Situation actuelle : l'industrie pharmaceutique se concentre principalement sur la synthèse chimique pharmaceutique, la pharmaceutique biologique et la médecine traditionnelle chinoise pharmaceutique, et la production présente les caractéristiques d'une variété de produits, de processus complexes et de différentes échelles de production.
Les eaux usées produites par le procédé pharmaceutique présentent les caractéristiques d'une concentration élevée en polluants, de composants complexes, d'une faible biodégradabilité et d'une toxicité biologique élevée.
Les eaux usées de production pharmaceutique de synthèse chimique et de fermentation constituent la difficulté et le point clé de la dépollution de l'industrie pharmaceutique.
Les eaux usées de synthèse chimique sont un polluant majeur rejeté lors de la production pharmaceutique [2].
Les eaux usées pharmaceutiques peuvent être grossièrement divisées en quatre catégories [3], à savoir les déchets liquides et le liquide mère dans le processus de production ;
Le liquide résiduel en récupération comprend le solvant, le liquide préalable, le sous-produit, etc.
Drainage de processus auxiliaire tel que l'eau de refroidissement, etc.
Eaux usées de rinçage des équipements et du sol ;
Les eaux usées domestiques.
Technologie de traitement des eaux usées intermédiaires pharmaceutiques
Compte tenu des caractéristiques des eaux usées intermédiaires pharmaceutiques telles qu'une DCO élevée, une teneur élevée en azote, une teneur élevée en phosphore, une teneur élevée en sel, une saturation profonde, une composition complexe et une faible biodégradabilité, les méthodes de traitement couramment utilisées comprennent le traitement physicochimique et le processus de traitement biochimique [6].
Selon les différents types de qualité des eaux usées, une série de méthodes telles que la combinaison de processus physico-chimique et de processus biologique seront également appliquées [7].
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1. Technologie de traitement physique et chimique
À l'heure actuelle, les principales méthodes de traitement physique et chimique des eaux usées de production pharmaceutique comprennent : la méthode de flottation des gaz, la méthode de sédimentation par coagulation, la méthode d'adsorption, la méthode d'osmose inverse, la méthode d'incinération et le processus d'oxydation avancé [8].
En outre, les méthodes d'électrolyse et de précipitation chimique, telles que la micro-électrolyse FE-C et les méthodes de précipitation MAP pour l'élimination de l'azote et du phosphore, sont également couramment utilisées dans le traitement des eaux usées pharmaceutiques intermédiaires.
1.1 Méthode de coagulation et de sédimentation
Le processus de coagulation est un processus dans lequel les particules en suspension et les particules colloïdales dans l'eau sont transformées en un état instable par l'ajout d'agents chimiques, puis agrégées en flocs ou flocs faciles à séparer.
À l'heure actuelle, cette technologie est généralement utilisée dans le prétraitement, le traitement intermédiaire et le traitement avancé des eaux usées pharmaceutiques [10].
La technologie de coagulation et de sédimentation présente les avantages d'une technologie mature, d'un équipement simple, d'un fonctionnement stable et d'un entretien pratique.
Cependant, il y aura une grande quantité de boues chimiques produites dans le processus d'application de cette technologie, ce qui conduira à un faible pH de l'effluent et à une teneur en sel relativement élevée des eaux usées.
De plus, la technologie de coagulation et de sédimentation ne peut pas éliminer efficacement les polluants dissous dans les eaux usées, ni éliminer complètement les traces de polluants toxiques et nocifs dans les eaux usées.
1.2 Méthode de précipitation chimique
La méthode de précipitation chimique est une méthode chimique pour éliminer les polluants dans les eaux usées par réaction chimique entre des agents chimiques solubles et des polluants dans les eaux usées pour former des sels insolubles, des hydroxydes ou des composés complexes.
Les eaux usées intermédiaires pharmaceutiques contiennent souvent une concentration élevée d'azote ammoniacal, d'ions phosphate et sulfate, etc. Pour ce type d'eaux usées, la méthode de précipitation chimique est souvent utilisée pour le prétraitement physique et chimique afin d'assurer le fonctionnement normal du processus de traitement biochimique ultérieur.
En tant que technologie traditionnelle de traitement de l'eau, la précipitation chimique est souvent utilisée pour adoucir les eaux usées.
En raison de l'utilisation de matières premières chimiques de haute pureté dans le processus de production d'eaux usées pharmaceutiques intermédiaires, les eaux usées contiennent souvent une forte concentration d'azote ammoniacal et de phosphore et d'autres polluants, l'utilisation de la méthode de précipitation chimique au phosphate d'ammonium et de magnésium peut éliminer efficacement les deux polluants en même temps. temps, la précipitation de sel de phosphate de magnésium et d'ammonium générée peut être recyclée.
La méthode de précipitation chimique au phosphate de magnésium et d'ammonium est également connue sous le nom de méthode à la struvite.
Dans le processus de production d'intermédiaire pharmaceutique, une grande quantité d'acide sulfurique est souvent utilisée dans certains ateliers, et le pH de cette partie des eaux usées peut être faible.Afin d'améliorer la valeur du pH des eaux usées et d'éliminer certains ions sulfate en même temps, la méthode d'ajout de CaO est souvent utilisée, appelée méthode de précipitation chimique de désulfuration à la chaux vive.
