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医薬品廃水の組成は複雑で有害であり、政策は製薬産業のグリーン化を促進する。
  • Click to learn about the product: 2022-09-06 09:48:52
  • author: Hongtai Huairui
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  • key words: 医薬品廃水、複雑な組成、有害な、グリーン開発
introduction:中国は化学原料薬の主要な生産国であり、化学医薬品産業は化学原料薬の分解、合成技術と現代の臨床診断医学を組み合わせた製造業であり、国の医薬品能力とレベルを測定する主要なシンボルの一つでもあります。

  中国は化学原料薬の主要な生産国であり、化学医薬品産業は化学原料薬の分解、合成技術と現代の臨床診断医学を組み合わせた製造業であり、国の医薬品能力とレベルを測定する主要なシンボルの一つでもあります。
  しかし、中国の製薬産業の発展に伴い、化学薬品廃水による自然環境への汚染はますます深刻化し、人々の健康を深刻に脅かしています。化学·医薬品産業は、一般的に生産規模の変化、製品の多様性、生産プロセスの複雑性が特徴です。現段階では、中国の化学薬品産業の生産額は工業生産額全体の約1.7%を占めていますが、下水排出量の割合は2.0%と高く、化学薬品産業は環境管理の主要な対象の一つとなっています。
医薬品排水の特徴と組成
 医薬品 廃水は、組成の違いが大きく、組成が複雑で、汚染物質の量が多く、CODが高く、BOD5とCODcrの比率が低く、変動が大きい、生化学性が非常に悪く、分解が困難な物質が多く、毒性が強く、断続的に排出され、水質と汚染物質の種類が大きく変動するなどの特徴があります。

制药废水成分复杂且危害大,政策倒逼助推制药行业走向绿色化发展
化学合成廃水のほとんどは、高濃度、高塩分含有量、有機廃水のpH変化、いくつかの原材料や製品は、生物毒性を有し、一般的にフェノール化合物、アニリン化合物、重金属、ベンゼン、ハロゲン化炭化水素溶媒などの生分解が困難です。
  化学合成废水大多是高浓度、高含盐量、pH值变化大的有机废水,有些原料或产品具有生物毒性,一般很难被生物降解,如酚类化合物、苯胺类化合物、重金属、苯类和卤代烃类溶剂。水質汚染物質には、TOC、COD、BOD5、SS、pH、アンモニア窒素、総窒素、総リン、色度、急性毒性、総銅、揮発性フェノール、硫化物、ニトロベンゼン、アニリン、ジクロロメタン、総亜鉛、総シアン化物および総水銀、総カドミウム、アミノ水銀、六価クロム、総ヒ素、総鉛および総ニッケルなどの従来型汚染物質と特性汚染物質が含まれる。
 医薬品 廃水には、残留薬物、薬物中間体、反応未知物質、未反応物質、生物学的処理に関与する微生物による耐性菌が含まれる可能性があり、これらはすべて廃水処理の課題です。これらの汚染物質のほとんどは、毒性、発がん性、奇形性、変異原性が高い。放置または不適切に処理すると、水中に長期間留まり、食物連鎖を通じて蓄積·濃縮され、動物やヒトに侵入し、動物やヒトの健康に大きな脅威をもたらします。
製薬業界のグリーン発展を後押しする政策を強化
 医薬品 排水処理を強化し、“下水総合排出基準”の要件を満たし、医薬品排水による環境汚染と水資源の浪費を削減し、環境保護と企業利益を達成するための中国の二重の目標です。医薬品廃水処理を基準にし、再利用し、ゼロエミッションに近づくことは、現代企業の責任と義務になっています。近年、中国の医薬品排水処理政策は頻繁に強化されており、関連する排水処理技術のブレークスルーと進歩を促しています。
 環境保護の高圧の下で、国家は工業排水、排水問題にますます注意を払い、排水処理の需要がますます大きくなり、データは、2020年の下水処理産業の出力値は約840億元、2025年に130億元に達することを示しており、下水処理機器産業の発展スペースは非常に広くなります。排水の主な生産者として、医薬品産業は、関連する医薬品排水処理装置産業の発展の見通しはさらに巨大です。巨大な市場に魅了され、多くの機器会社がレイアウトしています。国内外の製薬業界における排水処理および膜処理装置メーカーの台頭により、これは間違いなく業界に新しい技術やソリューションをもたらし、製薬業界のグリーン発展をさらに促進します。
