המצב הנוכחי: תעשיית התרופות מתמקדת בעיקר בתרופות סינתזה כימית, תרופות ביולוגיות ותרופות מרפואה סינית מסורתית, והייצור מתאפיין במגוון מוצרים, תהליכים מורכבים וקני מידה שונים.
למי השפכים המיוצרים בתהליך פרמצבטי יש מאפיינים של ריכוז מזהמים גבוה, רכיבים מורכבים, התכלות ביולוגית ירודה ורעילות ביולוגית גבוהה.
סינתזה כימית ותסיסה של שפכים לייצור תרופות הם הקושי והנקודה המרכזית בבקרת זיהום בתעשיית התרופות.
שפכים מסינתזה כימית הם מזהמים עיקרי הנפלטים במהלך ייצור תרופות [2].
ניתן לחלק באופן גס שפכים תרופתיים לארבע קטגוריות [3], כלומר נוזל פסולת ונוזל אם בתהליך הייצור;
נוזל שיורי בתהליך ההתאוששות כולל ממס, נוזל נדרש, תוצר לוואי וכו'.
ניקוז תהליכי עזר כגון מי קירור וכו'.
ציוד ושפכים לשטיפת קרקע;
ביוב ביתי.
טכנולוגיה לטיפול בשפכים תרופתיים ביניים
לאור המאפיינים של שפכים תרופתיים ביניים כגון COD גבוה, חנקן גבוה, זרחן גבוה, תכולת מלח גבוהה, כרומה עמוקה, הרכב מורכב ופירוק ביולוגי ירוד, שיטות הטיפול הנפוצות כוללות טיפול פיזיקוכימי ותהליך טיפול ביוכימי [6].
בהתאם לסוגי איכות השפכים השונים, ייושמו גם סדרה של שיטות כגון שילוב של תהליכים פיזיקוכימיים ותהליך ביולוגי [7].
התמונה
1. טכנולוגיית טיפול פיזיקלי וכימי
כיום, שיטות הטיפול הפיזיקליות והכימיות העיקריות בשפכים מייצור תרופות כוללות: שיטת ציפה בגז, שיטת שקיעת קרישה, שיטת ספיחה, שיטת אוסמוזה הפוכה, שיטת שריפה ותהליך חמצון מתקדם [8].
בנוסף, שיטות אלקטרוליזה ושיטות שיקוע כימיות, כגון מיקרו-אלקטרוליזה של FE-C ושיטות שיקוע MAP להסרת חנקן וזרחן, משמשות גם הן בדרך כלל בטיפול בשפכים תרופתיים ביניים.
1.1 שיטת קרישה ושיקוע
תהליך קרישה הוא תהליך שבו החלקיקים המרחפים והחלקיקים הקולואידים במים הופכים למצב לא יציב על ידי הוספת חומרים כימיים ולאחר מכן מצטברים לגושים או פתיתי ים שקל להפריד.
כיום, טכנולוגיה זו משמשת בדרך כלל לטיפול מקדים, טיפול ביניים וטיפול מתקדם בשפכים תרופתיים [10].
לטכנולוגיית הקרישה והשקיעה יש יתרונות של טכנולוגיה בוגרת, ציוד פשוט, פעולה יציבה ותחזוקה נוחה.
עם זאת, תיווצר כמות גדולה של בוצה כימית בתהליך יישום טכנולוגיה זו, מה שיוביל ל-pH נמוך של השפכים ולתכולת מלח גבוהה יחסית במי השפכים.
בנוסף, טכנולוגיית קרישה ושיקוע אינה יכולה להסיר ביעילות את המזהמים המומסים במי שפכים, וגם אינה יכולה להסיר לחלוטין את המזהמים הרעילים והמזיקים במי שפכים.
1.2 שיטת משקעים כימית
שיטת משקעים כימית היא שיטה כימית להסרת מזהמים במי שפכים באמצעות תגובה כימית בין חומרים כימיים מסיסים ומזהמים במי שפכים ליצירת מלחים בלתי מסיסים, הידרוקסידים או תרכובות מורכבות.
מי שפכים תרופתיים מכילים לעיתים קרובות ריכוז גבוה של חנקן אמוניה, יוני פוספט וסולפט וכו'. עבור סוג זה של שפכים, שיטת משקעים כימית משמשת לעתים קרובות לטיפול מקדים פיזיקלי וכימי כדי להבטיח את הפעולה התקינה של תהליך הטיפול הביוכימי שלאחר מכן.