1.3 absorption
Le principe de l'élimination des polluants dans les eaux usées par la méthode d'adsorption fait référence à l'utilisation de matériaux solides poreux pour adsorber certains ou une variété de polluants dans les eaux usées, de sorte que les polluants dans les eaux usées puissent être éliminés ou recyclés.
Les adsorbants couramment utilisés comprennent les cendres volantes, les scories, le charbon actif et la résine d'adsorption, parmi lesquels le charbon actif est plus couramment utilisé.
1.4 flottation à l'air
La méthode de flottation à l'air est un processus de traitement des eaux usées dans lequel de petites bulles hautement dispersées sont utilisées comme supports pour produire une adhérence aux polluants dans les eaux usées.Parce que la densité des petites bulles adhérant aux polluants est inférieure à celle de l'eau et flotte vers le haut, une séparation solide-liquide ou liquide-liquide est réalisée.
Les formes de flottation à air comprennent la flottation à air dissous, la flottation à air aéré, la flottation à air par électrolyse et la flottation à air chimique, etc. [18], parmi lesquelles la flottation à air chimique convient au traitement des eaux usées à haute teneur en matières en suspension.
La méthode de flottation à l'air présente les avantages d'un faible investissement, d'un processus simple, d'un entretien pratique et d'une faible consommation d'énergie, mais elle ne peut pas éliminer efficacement les polluants dissous dans les eaux usées.
1.5 électrolyse
Le processus électrolytique est l'utilisation d'un rôle de courant imposé, produit une série de réactions chimiques, transforme les polluants nocifs dans les eaux usées et a été éliminé, le principe de réaction du processus électrolytique qui s'est produit dans la solution d'électrolyte passe par le matériau d'électrode et la réaction d'électrode, génère de nouveaux nouveaux écologiques l'oxygène écologique et l'hydrogène [H] et les polluants des eaux usées de la réaction REDOX permettent l'élimination des polluants.
La méthode d'électrolyse a un rendement élevé et un fonctionnement simple dans le traitement des eaux usées.Dans le même temps, la méthode d'électrolyse peut éliminer efficacement les substances colorées dans les eaux usées et améliorer efficacement la biodégradabilité des eaux usées.
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2. Technologie d'oxydation avancée
La technologie d'oxydation avancée, en tant que nouvelle technologie de traitement de l'eau, présente de nombreux avantages, tels qu'une efficacité élevée de dégradation des polluants, une dégradation et une oxydation plus approfondies des polluants et aucune pollution secondaire.
La technologie d'oxydation avancée, également connue sous le nom de technologie d'oxydation profonde, est une technologie de traitement physique et chimique qui utilise un oxydant, la lumière, l'électricité, le son, le magnétique et un catalyseur pour générer des radicaux libres hautement actifs (tels que ·OH) afin de dégrader les polluants organiques réfractaires.
Dans le domaine du traitement des eaux usées pharmaceutiques, la technologie d'oxydation avancée est devenue le centre de recherches et d'attentions approfondies.
La technologie d'oxydation avancée comprend principalement l'oxydation électrochimique, l'oxydation chimique, l'oxydation par ultrasons, l'oxydation catalytique humide, l'oxydation photocatalytique, l'oxydation catalytique composite, l'oxydation de l'eau supercritique et la technologie combinée d'oxydation avancée.
La méthode d'oxydation chimique consiste à utiliser des agents chimiques eux-mêmes ou dans certaines conditions avec une forte oxydation pour oxyder les polluants organiques dans les eaux usées afin d'éliminer les polluants, les méthodes d'oxydation chimique, y compris l'oxydation à l'ozone, la méthode d'oxydation Fenton et la méthode d'oxydation catalytique humide.
2.1 Processus d'oxydation de Fenton
La méthode d'oxydation Fenton est une sorte de méthode d'oxydation avancée qui est largement utilisée à l'heure actuelle.Cette méthode utilise le sel ferrique (Fe2+ ou Fe3+) comme catalyseur pour produire ·OH avec une forte oxydation à condition d'ajouter du H2O2, qui peut avoir une réaction d'oxydation avec des polluants organiques sans sélectivité pour obtenir la dégradation et la minéralisation des polluants.
Cette méthode présente de nombreux avantages, notamment une vitesse de réaction rapide, aucune pollution secondaire et une forte oxydation, etc. La méthode d'oxydation Fenton est couramment utilisée dans le traitement des eaux usées pharmaceutiques en raison de la réaction d'oxydation non sélective dans le processus d'oxydation chimique et la méthode peut réduire le toxicité des eaux usées et autres caractéristiques.
2.2 Méthode d'oxydation électrochimique
La méthode d'oxydation électrochimique consiste à utiliser des matériaux d'électrode pour produire un radical libre superoxyde ·O2 et un radical libre hydroxyle ·OH, qui ont tous deux une activité d'oxydation élevée, peuvent oxyder la matière organique dans les eaux usées, puis atteindre l'objectif d'éliminer les polluants.
