המצב הנוכחי: תעשיית התרופות מתמקדת בעיקר בסינתזה כימית פרמצבטית, פרמצבטית ביולוגית ותרופות רפואה סינית מסורתית, והייצור הוא בעל מאפיינים של מגוון מוצרים, תהליכים מורכבים וסולמות ייצור שונים.
לשפכים המיוצרים בתהליך פרמצבטי יש מאפיינים של ריכוז מזהמים גבוה, רכיבים מורכבים, מתכלות ביולוגית ירודה ורעילות ביולוגית גבוהה.
שפכים לייצור תרופות סינתזה כימית ותסיסה הם הקושי ונקודת המפתח בבקרת הזיהום של תעשיית התרופות.
שפכים של סינתזה כימית הם מזהם עיקרי המופרש במהלך ייצור תרופות [2].
ניתן לחלק באופן גס את שפכי התרופות לארבע קטגוריות [3], כלומר פסולת נוזל ונוזל אם בתהליך הייצור;
נוזל שיורי בהתאוששות כולל ממס, נוזל דרוש, תוצר לוואי וכו'.
ניקוז תהליך עזר כגון מי קירור וכו'.
ציוד ושפכים לשטיפת קרקע;
ביוב ביתי.
טכנולוגיה לטיפול בשפכי ביניים פרמצבטיים
לאור המאפיינים של שפכי ביניים פרמצבטיים כגון COD גבוה, חנקן גבוה, זרחן גבוה, תכולת מלח גבוהה, כרומה עמוקה, הרכב מורכב והתכלות ביולוגית ירודה, שיטות הטיפול הנפוצות כוללות טיפול פיזיקוכימי ותהליך טיפול ביוכימי [6].
בהתאם לסוגי איכות השפכים השונים, תיושם גם שורה של שיטות כמו שילוב של תהליך פיסיקוכימי ותהליך ביולוגי [7].
התמונה
1. טכנולוגיית טיפול פיזיקלית וכימית
כיום, שיטות הטיפול הפיזיקליות והכימיות העיקריות בשפכי ייצור תרופות כוללות: שיטת הצפת גז, שיטת שקיעת קרישה, שיטת ספיחה, שיטת אוסמוזה הפוכה, שיטת שריפה ותהליך חמצון מתקדם [8].
בנוסף, שיטות אלקטרוליזה ומשקעים כימיים, כגון מיקרו-אלקטרוליזה FE-C ושיטות משקעים MAP להסרת חנקן וזרחן, משמשות גם הן בדרך כלל לטיפול בשפכי ביניים פרמצבטיים.
1.1 שיטת קרישה ושקיעה
תהליך קרישה הוא תהליך שבו החלקיקים המרחפים והחלקיקים הקולואידים במים הופכים למצב לא יציב על ידי הוספת חומרים כימיים ואז מתקבצים לפלקים או לפלקים שקל להפרידם.
כיום, טכנולוגיה זו משמשת בדרך כלל בטיפול מקדים, טיפול ביניים וטיפול מתקדם בשפכים פרמצבטיים [10].
לטכנולוגיה של קרישה ושקיעה יש יתרונות של טכנולוגיה בוגרת, ציוד פשוט, פעולה יציבה ותחזוקה נוחה.
עם זאת, תיווצר כמות גדולה של בוצה כימית בתהליך היישום של טכנולוגיה זו, מה שיוביל ל-pH נמוך של הקולחין ולתכולת מלח גבוהה יחסית של השפכים.
בנוסף, טכנולוגיית קרישה ושקיעה אינה יכולה להסיר ביעילות את המזהמים המומסים בשפכים, וגם לא להסיר לחלוטין את המזהמים הרעילים והמזיקים במי שפכים.
1.2 שיטת משקעים כימיים
שיטת משקעים כימית היא שיטה כימית להסרת מזהמים בשפכים על ידי תגובה כימית בין חומרים כימיים מסיסים למזהמים בשפכים ליצירת מלחים בלתי מסיסים, הידרוקסידים או תרכובות מורכבות.
שפכים ביניים פרמצבטיים מכילים לעתים קרובות ריכוז גבוה של חנקן אמוניה, יוני פוספט וסולפט וכו'. עבור סוג זה של שפכים, שיטת משקעים כימית משמשת לעתים קרובות לטיפול מוקדם פיזי וכימי כדי להבטיח את הפעולה הרגילה של תהליך הטיפול הביוכימי הבא.
