaron el floculante compuesto de alta eficiencia F-1 desarrollado por él para tratar las aguas residuales de la rápida producción de jarabe. Cuando el pH es 6,5 y la dosis de floculante es 300 mg/L, las tasas de eliminación de DQO, SS y cromaticidad de las aguas residuales alcanzan 69,7, 96,4 y 87,5 respectivamente. Su rendimiento es significativamente mejor que el carbón activado en polvo (PAC) y la poliacrilamida (PAM). y otros floculantes simples. 1.1.2 Flotación La flotación generalmente incluye flotación por aire, flotación por disolución, flotación química y flotación electrolítica. Xinchang Pharmaceutical Factory utiliza un dispositivo de flotación de aire cóncavo de vórtice CAF para pretratar las aguas residuales farmacéuticas. Al agregar productos químicos apropiados, la tasa promedio de eliminación de DQO puede alcanzar aproximadamente el 25%. 1.1.3 Los adsorbentes comúnmente utilizados en el método de adsorción incluyen carbón activado, carbón activado, ácido húmico, resina de adsorción, etc. La fábrica farmacéutica Wuhan Jianmin utiliza un proceso de tratamiento biológico aeróbico de dos etapas por adsorción de cenizas volantes para tratar sus aguas residuales. Los resultados muestran que la tasa de eliminación de DQO en aguas residuales mediante pretratamiento de adsorción alcanza 41,1 y el valor DBO5/DQO ha mejorado. 1.1.4 Las tecnologías de separación por membranas incluyen la ósmosis inversa, las membranas de nanofiltración y las membranas de fibra, que pueden reciclar sustancias útiles y reducir la cantidad total de emisiones de materia orgánica. Las características principales de esta tecnología son equipos simples, fácil operación, sin cambio de fase ni cambio químico, alta eficiencia de procesamiento y ahorro de energía. Juana et al. utilizaron membranas de nanofiltración para separar las aguas residuales de lincomicina y descubrieron que no solo redujeron el efecto inhibidor de la lincomicina sobre los microorganismos en las aguas residuales, sino que también recuperaron la lincomicina. 1.1.5 El método de electrólisis ha atraído la atención debido a su alta eficiencia y fácil operación. El método de electrólisis tiene un buen efecto de decoloración. Mars pretrató electrolíticamente el sobrenadante de riboflavina y las tasas de eliminación de DQO, SS y croma alcanzaron 765, 438 0, 83 y 67 respectivamente. Cuando se utilizan métodos químicos en el tratamiento químico 1.2, el uso excesivo de algunos reactivos puede provocar fácilmente una contaminación secundaria del agua, por lo que se deben realizar investigaciones experimentales relevantes antes del diseño. Los métodos químicos incluyen el método hierro-carbono, el método químico redox (reactivo de Fenton, H2O2, O3), tecnología de oxidación avanzada, etc. 1.2.1 La operación industrial del proceso hierro-carbono muestra que el uso de hierro-carbono como paso previo al tratamiento de aguas residuales farmacéuticas puede mejorar en gran medida la biodegradabilidad del efluente. Lou Maoxing et al. [9] utilizaron un proceso de tratamiento combinado de hierro, carbono, microelectrólisis, anaeróbico, aeróbico y flotación de aire para tratar aguas residuales de producción intermedia farmacéutica, como eritromicina y clorhidrato de ciprofloxacina. Después del tratamiento con hierro y carbono, la tasa de eliminación de DQO llega a 20 y el efluente final alcanza el estándar de primer nivel del Estándar Nacional Integral de Descarga de Aguas Residuales (GB 8978-1996). 1.2.2 Método de tratamiento con reactivo de Fenton La combinación de sal ferrosa y H2O2 se denomina reactivo de Fenton y puede eliminar eficazmente la materia orgánica refractaria que no se puede eliminar con la tecnología tradicional de tratamiento de aguas residuales. Con la profundización de la investigación, se introdujeron luz ultravioleta (UV) y oxalato (C2O42-) en el reactivo de Fenton, lo que mejoró enormemente su capacidad oxidante.