Cependant, cette méthode présente les caractéristiques d'une forte consommation d'énergie et d'un coût élevé.
2.3 Oxydation photocatalytique
L'oxydation photocatalytique est une technologie de traitement relativement efficace dans la technologie de traitement de l'eau, qui utilise des matériaux catalytiques (tels que TiO2, SrO2, WO3, SnO2, etc.) comme supports catalytiques pour effectuer l'oxydation catalytique de la plupart des polluants réducteurs dans les eaux usées, de manière à pour atteindre l'objectif d'élimination des polluants.
Étant donné que la plupart des composés contenus dans les eaux usées pharmaceutiques sont des substances polaires avec des groupes acides ou des substances polaires avec des groupes alcalins, ces substances peuvent être directement ou indirectement dégradées par la lumière.
2.4 Oxydation de l'eau supercritique
L'oxydation de l'eau supercritique (SCWO) est une sorte de technologie de traitement de l'eau qui prend l'eau comme milieu et utilise les caractéristiques particulières de l'eau à l'état supercritique pour améliorer la vitesse de réaction et réaliser l'oxydation complète de la matière organique.
2.5 Technologie combinée d'oxydation avancée
Chaque technologie d'oxydation avancée utilise ses propres limites, afin d'améliorer l'efficacité du traitement des eaux usées, une série de technologies d'oxydation avancées sont regroupées, forment la combinaison des technologies d'oxydation avancées, ou une seule technologie d'oxydation avancée combinée avec d'autres technologies en de nouvelles technologie pour améliorer la capacité d'oxydation et l'effet de traitement et pour répondre aux changements de qualité de l'eau dans le traitement des eaux usées pharmaceutiques de plus grande classe.
UV-Fenton, UV-H2O2, UV-O3, photocatalyse ultrasonique, photocatalyse sur charbon actif, photocatalyse et photocatalyse micro-ondes, etc. A l'heure actuelle, les technologies de combinaison d'ozone les plus étudiées sont [36] :
Le procédé de charbon actif à l'ozone, O3-H2O2 et UV-O3, à partir de l'effet de traitement des eaux usées réfractaires et des applications d'ingénierie, O3-H2O2 et UV-O3 ont un plus grand potentiel de développement.
Le processus de combinaison Fenton commun comprend la méthode Fenton de micro-électrolyse, la méthode de la limaille de fer H2O2, la méthode photochimique Fenton (telle que la méthode solaire Fenton, la méthode UV-Fenton, etc.), mais la méthode Fenton électrique est largement utilisée.
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3. Technologie de traitement biochimique
La technologie de traitement biochimique est la technologie principale dans le traitement des eaux usées, à travers la croissance microbienne, le métabolisme, la reproduction et d'autres processus pour décomposer la matière organique dans les eaux usées, obtenir leur propre énergie nécessaire et atteindre l'objectif d'élimination de la matière organique.
3.1 Technologie de traitement biologique anaérobie
La technologie de traitement biologique anaérobie est en l'absence d'environnement d'oxygène moléculaire, l'utilisation du métabolisme des bactéries anaérobies, à travers le processus d'acidification hydrolytique, la production d'acide acétique et de méthane d'hydrogène et d'autres processus pour convertir les macromolécules, difficiles à dégrader la matière organique en CH4, CO2 , H2O et petite matière organique moléculaire.
Les eaux usées pharmaceutiques synthétiques contiennent souvent un grand nombre de substances organiques réfractaires cycliques, qui ne peuvent pas être directement dégradées et utilisées par les bactéries aérobies, de sorte que la technologie de traitement anaérobie actuelle est devenue le principal moyen dans le domaine du traitement des eaux usées pharmaceutiques au pays et à l'étranger [43] .
La technologie de traitement biologique anaérobie présente de nombreux avantages : le processus de fonctionnement du réacteur anaérobie n'a pas besoin de fournir d'aération, la consommation d'énergie est faible ;
La charge organique de l'eau influente anaérobie est généralement élevée.
Faibles besoins en nutriments ;
Le rendement en boues du réacteur anaérobie est faible et les boues sont faciles à déshydrater.
Le méthane produit dans le processus anaérobie peut être recyclé sous forme d'énergie.
Cependant, l'effluent anaérobie ne peut pas être rejeté conformément à la norme et doit être traité davantage en le combinant avec d'autres procédés.Cependant, la technologie de traitement biologique anaérobie est sensible à la valeur du pH, à la température et à d'autres facteurs.Si la fluctuation est importante, la réaction anaérobie sera directement affectée, puis la qualité de l'effluent sera affectée.
3.2 Technologie de traitement biologique aérobie
La technologie de traitement biologique aérobie est une technologie de traitement biologique qui utilise la décomposition oxydative et la synthèse d'assimilation des bactéries aérobies pour éliminer la matière organique dégradée.Au cours de la croissance et du métabolisme des organismes aérobies, un grand nombre de reproductions seront effectuées, ce qui générera de nouvelles boues activées.L'excédent de boues activées sera évacué sous forme de boues résiduelles, et les eaux usées seront épurées en même temps.

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