כטכנולוגיה מסורתית לטיפול במים, משקעים כימיים משמשים לעתים קרובות לריכוך מי שפכים.
בשל השימוש בחומרי גלם כימיים בטוהר גבוה בתהליך הייצור של שפכי ביניים פרמצבטיים, השפכים מכילים לעיתים קרובות ריכוז גבוה של חנקן אמוניה וזרחן ומזהמים אחרים, באמצעות שיטת משקעים כימית אמוניום פוספט מגנזיום יכולה להסיר ביעילות את שני המזהמים בו זמנית. בזמן, ניתן למחזר את משקעי מלח אמוניום פוספט מגנזיום שנוצרו.
שיטת משקעים כימית של מגנזיום אמוניום פוספט ידועה גם כשיטת struvite.
בתהליך הייצור של חומר ביניים פרמצבטי, כמות גדולה של חומצה גופרתית משמשת לעתים קרובות בבתי מלאכה מסוימים, וה-pH של חלק זה של שפכים עשוי להיות נמוך. על מנת לשפר את ערך ה-pH של מי שפכים ולהסיר כמה יוני סולפט בו-זמנית, נעשה שימוש לעתים קרובות בשיטת הוספת CaO, הנקראת שיטת המשקעים הכימית של הסרת סיד עז.
1.3 ספיחה
העיקרון של סילוק מזהמים בשפכים בשיטת ספיחה מתייחס לשימוש בחומרים מוצקים נקבוביים לספיחת מזהמים מסוימים או מגוון של מזהמים בשפכים, כך שניתן להסיר או למחזר מזהמים בשפכים.
חומרי ספיחה נפוצים כוללים כגון אפר זבוב, סיגים, פחם פעיל ושרף ספיחה, ביניהם פחם פעיל נפוץ יותר.
1.4 שיט אוויר
שיטת ציפה אוויר היא תהליך טיפול בשפכים שבו בועות קטנות מפוזרות מאוד משמשות כנשאים לייצור הידבקות למזהמים בשפכים. מכיוון שצפיפות הבועות הקטנות הנצמדות למזהמים פחותה מזו של המים וצפות למעלה, נוצרת הפרדת מוצק-נוזל או נוזל-נוזל.
צורות ציפה באוויר כוללות ציפה באוויר מומס, ציפה באוויר מאוורר, ציפה באוויר אלקטרוליזה וציוף אוויר כימי וכו' [18], ביניהם ציפה אוויר כימית מתאימה לטיפול בשפכים בעלי תכולת חומר מרחף גבוהה.
לשיטת הנפת אוויר יש יתרונות של השקעה נמוכה, תהליך פשוט, תחזוקה נוחה וצריכת אנרגיה נמוכה, אך היא אינה יכולה להסיר ביעילות את המזהמים המומסים בשפכים.
1.5 אלקטרוליזה
תהליך אלקטרוליטי הוא שימוש בתפקיד זרם מתרשם, מייצר סדרה של תגובות כימיות, הופך את המזהמים המזיקים בשפכים והוסר, עקרון התגובה של תהליך אלקטרוליטי התרחש בתמיסת אלקטרוליט הוא דרך חומר האלקטרודה ותגובת האלקטרודה, יוצר חדש אקולוגי חדש חמצן אקולוגי ומימן [H] ומזהמי שפכים של תגובת REDOX גורם להסרת מזהמים.
לשיטת האלקטרוליזה יעילות גבוהה ותפעול פשוט בטיפול בשפכים. יחד עם זאת, שיטת האלקטרוליזה יכולה להסיר ביעילות את החומרים הצבעוניים בשפכים ולשפר ביעילות את הפירוק הביולוגי של שפכים.
התמונה
2. טכנולוגיית חמצון מתקדמת
לטכנולוגיית חמצון מתקדמת, כטכנולוגיה חדשה לטיפול במים, יש יתרונות רבים, כגון יעילות גבוהה של פירוק מזהמים, פירוק וחמצון יסודי יותר של מזהמים וללא זיהום משני.
טכנולוגיית חמצון מתקדמת, המכונה גם טכנולוגיית חמצון עמוק, היא טכנולוגיית טיפול פיזיקלית וכימית המשתמשת בחומרי חמצון, אור, חשמל, קול, מגנטי וזרז ליצירת רדיקלים חופשיים פעילים במיוחד (כגון ·OH) כדי לבזות מזהמים אורגניים עקשן.
