2024-12-26
С бурным развитием фармацевтической промышленности, производство фармацевтического сырья и промежуточных веществ становится все более важным. Согласно аналитическому отчету, опубликованному онлайн - сетью рыночных исследований, рынок фармацевтической промежуточной промышленности китая постоянно растет, и ожидается, что к 2025 году его общий объем достигнет 1493,2 млрд. юаней. В процессе быстрого развития промышленности проблема очистки сточных вод от ее производства стала в центре внимания отрасли. Затем давайте вместе изучим тайны обработки сточных вод для производства фармацевтического сырья и промежуточных веществ.
I. Производство фармацевтического сырья, промежуточных продуктов
1. Химический синтез
Химический синтез это постепенное преобразование простого сырья в сложный фармацевтический промежуточный продукт или сырье посредством ряда сложных химических реакций. В этом процессе необходимо строго контролировать температуру, давление, время реакции и другие параметры. Например, для синтеза конкретного органического соединения исследователи разрабатывают многоступенчатые реакции, каждый из которых требует точных условий работы. В реакторе сырье преобразуется под действием конкретного катализатора по заданному пути реакции. Этот процесс похож на строительство сложного химического здания, где каждый кирпич (сырье) должен быть точно помещен в нужное место, чтобы построить конечный продукт.
2. Ферментирование
Закон ферментации заключается в производстве фармацевтических продуктов с помощью магического метаболизма микроорганизмов. Конкретные микроорганизмы процветают в тщательно настроенных средах, создавая необходимые фармацевтические промежуточные вещества или сырье. Процесс ферментации похож на грандиозное шоу в микромире, где температура, pH, растворимость кислорода и другие условия подобны огням и звукам сцены и должны строго контролироваться, чтобы микробы могли использовать свой актерский талант. Исследователи будут внимательно следить за параметрами процесса ферментации и корректировать их в любое время, чтобы обеспечить нормальный рост и метаболизм микроорганизмов, чтобы получить высококачественные продукты.
3. Метод извлечения
Извлечение в основном состоит в извлечении эффективных ингредиентов из природных продуктов в качестве фармацевтического сырья или промежуточного продукта. Природа это огромная сокровищница, которая ждет нас, чтобы найти ее сокровища. Например, для извлечения фармацевтических ингредиентов из растений необходимо сначала выбрать подходящее растительное сырье, а затем удалить примеси и получить продукт высокой чистоты с помощью ряда шагов, таких как извлечение растворителем, отдельная очистка. Этот процесс похож на тонкое путешествие по золотой добыче, требующее терпения и мастерства, чтобы найти драгоценное золото из множества примесей.
II. Этап образования загрязнения
1. Этап предварительной обработки сырья
На этом этапе могут образовываться твердые отходы, такие как пыль, отходы и сточные воды, содержащие примеси. Например, при очистке сырья вода будет нести почву, примеси, образуя сточные воды, содержащие определенные загрязняющие вещества. Кроме того, измельчение сырья, скрининг и другие операции также могут производить пыль, которая, если она не обрабатывается, может вызвать загрязнение окружающей среды.
2. Этап химической реакции
Это один из основных факторов загрязнения. В процессе реакции могут образовываться такие вещества, как непродуктивное сырье, побочные продукты и катализаторы, которые, скорее всего, попадут в систему сточных вод. В то же время химические реакции могут также производить выхлопные газы, такие как летучие органические вещества. В реакторах взаимодействуют различные химические вещества, и хотя целью является создание необходимых продуктов, неизбежно возникают некоторые нежелательные побочные продукты. Если эти побочные продукты не будут надлежащим образом обработаны, они станут бременем для окружающей среды.
3. Этап раздельной очистки
Такие операции, как кристаллизация, фильтрация, экстракция, также производят сточные воды, содержащие остаточные продукты и растворители. Во время кристаллизации раствор в растворе постепенно выделяется, чтобы сформировать кристалл, но в то же время некоторые остаточные растворители и растворители остаются в материнской жидкости. Хотя процесс фильтрации может удалять твердые примеси, он также производит фильтры, содержащие определенную концентрацию органических веществ. Органические растворители, используемые в процессе экстракции, также могут смешиваться с системой сточных вод. Кроме того, очистка оборудования, промывка цеха и другие процессы также производят определенное количество сточных вод.
