Когда говорят про очистку сточных вод на фармпредприятиях, многие сразу думают о стандартных биологических методах — аэробные реакторы, отстойники. Но с цефалоспориновыми антибиотиками это не работает. Остаточные антибиотики в стоках просто убивают активный ил. Приходится комбинировать методы, и тут китайские технологии оказались неожиданно гибкими.
Помню наш первый проект по очистке стоков цефалоспоринового производства в Цзянсу. Заказчик настаивал на классической схеме: решетки → отстойник → аэротенк. Через месяц система встала — микробное сообщество в аэротенке полностью деградировало. Анализ показал остаточную концентрацию цефтриаксона 15 мг/л. Это был провал, но он заставил искать другие пути.
Ключевая проблема — биоразлагаемость. Молекулы цефалоспоринов устойчивы к обычному биолизису. Приходится сначала разрушать их химически, потом уже отправлять на биологическую доочистку. Здесь китайские инженеры предложили интересные гибридные решения.
Кстати, многие недооценивают влияние колебаний pH. На том же проекте в Цзянсу мы сначала не учли, что промывные воды с линиях розлива имеют pH до 11. Когда они смешивались с кислотными стоками из синтеза, получался непредсказуемый буферный эффект. Пришлось ставить систему автоматического контроля pH на каждом потоке.
Сейчас мы в ООО Шаньдун Люйчуан Экологические технологии отработали схему: предварительное окисление → анаэробная стадия → мембранное разделение. Для цефалоспоринов особенно важен этап предварительного окисления. Используем модифицированные фентонные методы, но не статические, а в псевдоожиженном слое — так контакт реагентов с загрязнениями эффективнее.
На сайте https://www.kitay-lchj.ru мы детально описываем случаи, когда стандартные UASB-реакторы не справлялись с нагрузкой по органике. Пришлось разрабатывать LICMAX — гибридный анаэробный реактор с внутренней рециркуляцией иловаой смеси. В Шаньдуне на производстве цефазолина такой реактор стабильно держит нагрузку 12 кг ХПК/м3·сут при эффективности 85%.
Интересный момент с денитрификацией. Казалось бы, причем тут азот, если мы говорим об антибиотиках? Но многие забывают, что в сточных водах фармпроизводств кроме остатков антибиотиков полно нитратов из процессов нитрования. LC-AnDen реакторы оказались устойчивее к токсичным воздействиям, чем предполагалось изначально.
Электрокаталитические окислительные реакторы — наша гордость. Не буду скрывать, первые образцы 2018 года постоянно забивались осадками гидроксидов. Пришлось полностью переработать конструкцию электродных блоков и систему отвода шлама. Сейчас на производстве цефиксима в Хэбэе такие реакторы работают без остановки на промывку до 3 месяцев.
Анаэробные мембранные биореакторы — спорная технология. Да, они дают стабильный результат по ХПК (до 98% очистки), но стоимость мембран и их замена... Многие производители цефалоспоринов в Китае до сих пор считают это излишеством. Хотя для новых производств, где требования к сбросу ужесточаются, без них сложно.
Биологические реакторы для удаления запахов — казалось бы, второстепенное оборудование. Но попробуйте построить очистные рядом с жилой зоной без нормальной системы дезодорации! Получите протесты местных жителей через месяц. Мы используем многоступенчатые биореакторы с иммобилизованными культурами, специально подобранными для серосодержащих соединений.
Самая частая — недооценка пиковых нагрузок. Фармпроизводство цикличное: между партиями оборудования моют, и в стоки поступает сразу огромное количество органики и остатков препаратов. Если система рассчитана на средние показатели, в пиковые периоды она просто не справляется.
Еще одна ошибка — экономия на системах автоматического контроля. Без онлайн-мониторинга ХПК, азота и специфических показателей управлять такой станцией практически невозможно. Но многие заказчики до последнего пытаются сократить эту статью расходов, потом сами же страдают.
Недавно консультировал проект в Фучжоу — там изначально не предусмотрели отдельные линии для концентрированных маточных растворов и промывных вод. В результате реакторы работали в нестабильном режиме. Пришлось переделывать схему сбора стоков, что всегда дороже, чем сделать правильно с самого начала.
Сейчас все больше говорят о нулевом сбросе и системах замкнутого водоснабжения. Технически это возможно, но экономически... Для существующих производств цефалоспоринов переход на такие системы означает практически удвоение капитальных затрат. Хотя в долгосрочной перспективе — учитывая рост тарифов на водопользование и ужесточение нормативов — возможно, это окупится.
Интересное направление — комбинированные электрохимические и биологические методы. В лабораторных условиях удается достичь почти полного разложения цефалоспориновых молекул. Но масштабирование таких систем — отдельная головная боль. Пока что они работают стабильно только при небольших расходах.
Если говорить о производителях оборудования, то китайские компании в последние годы серьезно продвинулись в адаптации технологий под специфику фармацевтических стоков. Но до сих пор есть проблемы с надежностью некоторых компонентов — особенно насосов и систем автоматики.
При выборе технологии обязательно требовать пилотные испытания на реальных стоках. Химический состав сточных вод разных производителей цефалоспоринов может кардинально отличаться — в зависимости от используемых технологий синтеза.
Не экономьте на пробоотборниках и системе мониторинга. Лучше иметь избыточную информацию о работе системы, чем гадать, почему вдруг упала эффективность.
И главное — рассматривайте очистные сооружения как часть технологического процесса, а не как обузу. Правильно спроектированная система может давать экономический эффект за счет рекуперации ресурсов — того же биогаза или возврата воды в оборотные циклы.