多くの技術、廃水ゼロエミッションの達成が鍵
 製薬 会社によって、原材料、プロセス、廃水量、処理度が異なるため、選択された処理方法も異なります。各方法原理によって、一般に物理法、化学法、生物法にまとめられる。製薬廃水処理の過程では、生物処理後の廃水は直接排出することはできません。通常、物理的および化学的な前処理を使用して、その生化学性を向上させ、毒性を低減し、生物処理を継続して、排水要件を満たすことができます。
1.物理法
 1 .吸着の法則
 吸着 法は、多孔質高分子材料自体が汚染物質や有毒物質に対する高い吸着性能を有し、重力の作用下で沈殿を形成し、水中の汚染物質の含有量を低減し、浄化の目的を達成することに依存しています。一般的に使用される吸着剤は活性炭、活性炭、腐植酸類、吸着樹脂などであり、そのうち活性炭は主に粉末活性炭(PAC)、粒状活性炭(GAC)と生物活性炭(BAC)の3つのカテゴリを含み、その吸着は物理吸着に属し、水質、水量と水温の影響を受けず、水相中の分子量が500 〜 3000の有機物と重金属を除去することができるだけでなく、臭い、色などを効果的に除去することができ、応用の見通しが広い。Zhang Xinらは、CaO凝集沈殿後のスルファメトキシピリジン系医薬品廃水を非スチレン骨格吸着樹脂で再処理し、廃水のCOD除去率は81.66%に達することができ、樹脂は何度も適用することができ、吸着性能は良好である。
 2.膜ろ過法
 膜 ろ過法は、異なる性質と細孔径の半透膜の選択的ろ過を利用して、排水中の汚染物質や有毒物質を分離する方法です。一般的な膜ろ過法には、超ろ過、マイクロろ過、微細ろ過などがある。この方法は非常に効果的であり、汚染物質の大部分を除去することができますが、半透膜自体の欠点(薄い、腐食損傷や閉塞の長期使用など)のため、半透膜の効率は作業時間の延長とともに徐々に低下し、膜ろ過法のコストは高く、最終的にはろ液中の一部の汚染物質を完全に除去できない直接原因となります。Zhang Chunhuiらは、セラミック膜濾過プロセスを用いて、生物接触酸化処理後に排出基準に達しなかった咳シロップ廃水を再度深層処理し、最終処理後の廃水のBOD、COD、固体懸濁物(SS)及びアンモニア窒素指標(NH3 − N)は排出基準に達することができる。
 3.空気の流れ
 空気 浮遊法は、主に医薬品排水の前処理に使用され、化学空気浮遊は、懸濁物含有量の高い排水の前処理にのみ適用されますが、廃液中の可溶性有機物を効果的に除去することはできません。投資コスト、エネルギー消費量、プロセス精度、メンテナンスなどの面で利点があります。例えば、新昌製薬工場では、排水処理にCAF渦巻き浮遊装置を使用しており、他の特定の化学物質を添加した後、排水中のCODcrの平均除去率は約25%です。李紅雲らは藻類を含む汚水を実験対象として、それぞれ自吸式せん断流マイクロバブル発生器浮遊実験装置及び電気凝集浮遊実験装置を用いて廃水を研究し、水試料のCOD除去率はそれぞれ46.23%と54.24%に達した。
2.化学の法
 1 .沈殿の方法
 沈殿 法とは、汚染物質や有毒物質と反応する化学物質を添加して排水処理を行い、沈殿·ろ過を行い、最終的に浄化の目的を達成することです。吸着法とは異なり、このプロセスは化学反応を伴い、化学法に属します。Wang Xingqiは、リン酸アンモニウムマグネシウム沈殿法を用いて廃水を処理し、最適なpH条件下でPO 43-の除去率が90%、NH4+の除去率が15%に達し、種を添加すると約20%の除去率が向上することを発見しました。この方法は低コストですが、新物質の導入、過剰な添加は二次汚染の原因となります。

2.高度酸化法
 先進 酸化法は、有機汚染物質を分解し、分解しやすい低分子に変換し、CO2やH 2 Oに完全に酸化するための非常に活性なフリーラジカルを使用する環境に優しい処理方法です。その優れた治療効果により、国内外の研究者に好まれています。