III. Особенности сточных вод
1. Сложный состав
Сточные воды производства фармацевтического сырья и промежуточных веществ обычно содержат множество органических веществ, таких как ароматические соединения, гетероциклические соединения, органические растворители. Они также могут содержать ионы тяжелых металлов, соли и другие неорганические вещества. Эти компоненты имеют широкий спектр источников, некоторые из которых являются результатом самого сырья, некоторые являются побочными продуктами, возникающими в процессе реакции, а другие растворителями, используемыми в процессе сепарации и очистки. Например, некоторые ароматические соединения обладают сильным раздражающим запахом и потенциально опасны как для человека, так и для окружающей среды. Структура гетероциклических соединений сложна и их трудно разложить, что создает огромные проблемы для очистки сточных вод. Ионы тяжелых металлов, такие как ртуть, свинец, кадмий, могут оказывать серьезное токсическое воздействие на водные организмы, если они попадают в водоемы.
2. Высокая концентрация
Концентрация органических и неорганических веществ в сточных водах, как правило, выше, особенно в некоторых трудноразлагаемых органических веществах, таких как антибиотики, гормональные вещества, которые представляют большую опасность для окружающей среды. Высокая концентрация сточных вод означает увеличение сложности обработки и требует более мощных процессов очистки. Например, сточные воды с антибиотиками не только содержат высокие концентрации органических веществ, но и могут содержать остатки антибиотиков, которые оказывают сдерживающее воздействие на микроорганизмы, влияя на эффективность биологической обработки.
3. Высокотоксичный
Некоторые фармацевтические материалы и промежуточные вещества являются токсичными, а сточные воды их производства соответственно токсичными. Непосредственный сброс этих сточных вод без обработки может нанести серьезный ущерб водным организмам и окружающей среде. Например, некоторые токсичные промежуточные вещества могут влиять на рост и развитие водных организмов, размножение и даже смерть. В то же время эти сточные воды могут также передаваться через пищевую цепочку, что в конечном итоге представляет угрозу для здоровья человека.
4. Низкая биоразлагаемость
Поскольку сточные воды содержат большое количество стойких к разложению органических веществ, они менее биохимически поддаются очистке, что затрудняет эффективную биологическую обработку. Неразрушающиеся органические вещества, как правило, имеют сложную структуру и стабильные химические свойства, которые микроорганизмам трудно разложить. Например, некоторые хлорсодержащие органические вещества, полициклические ароматические углеводороды, которые микроорганизмам трудно разложить даже в аэробных условиях.
IV. Технология обработки
1. Предварительная обработка
Предварительная обработка играет важную роль в очистке сточных вод для производства фармацевтического сырья и промежуточных веществ, и это похоже на тонкую предварительную подготовительную работу, которая закладывает прочную основу для последующих процессов обработки, направленных, в частности, на удаление взвешенных веществ из сточных вод, снижение токсичности сточных вод и повышение биохимии сточных вод.
1.1 Решетка: решетка подобна строгому вратарю, отвечающему за перехват крупных частиц суспензии в сточных водах. Это как твердое сито, которое блокирует более крупные примеси, такие как ветви, листья, пластиковые фрагменты, чтобы они не попадали в последующее оборудование для обработки, тем самым избегая блокировки и повреждения оборудования. Эта простая и эффективная операция обеспечивает первоначальную гарантию бесперебойной работы последующего процесса обработки, обеспечивая плавный доступ сточных вод к следующему этапу обработки.
1.2 Осадок: процесс осаждения в полной мере использует магическую силу гравитации, которая естественным образом осаждает твердые частицы в сточных водах. В отстойнике скорость потока сточных вод, как и у пешеходов, замедляющих шаги, постепенно замедляется. В этот момент твердые частицы медленно опускаются на дно бассейна под гравитационной тягой и медленно накапливаются, чтобы сформировать осадок. Благодаря осаждению большая часть суспензии и часть органического вещества в сточных водах удаляется, что значительно снижает нагрузку на последующий процесс обработки, так же как уменьшает вес багажа для последующих боев, делая процесс обработки более легким и эффективным.
1.3 Воздушная плавучесть: технология воздушной плавучести похожа на волшебное магическое шоу, которое использует крошечные пузырьки воздуха, чтобы умело адсорбировать взвешенные и масличные вещества в сточных водах на воду. Эти крошечные пузырьки подобны крошечным захватчикам, которые цепляются за суспензии и нефтяные вещества, чтобы они не могли убежать. Затем примеси, собранные на воде, легко удаляются с помощью скребка. Технология аэрозольной плавучести, которая отлично справляется с удалением мелких частиц и нефтяных веществ из сточных вод, значительно повышает прозрачность и биохимию сточных вод и создает более благоприятные условия для последующей биологической обработки, как будто она создает более четкую и подходящую рабочую среду для микроорганизмов.