כטכנולוגיית טיפול במים מסורתית, משקעים כימיים משמשים לעתים קרובות לריכוך שפכים.
בשל השימוש בחומרי גלם כימיים בעלי טוהר גבוה בתהליך הייצור של מי שפכים ביניים תרופתיים, השפכים מכילים לעתים קרובות ריכוז גבוה של חנקן אמוניה וזרחן ומזהמים אחרים. שימוש בשיטת משקעים כימית של מגנזיום אמוניום פוספט יכול להסיר ביעילות את שני המזהמים בו זמנית, וניתן למחזר את משקעי מלח המגנזיום אמוניום פוספט שנוצרו.
שיטת משקעים כימית של מגנזיום אמוניום פוספט ידועה גם כשיטת סטרוויט.
בתהליך הייצור של חומרי ביניים פרמצבטיים, כמות גדולה של חומצה גופרתית משמשת לעתים קרובות בבתי מלאכה מסוימים, וה-pH של חלק זה של מי השפכים עשוי להיות נמוך. על מנת לשפר את ערך ה-pH של מי השפכים ולהסיר בו זמנית חלק מיוני הסולפט, משתמשים לעתים קרובות בשיטת הוספת CaO, הנקראת שיטת משקעים כימית של הסרת גופרית מסיד מהיר.
1.3 ספיחה
עקרון סילוק מזהמים בשפכים באמצעות שיטת ספיחה מתייחס לשימוש בחומרים מוצקים נקבוביים לספיחת מזהמים מסוימים או מגוון שלהם בשפכים, כך שניתן יהיה להסיר או למחזר מזהמים בשפכים.
חומרי ספיחה נפוצים כוללים אפר מרחף, סיגים, פחם פעיל ושרף ספיחה, ביניהם פחם פעיל נפוץ יותר.
1.4 ציפה אווירית
שיטת ציפה באוויר היא תהליך טיפול בשפכים שבו בועות קטנות מפוזרות מאוד משמשות כנשאים ליצירת הידבקות למזהמים בשפכים. מכיוון שצפיפות הבועות הקטנות הנצמדות למזהמים נמוכה מזו של מים וצפים, מושגת הפרדה ממוצק לנוזל או נוזל לנוזל.
צורות ציפה באוויר כוללות ציפה באוויר מומס, ציפה באוויר מאוורר, ציפה באוויר באמצעות אלקטרוליזה והציפה באוויר כימית, וכו' [18], שביניהן ציפה באוויר כימית מתאימה לטיפול בשפכים בעלי תכולת חומר מרחף גבוהה.
לשיטת ההנפקה באוויר יתרונות של השקעה נמוכה, תהליך פשוט, תחזוקה נוחה וצריכת אנרגיה נמוכה, אך היא אינה יכולה להסיר ביעילות את המזהמים המומסים במי שפכים.
1.5 אלקטרוליזה
תהליך אלקטרוליטי הוא שימוש בזרם מופעל, לייצר סדרה של תגובות כימיות, להפוך את המזהמים המזיקים במי השפכים ולהסיר אותם. עקרון התגובה של תהליך אלקטרוליטי מתרחש בתמיסת אלקטרוליט הוא לייצר חמצן ומימן [H2] אקולוגיים חדשים אקולוגיים חדשים, ומזהמים במי שפכים נגזרים מכך באמצעות תגובת חמצון-חמצון (REDOX).
לשיטת האלקטרוליזה יעילות גבוהה ותפעול פשוט בטיפול בשפכים. יחד עם זאת, שיטת האלקטרוליזה יכולה להסיר ביעילות את החומרים הצבעוניים בשפכים ולשפר ביעילות את יכולת ההתכלות הביולוגית של השפכים.
התמונה
2. טכנולוגיית חמצון מתקדמת
לטכנולוגיית חמצון מתקדמת, כטכנולוגיית טיפול במים חדשה, יתרונות רבים, כגון יעילות גבוהה של פירוק מזהמים, פירוק וחמצון יסודיים יותר של מזהמים והיעדר זיהום משני.