בתחום הטיפול בשפכים פרמצבטיים, טכנולוגיית חמצון מתקדמת הפכה למוקד מחקר ותשומת לב נרחבים.
טכנולוגיית חמצון מתקדמת כוללת בעיקר חמצון אלקטרוכימי, חמצון כימי, חמצון קולי, חמצון קטליטי רטוב, חמצון פוטו-קטליטי, חמצון קטליטי מורכב, חמצון מים סופר-קריטי וטכנולוגיה משולבת של חמצון מתקדם.
שיטת חמצון כימית היא שימוש בחומרים כימיים בעצמם או בתנאים מסוימים עם חמצון חזק כדי לחמצן את המזהמים האורגניים בשפכים להשגת המטרה של סילוק מזהמים, שיטות חמצון כימיות כולל חמצון אוזון, שיטת חמצון פנטון ושיטת חמצון קטליטי רטוב.
2.1 תהליך חמצון פנטון
שיטת חמצון פנטון היא מעין שיטת חמצון מתקדמת שנמצאת בשימוש נרחב כיום. שיטה זו משתמשת במלח ברזל (Fe2+ או Fe3+) כזרז לייצור ·OH עם חמצון חזק בתנאי של הוספת H2O2, אשר יכול להיות תגובה חמצון עם מזהמים אורגניים ללא סלקטיביות להשגת הפירוק והמינרליזציה של מזהמים.
לשיטה זו יתרונות רבים, כולל מהירות תגובה מהירה, ללא זיהום משני וחמצון חזק וכו'. שיטת החמצון של פנטון משמשת בדרך כלל בטיפול בשפכים תרופתיים בגלל תגובת החמצון הלא סלקטיבית בתהליך של חמצון כימי והשיטה יכולה להפחית את רעילות של מי שפכים ומאפיינים אחרים.
2.2 שיטת חמצון אלקטרוכימי
שיטת חמצון אלקטרוכימי היא שימוש בחומרי אלקטרודה לייצור רדיקל חופשי של סופראוקסיד ·O2 ורדיקל חופשי של הידרוקסיל ·OH, שלשניהם פעילות חמצון גבוהה, יכולים לחמצן את החומר האורגני בשפכים, ולאחר מכן להשיג את המטרה של סילוק מזהמים.
עם זאת, לשיטה זו יש מאפיינים של צריכת אנרגיה גבוהה ועלות גבוהה.
2.3 חמצון פוטוקטליטי
חמצון פוטו-קטליטי היא טכנולוגיית טיפול יעילה יחסית בטכנולוגיית טיפול במים, המשתמשת בחומרים קטליטיים (כגון TiO2, SrO2, WO3, SnO2 ועוד) כנשאים קטליטיים לביצוע חמצון קטליטי של רוב המזהמים המפחיתים בשפכים, כך להשיג את המטרה של סילוק מזהמים.
מכיוון שרוב התרכובות הכלולות בשפכי תרופות הם חומרים קוטביים עם קבוצות חומציות או חומרים קוטביים עם קבוצות אלקליות, חומרים כאלה יכולים להתפרק במישרין או בעקיפין על ידי אור.
2.4 חמצון מים על קריטי
חמצון מים סופר קריטי (SCWO) הוא סוג של טכנולוגיית טיפול במים אשר לוקחת מים כמדיום ומשתמשת במאפיינים המיוחדים של מים במצב סופר קריטי כדי לשפר את קצב התגובה ולממש את החמצון המלא של החומר האורגני.
2.5 טכנולוגיה משולבת חמצון מתקדמת
כל טכנולוגיות חמצון מתקדמות משתמשות במגבלות משלהן, על מנת לשפר את יעילות הטיפול בשפכים, מקובצות יחד סדרה של טכנולוגיות חמצון מתקדמות, שנוצרות בשילוב של טכנולוגיות החמצון המתקדמות, או טכנולוגיית חמצון מתקדמת אחת המשולבת עם טכנולוגיות אחרות לכדי טכנולוגיות חדשות. טכנולוגיה כדי לשפר את יכולת החמצון ואת השפעת הטיפול ולעמוד בשינויים באיכות המים בטיפול בשפכים פרמצבטיים ברמה גבוהה יותר.