1.4 Нейтрализация: нейтрализация является ключевым шагом в регулировании pH сточных вод, чтобы довести их до идеального диапазона для биообработки. Уровень pH сточных вод, производимых фармацевтическим сырьем и промежуточными веществами, часто похож на капризного ребенка, с большими колебаниями, иногда кислыми, а иногда щелочными. Кислотные сточные воды обладают сильной коррозионной способностью и будут тихо коррозировать очистное оборудование, как невидимый убийца, сокращая его срок службы; Щелочные сточные воды могут влиять на рост и метаболизм микроорганизмов, как беспокойный эльф, препятствуя процессу обработки. Поэтому нам нужно умело регулировать pH сточных вод, точно добавляя кислоты или щелочи, чтобы они были нейтральными или близкими к нейтральным, как прирученные маленькие овцы, обеспечивая хорошую кислотно щелочную среду для последующей биологической обработки, гарантируя, что микробы могут проявить свои таланты в комфортных условиях и эффективно разлагать органические вещества в сточных водах.
2. Биологическая обработка
Биологическая обработка это использование метаболизма микроорганизмов для преобразования органических веществ из сточных вод в безвредные вещества.
2.1 Метод активного осадка: метод активного осадка является распространенным биологическим методом обработки, который позволяет расщеплять органические вещества в сточных водах путем культивирования и одомашнивания микроорганизмов в активном осадке. В аэрационных бассейнах сточные воды полностью смешиваются с активным осадком, и микроорганизмы в аэробных условиях разлагают органические вещества на безвредные вещества, такие как углекислыйгаз, вода и неорганические соли. Метод активного осадка имеет преимущества хорошего эффекта обработки, стабильной работы. Однако существуют также проблемы расширения осадка, потери осадка. Необходимо усилить управление и контроль.
2.2 Биометрический метод: биометрический метод представляет собой обработку сточных вод с использованием биопленки, образованной микроорганизмами на поверхности твердого носителя. Когда сточные воды проходят через биопленку, органическое вещество поглощается и разлагается микроорганизмами в биопленке. Биометрический метод имеет преимущества устойчивости к ударной нагрузке, меньшего количества остаточного осадка, но также существуют проблемы, такие как выпадение и засорение биопленки, которые требуют регулярной очистки и обслуживания.
2.3 Анаэробная биообработка: анаэробная биообработка это использование анаэробных микроорганизмов для разложения органических веществ в сточных водах на метан, углекислыйгаз и другие вещества в анаэробных условиях. Среди них анаэробные реакторы IC играют важную роль в очистке медицинских сточных вод. Анэробный реактор IC обладает высокой нагрузкой и высокой энергоэффективностью, он состоит из двух реакционных зон, через систему внутреннего цикла для достижения полного смешивания и массирования грязевой воды, что значительно повышает эффективность анаэробной обработки. Для высококонцентрированных органических сточных вод анаэробные реакторы IC могут эффективно снижать содержание органических веществ и создавать благоприятные условия для последующих процессов обработки.
3. Глубинная обработка
Для сточных вод, которые после биологической обработки все еще не отвечают критериям сброса, требуется глубокая очистка.
3.1 Высококачественное окисление: высококачественное окисление может эффективно разлагать трудноразлагаемые органические вещества, такие как окисление озоном, окисление фентоном . Окисление озона это использование сильноокисляющих свойств озона для разложения органических веществ на мелкие молекулярные вещества. Финтонское окисление это использование синергии ионов железа и перекиси водорода для получения гидроксильных свободных радикалов, которые обладают высокой способностью к окислению и могут быстро разлагать органические вещества. Усовершенствованный метод окисления хорошо работает, но имеет более высокую стоимость и требует выбора подходящего метода обработки в соответствии с фактическим состоянием сточных вод.
3.2 Метод мембранного разделения: мембранное разделение позволяет удалять мелкие частицы и растворенные органические вещества из сточных вод, такие как микрофильтры, ультрафильтры, нанофильтры, обратный осмос. Метод разделения мембран имеет преимущества высокой эффективности разделения, простой работы. Однако существуют также проблемы с загрязнением мембраны и высокой стоимостью, которые требуют регулярной очистки и замены мембранных компонентов.
3.3 Адсорбция: адсорбция может удалить пигменты и запахи из сточных вод, таких как адсорбция активированного угля, адсорбция смолы и так далее. Метод адсорбции имеет преимущества простой работы и низкой стоимости, но также имеет ограниченную адсорбционную мощность, трудности регенерации и другие проблемы, необходимо разумно выбрать адсорбент и метод регенерации. Обработка сточных вод для производства фармацевтического сырья и промежуточных продуктов является сложной и трудной задачей, которая требует комплексного рассмотрения производственных процессов, характеристик сточных вод и других факторов, выбора подходящего процесса обработки для достижения стандартного сброса сточных вод, защиты окружающей среды и содействия устойчивому развитию фармацевтической промышленности.