טכנולוגיית חמצון מתקדמת, המכונה גם טכנולוגיית חמצון עמוק, היא טכנולוגיית טיפול פיזיקלי וכימי המשתמשת במחמצן, אור, חשמל, קול, חומרים מגנטיים וזרזים כדי לייצר רדיקלים חופשיים פעילים ביותר (כגון ·OH) כדי לפרק מזהמים אורגניים עקשניים.
בתחום טיפול בשפכים תרופתיים, טכנולוגיית חמצון מתקדמת הפכה למוקד מחקר ותשומת לב נרחבים.
טכנולוגיית חמצון מתקדמת כוללת בעיקר חמצון אלקטרוכימי, חמצון כימי, חמצון קולי, חמצון קטליטי רטוב, חמצון פוטוקטליטי, חמצון קטליטי מרוכב, חמצון מים סופר-קריטי וטכנולוגיית חמצון משולבת מתקדמת.
שיטת חמצון כימית היא שימוש בחומרים כימיים בעצמם או בתנאים מסוימים עם חמצון חזק כדי לחמצן את המזהמים האורגניים במי השפכים כדי להשיג את המטרה של הסרת מזהמים, שיטות חמצון כימיות כוללות חמצון אוזון, שיטת חמצון פנטון ושיטת חמצון קטליטי רטוב.
2.1 תהליך חמצון פנטון
שיטת חמצון פנטון היא סוג של שיטת חמצון מתקדמת הנמצאת בשימוש נרחב כיום. שיטה זו משתמשת במלח ברזל (Fe2+ או Fe3+) כזרז לייצור OH עם חמצון חזק בתנאי הוספת H2O2, שיכול לבצע תגובת חמצון עם מזהמים אורגניים ללא סלקטיביות כדי להשיג פירוק ומינרליזציה של מזהמים.
לשיטה זו יתרונות רבים, כולל מהירות תגובה מהירה, היעדר זיהום משני וחמצון חזק וכו'. שיטת חמצון פנטון נפוצה בטיפול בשפכים תרופתיים בגלל תגובת החמצון הלא סלקטיבית בתהליך החמצון הכימי והשיטה יכולה להפחית את רעילות השפכים ומאפיינים אחרים.
2.2 שיטת חמצון אלקטרוכימית
שיטת חמצון אלקטרוכימית היא שימוש בחומרי אלקטרודה לייצור סופראוקסיד רדיקלים חופשיים ·O2 ורדיקלים חופשיים הידרוקסיליים ·OH, שניהם בעלי פעילות חמצון גבוהה, יכולים לחמצן את החומר האורגני במי שפכים, ולאחר מכן להשיג את המטרה של הסרת מזהמים.
עם זאת, לשיטה זו מאפיינים של צריכת אנרגיה גבוהה ועלות גבוהה.
2.3 חמצון פוטוקטליטי
חמצון פוטוקטליטי הוא טכנולוגיית טיפול יעילה יחסית בטכנולוגיית טיפול במים, המשתמשת בחומרים קטליטיים (כגון TiO2, SrO2, WO3, SnO2 וכו') כנשאים קטליטיים לביצוע חמצון קטליטי של רוב המזהמים המפחיתים בשפכים, על מנת להשיג את מטרת הסרת המזהמים.
מכיוון שרוב התרכובות הכלולות בשפכים תרופתיים הן חומרים קוטביים עם קבוצות חומציות או חומרים קוטביים עם קבוצות בסיסיות, חומרים כאלה יכולים להתפרק באופן ישיר או עקיף על ידי אור.
2.4 חמצון מים סופר-קריטי
חמצון מים סופר-קריטי (SCWO) הוא סוג של טכנולוגיית טיפול במים המשתמשת במים כמדיום ומשתמשת במאפיינים המיוחדים של מים במצב סופר-קריטי כדי לשפר את קצב התגובה ולהביא לחמצון מלא של חומר אורגני.
2.5 טכנולוגיית חמצון משולבת מתקדמת
לכל טכנולוגיית חמצון מתקדמת יש מגבלות משלה. על מנת לשפר את יעילות טיפול בשפכים, סדרה של טכנולוגיות חמצון מתקדמות מקובצות יחד, יוצרות שילוב של טכנולוגיות חמצון מתקדמות, או טכנולוגיית חמצון מתקדמת אחת בשילוב עם טכנולוגיות אחרות לטכנולוגיה חדשה כדי לשפר את יכולת החמצון ואת אפקט הטיפול ולעמוד בשינויים באיכות המים בטיפול בשפכים פרמצבטיים גדולים יותר.