UV-Fenton, UV-H2O2, UV-O3, פוטו-קטליזה אולטרה-סונית, פוטו-קטליזה של פחמן פעיל, פוטו-קטליזה ופוטו-קטליזה במיקרוגל וכו'. נכון לעכשיו, הטכנולוגיות לשילוב האוזון הנחקרות ביותר הן [36] :
תהליך פחמן פעיל באוזון, O3-H2O2 ו-UV-O3, מהשפעת הטיפול של שפכים עקשן ויישום הנדסי, ל-O3-H2O2 ו-UV-O3 יש פוטנציאל פיתוח גדול יותר.
תהליך השילוב הנפוץ של פנטון כולל שיטת פנטון מיקרו-אלקטרוליזה, שיטת סתימות ברזל H2O2, שיטת פנטון פוטוכימית (כגון שיטת פנטון סולארית, שיטת UV-פנטון וכו'), אך שיטת פנטון חשמלית נמצאת בשימוש נרחב.
התמונה
3. טכנולוגיית טיפול ביוכימי
טכנולוגיית טיפול ביוכימי היא הטכנולוגיה העיקרית בטיפול בשפכים, באמצעות גידול חיידקים, חילוף חומרים, רבייה ותהליכים נוספים לפירוק החומר האורגני בשפכים, להשיג את האנרגיה הדרושה להם ולהשיג את המטרה של סילוק החומר האורגני.
3.1 טכנולוגיית טיפול ביולוגי אנאירובי
טכנולוגיית טיפול ביולוגי אנאירובי היא בהעדר סביבת חמצן מולקולרית, שימוש במטבוליזם של חיידקים אנאירוביים, דרך תהליך של החמצה הידרוליטית, ייצור מימן חומצה אצטית ומתאן ותהליכים אחרים להמרת מקרומולקולות, קשה לפירוק חומר אורגני ל-CH4, CO2 , H2O וחומר אורגני מולקולרי קטן.
שפכים פרמצבטיים סינתטיים מכילים לרוב מספר רב של חומרים אורגניים עקשנים מחזוריים, אשר אינם ניתנים לפירוק ישיר ולנצלם על ידי חיידקים אירוביים, כך שטכנולוגיית הטיפול האנאירובי הנוכחית הפכה לאמצעי העיקרי בתחום הטיפול בשפכים פרמצבטיים בבית ומחוצה לה [43] .
לטכנולוגיית טיפול ביולוגי אנאירובי יש יתרונות רבים: תהליך פעולת הכור האנאירובי אינו צריך לספק אוורור, צריכת האנרגיה נמוכה;
העומס האורגני של מים זורמים אנאירוביים הוא בדרך כלל גבוה.
דרישות תזונה נמוכות;
תפוקת הבוצה של כור אנאירובי נמוכה, והבוצה קלה להתייבש.
מתאן המיוצר בתהליך האנאירובי ניתן למיחזור כאנרגיה.
עם זאת, לא ניתן להזרים את השפכים האנאירוביים בסטנדרט, ויש צורך לטפל בהם בשילוב עם תהליכים אחרים. עם זאת, טכנולוגיית הטיפול הביולוגי האנאירובי רגישה לערך pH, טמפרטורה וגורמים נוספים. אם התנודה גדולה, התגובה האנאירובית תושפע ישירות, ואז תושפע איכות הקולחין.
3.2 טכנולוגיית טיפול ביולוגי אירובי
טכנולוגיית טיפול ביולוגי אירובי היא טכנולוגיית טיפול ביולוגי המשתמשת בסינתזת הפירוק וההטמעה החמצונית של חיידקים אירוביים כדי להסיר חומר אורגני מפורק. במהלך הצמיחה והמטבוליזם של אורגניזמים אירוביים, יתבצע מספר רב של רבייה, שייצור בוצה פעילה חדשה. עודפי הבוצה המופעלת יוזרמו בצורת בוצה שיורית, והשפכים יטוהרו במקביל.

MIT –IVY תעשיית הכימיקלים עִם4 מפעליםבמשך 19 שנים, צבעיםבינייםs & תוצרי ביניים פרמצבטיים &כימיקלים עדינים וכימיקלים מיוחדים .טל(WhatsApp）:008613805212761 Athena