Cheng Cangcang et al. [10] utilizaron TiO2 como catalizador y una lámpara de mercurio de baja presión de 9 W como fuente de luz para tratar aguas residuales farmacéuticas con reactivo de Fenton. Consiguieron una tasa de decoloración de 100 y una tasa de eliminación de DQO de 92,3. Los compuestos disminuyeron de 8,05 mg/L a 0,41 mg/L. Por ejemplo, Balcioglu utilizó la oxidación con ozono para tratar tres tipos de aguas residuales con antibióticos. Los resultados muestran que no sólo se mejora la relación DBO5/DQO, sino que la tasa de eliminación de DQO alcanza más de 75. 1.2.4 La tecnología de oxidación, también conocida como tecnología de oxidación avanzada, reúne los últimos resultados de las investigaciones modernas sobre luz, electricidad, sonido, magnetismo, materiales y otras disciplinas relacionadas, incluidas principalmente la oxidación electroquímica, la oxidación húmeda, la oxidación con agua supercrítica, la oxidación fotocatalítica, Degradación ultrasónica, etc. Entre ellos, la tecnología de oxidación catalítica UV tiene las ventajas de ser novedosa, alta eficiencia y sin selectividad para las aguas residuales. Es especialmente adecuada para la degradación de hidrocarburos insaturados, tiene condiciones de reacción suaves y no tiene contaminación secundaria, por lo que tiene buenas perspectivas de aplicación. En comparación con métodos de tratamiento como la luz ultravioleta, el calor y la presión, el tratamiento ultrasónico de la materia orgánica es más directo y requiere menos equipo. Está recibiendo cada vez más atención como nuevo método de tratamiento. Xiao Guangquan et al. [13] utilizaron un método de contacto biológico aeróbico ultrasónico para tratar aguas residuales farmacéuticas. En las condiciones de tratamiento ultrasónico de 60 s y potencia de 200 W, la tasa total de eliminación de DQO de las aguas residuales alcanzó 96. 1.3 Tratamiento bioquímico La tecnología de tratamiento bioquímico es actualmente una tecnología farmacéutica de tratamiento de aguas residuales ampliamente utilizada, que incluye métodos biológicos aeróbicos, métodos biológicos anaeróbicos, y método combinado aeróbico-anaeróbico, etc. 1.3.1 Tratamiento biológico aeróbico Dado que las aguas residuales farmacéuticas son en su mayoría aguas residuales orgánicas de alta concentración, la solución original generalmente necesita diluirse durante el tratamiento biológico aeróbico. Por lo tanto, el consumo de energía es grande, la biodegradabilidad de las aguas residuales es pobre y es difícil. descargar directamente después del tratamiento bioquímico. Por lo tanto, el tratamiento aeróbico por sí solo no es mucho y generalmente se requiere un tratamiento previo. Los métodos de tratamiento biológico aeróbico comúnmente utilizados incluyen el método de lodos activados, el método de aireación de pozos profundos, el método de biodegradación por adsorción (método AB), el método de oxidación por contacto, el método de lodos activados intermitentes por lotes secuenciados (método SBR), el método de lodos activados circulantes (método CASS), etc. (1) La aireación de pozos profundos es un sistema de lodos activados de alta velocidad con las ventajas de una alta utilización de oxígeno, tamaño reducido, buen efecto de tratamiento, baja inversión, bajos costos operativos, sin expansión de lodos y baja producción de lodos. Además, el efecto de aislamiento térmico es bueno y el tratamiento no se ve afectado por las condiciones climáticas, lo que puede garantizar el efecto del tratamiento de aguas residuales en el invierno del norte. Después del tratamiento bioquímico de las aguas residuales orgánicas de alta concentración de la Planta General Farmacéutica del Noreste, la tasa de eliminación de DQO alcanzó 92,7, lo que indica que la eficiencia del tratamiento es muy alta, lo que es extremadamente beneficioso para el siguiente paso del tratamiento y juega un papel decisivo en los estándares de los efluentes. del tratamiento del proceso. (2) Proceso AB El proceso AB pertenece al proceso de lodos activados de carga ultraalta. El método AB generalmente tiene tasas de eliminación más altas de DBO5, DQO, SS, fósforo y nitrógeno amoniacal que el método de lodo activado convencional. Sus ventajas destacadas son una alta carga de nivel A, una fuerte resistencia a la carga de impacto y un gran efecto amortiguador sobre el pH y las sustancias tóxicas. Es especialmente adecuado para el tratamiento de aguas residuales con alta concentración y grandes cambios en la calidad y cantidad del agua. Yang Junshi et al. utilizaron el proceso biológico hidrólisis-acidificación-AB para tratar aguas residuales con antibióticos. Este proceso es corto, ahorra energía y el costo de tratamiento es menor que el del tratamiento biológico por floculación química de aguas residuales similares. (3) La oxidación por contacto biológico combina las ventajas del método de lodos activados y el método de biopelícula, y tiene las ventajas de una alta carga volumétrica, baja producción de lodos, fuerte resistencia al impacto, operación estable del proceso y gestión conveniente. Muchos proyectos adoptan un enfoque en dos etapas, con el objetivo de domesticar cepas dominantes en diferentes etapas, aprovechar al máximo la sinergia entre diferentes poblaciones microbianas y mejorar los efectos bioquímicos y la resistencia al impacto. En ingeniería, la digestión anaeróbica y la acidificación se utilizan comúnmente como procesos de pretratamiento, y el método de oxidación por contacto se utiliza para tratar aguas residuales farmacéuticas. Harbin Northern Pharmaceutical Factory utiliza un proceso de oxidación por contacto biológico de dos etapas, acidificación por hidrólisis, para tratar las aguas residuales farmacéuticas. Los resultados de la operación muestran que el efecto del tratamiento del proceso es estable y la combinación de procesos es razonable. A medida que esta tecnología madura, sus campos de aplicación se amplían. (4) Proceso SBR El proceso SBR tiene una fuerte resistencia a la carga de impacto, alta actividad de lodos, estructura simple, sin necesidad de reflujo, operación flexible, tamaño reducido, baja inversión, operación estable, alta tasa de eliminación de matriz y buenos efectos de desnitrificación y eliminación de fósforo. , etc. Ventajas: Es adecuado para el tratamiento de aguas residuales con grandes fluctuaciones en el volumen y la calidad del agua.