UV-Fenton, UV-H2O2, UV-O3, פוטו-קטליזה אולטרסאונדית, פוטו-קטליזה של פחם פעיל, פוטו-קטליזה ופוטו-קטליזה במיקרוגל, וכו'. נכון לעכשיו, טכנולוגיות שילוב האוזון הנחקרות ביותר הן [36]:
תהליך פחמן פעיל באוזון, O3-H2O2 ו-UV-O3, מאפקט הטיפול בשפכים עקשניים ויישומים הנדסיים, O3-H2O2 ו-UV-O3 בעלי פוטנציאל פיתוח גדול יותר.
תהליך פנטון המשולב הנפוץ כולל שיטת פנטון מיקרו-אלקטרוליזה, שיטת H2O2 משיבולי ברזל, שיטת פנטון פוטוכימית (כגון שיטת פנטון סולארית, שיטת פנטון UV וכו'), אך שיטת פנטון החשמלית נמצאת בשימוש נרחב.
התמונה
3. טכנולוגיית טיפול ביוכימית
טכנולוגיית טיפול ביוכימי היא הטכנולוגיה העיקרית בטיפול בשפכים. באמצעות צמיחה מיקרוביאלית, מטבוליזם, רבייה ותהליכים אחרים, חומר אורגני בשפכים נפרש, האנרגיה הדרושה להם והשגת המטרה של סילוק חומר אורגני.
3.1 טכנולוגיית טיפול ביולוגי אנאירובי
טכנולוגיית טיפול ביולוגי אנאירובי היא בהיעדר סביבה של חמצן מולקולרי, שימוש במטבוליזם של חיידקים אנאירוביים, באמצעות תהליך של החמצה הידרוליטית, ייצור מימן, חומצה אצטית וייצור מתאן ותהליכים אחרים להמרת מקרומולקולות, קשה לפרק חומר אורגני ל-CH4, CO2, H2O וחומר אורגני מולקולרי קטן.
שפכים סינתטיים של תרופות מכילים לעיתים קרובות מספר רב של חומרים אורגניים עקשניים מחזוריים, שאינם ניתנים לפירוק ישיר ולניצול על ידי חיידקים אירוביים, ולכן טכנולוגיית הטיפול האנאירובי הנוכחית הפכה לאמצעי העיקרי בתחום טיפול בשפכים תרופתיים בארץ ובחו"ל [43].
לטכנולוגיית טיפול ביולוגי אנאירובי יתרונות רבים: תהליך הפעלת הכור האנאירובי אינו דורש אוורור, וצריכת האנרגיה נמוכה;
העומס האורגני של מי שפעלה אנאירוביים הוא בדרך כלל גבוה.
דרישות תזונתיות נמוכות;
תפוקת הבוצה של כור אנאירובי נמוכה, והבוצה מתייבשת בקלות.
מתאן המיוצר בתהליך אנאירובי ניתן למחזור כאנרגיה.
עם זאת, לא ניתן לשחרר את השפכים האנאירובים בהתאם לתקן, ויש צורך לטהר אותם עוד יותר על ידי שילוב עם תהליכים אחרים. עם זאת, טכנולוגיית הטיפול הביולוגי האנאירובי רגישה לערך ה-pH, לטמפרטורה ולגורמים אחרים. אם התנודות גדולות, התגובה האנאירובית תושפע ישירות, ואז איכות השפכים תושפע.
3.2 טכנולוגיית טיפול ביולוגי אירובי
טכנולוגיית טיפול ביולוגי אירובי היא טכנולוגיית טיפול ביולוגי המשתמשת בפירוק חמצוני וסינתזה של הטמעה של חיידקים אירוביים כדי להסיר חומר אורגני מפורק. במהלך הגדילה והמטבוליזם של אורגניזמים אירוביים, יתבצע מספר רב של רבייה, אשר תיצור בוצה פעילה חדשה. עודפי הבוצה הפעילה ישוחררו בצורת בוצה שיורית, והשפכים יטוהרו בו זמנית.

תעשיית הכימיקלים של MIT-IVY עִם4 מפעליםבמשך 19 שנים， צבעיםבינוניs & חומרי ביניים פרמצבטיים &כימיקלים עדינים ומיוחדים .טלפון (WhatsApp): 008613805212761 אתנה