 現在、Fenton法には超音波Fenton法、電気Fenton法、光Fenton法、マイクロ波Fenton法があり、実際に生産に応用されており、有機廃水処理に顕著な役割を果たしています。BadawyらはFentonと生物の複合プロセスでBOD/CODが0.25 〜 0.30の医薬品廃水を処理することを検討し,Zhu栄淑らはFentonを用いた前処理排水を検討し,廃水中のピリジンの除去率(約53.3%)が低い以外,CH2Cl2,テトラヒドロフラン,DMF,ニトロベンゼン,オトルアニリンの除去率は92%以上であった。
 先進的な酸化方法の一般的な方法は、オゾン酸化法であり、オゾン自体の強力な酸化特性に基づいて、医薬品排水中の有機分子や発色基の一部を小分子化合物に酸化したり、直接CO2やH 2 Oに酸化したりし、ほとんどの細菌を除去して排水処理の目的を達成します。この方法は、環境に優しく、一般的に環境を汚染せず、生化学性が大幅に向上するため、オゾン酸化法とその組み合わせ技術が排水中で広く使用されています。Wang Shaojunらは、Fe/C前処理+生化学+オゾンバイオ炭の組み合わせプロセスを使用して、高濃度のビタミンB 2生産廃水を処理し、処理後の廃水は“下水総合排出基準”(GB 897 8 -1996)排出要件を満たしています。
3.生物学の法則
 生物 法は、微生物の生命活動を利用して排水中の有機汚染物質を代謝除去し、水質浄化を目的とする方法です。生物処理技術は、現在最も成熟した下水処理技術であり、処理コストが低く、効果が良いです。
 1.好気性バイオプロセッシング
 好 気性生物処理は、好気性微生物及び兼性微生物に依存して好気性条件下で代謝活動を行い、廃水中の有機化合物をH2OやCO2などに変換し、廃水中の汚染物質を分解する目的を達成する方法です。好気性処理は有機物のほとんどを除去することができ、COD除去率は一般的に80%以上です。現在、好気性処理方法の中で効果的に優れているのは、主に従来の活性汚泥法、生物接触酸化法、逐次バッチ活性汚泥法(SBR)、深井曝気法などである。近年、製薬企業は、加水分解酸性化-好気性接触酸化法、SBR法など、排水処理の効果を大幅に向上させることができる様々な組み合わせ技術を使用しています。
 1従来の活性汚泥法は廃水が大量に希釈される必要があり、かつ運転中に汚泥膨張が発生しやすく、除去率が高くないため、近年、廃水の処理効果を向上させるために、微生物固定方式の変更は従来の活性汚泥法の最も重要な方向の一つになっている。
 2生物接触酸化法は、バイオフィルム充填剤を添加し、排水をバイオフィルムと接触させ、微生物の代謝を利用して有機物を除去し、水質浄化を達成するための効率的な下水処理方法です。処理負荷が高く、設置面積が比較的小さく、断続的に使用でき、汚泥膨張の問題がなく、プロセス全体の運用コストが低い。生体接触酸化法の利点から、この方法はしばしば他の化学物質化技術と組み合わせて使用され、処理効果を高めることができる新しい組み合わせプロセスとなっています。Zhu Xinfeng、Zhang楽観的なFe/Cマイクロ電解-Fenton-バイオ接触酸化法を使用して、入力CODcr濃度が1000 〜 1200mg/Lの場合、CODcr除去率は90%以上に達し、直接排出基準を満たしています。
   3 SBR法は、断続的な曝気によって実行される活性汚泥法の一種であり、医薬品廃水処理に広く使用されており、強力な浄化能力、汚泥還流がなく、均一な排水水質、耐衝撃負荷能力、簡単なプロセス構造、操作が容易、プロセス全体の安定性が高く、全体的な投資が少ないなどの利点があります。Thah Zonglianらは、SBR法を用いて様々な抗生物質を含む混合排水を処理し、流入水のCODが91 1 ~3280mg/Lの場合、除去率は84.6 ~ 90.6%に達し、排水BODとSSは国家産業排出基準を満たしています。nbsp;;;
  4加水分解酸性化法は、上昇流汚泥床(HUSB)とも呼ばれ、UASBの改良されたプロセスである。加水分解-好気性プロセスには2つの利点がある。
 従来 の一次沈殿池を加水分解池に置き換えることにより、有機物の除去率が大幅に向上し、有機物の総量が変化するだけでなく、物理化学的性質が大きく変化し、その後の処理時間が短縮されます。
 この プロセスはまた、汚泥の処理を完了し、下水と汚泥の処理を一元化し、従来の消化器を放棄し、総滞留時間とエネルギー消費を削減します。中国は相次いで加水分解活性汚泥処理、加水分解酸化溝処理、加水分解接触酸化処理などのプロセスを開発しており、これらの処理プロセスの組み合わせは、廃水処理効果を向上させ、製薬企業の生産時の総水力滞留時間を少なくとも30%短縮し、曝露量を50%削減し、総投資と運用コストを削減することができる。
2.嫌気性バイオプロセス
 現在 、好気性生物処理は高濃度有機排水には適しておらず、製薬工場では嫌気性生物処理技術を用いて高濃度有機排水を処理することが多い。嫌気性生物処理は嫌気性菌により無酸素条件下で有機物を原料として生命代謝活動を行い,最終的に無機物,CO2,H2,CH4などの無毒物質に変換する方法である。この方法だけで処理された排水は、COD含有量がまだ高いため、直接排出要件を満たすことができず、好気性行程を経て排出目標を達成する必要があります。嫌気性菌自体の代謝にかかる時間が長いため、プロセス全体を人為的に制御することが困難であり、大量のバイオマスが水中から失われると、処理効率に深刻な影響を与え、処理効率の安定性を保証することはできません。現在、一般的に使用されている嫌気性処理プロセスは、主にリフト式嫌気性汚泥床反応器、嫌気性折りたたみプレート反応器です。
 式嫌気 性

適切な微生物が装置内に形成された場合、処理効率は85%~ 90%以上に達することができます。UASBの重要な部分は、固体、液体、ガスの3相を効果的に分離し、最終的に汚泥とガスを合理的に除去して収集し、下水処理の目的を達成する三相セパレータです。嫌気性消化効率が高いため、汚泥還流装置などを使用する必要はありませんが、エリスロマイシン、クロラムフェニコール、テラマイシンなどの抗生物質の医薬品排水を処理する際には、排水中の懸濁固形分濃度が高すぎないことがしばしば求められます。
 嫌 気折流板反応器():は第三世代新型嫌気反応器であり、その利点は的多く、主にシステム运転安定性が高く、操作しやすく、総投入量が少なく、最も顕着なのは性能が良く、とても良い固液効果をできるので、出水水量が均一で、が良く、特に有毒、分解し难いに対して强い适応性がある。
3.嫌気性·好気性生物処理
 異なる 原料、多くの反応副産物、異なる生産プロセスのために製薬企業は、複雑な組成、高濃度、深い色、高毒性、および分解性物質の含有量のために、単一の好気性または嫌気性処理技術だけで、処理効果が悪く、浄化率が低く、COD除去率が低く、一般的に直接排出の要件を満たすことができません。2つのプロセスを組み合わせることで、生化学性を向上させ、排水処理効果を向上させ、複合プロセス全体の投資コストを削減することができる。
 UASB  −生物膜反応器を組み合わせたプロセスを用いて医薬廃水を処理し、プロセスシステム全体のCOD除去率は86%に達し、嫌気性セクション(UASB)のCOD除去率は約70%であり、好気性セクションのCOD除去率は59%である。李英らはABR、膜生物反応器(MBR)と移動生物膜反応器(MBBR)を組み合わせて製薬廃水を処理し、実験により、元の廃水中の固体懸濁物含有量が1000mg/L、CODが10000 mg/L、窒素アンモニア含有量が500mg/Lである場合、廃水の出水時の濁度、CODと窒素アンモニアはそれぞれ3NTU、500mg/L及び10mg/L以下であり、処理前後の除去率はそれぞれ98%、95%と98%以上であることが分かった。
 要約 すると、製薬産業の発展を制約する環境問題を解決するためには、問題を解決するためのガバナンスの考え方だけでなく、汚染の深い原因を探る必要があります。グリーン製造とグリーン開発は戦略的選択肢です。グリーン医薬品とグリーン開発は、製薬企業と産業の発展のための根本的な方法です。

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