Tình hình hiện tại: ngành công nghiệp dược phẩm chủ yếu tập trung vào dược phẩm tổng hợp hóa học, dược phẩm sinh học và dược phẩm y học cổ truyền Trung Quốc, với đặc điểm là đa dạng sản phẩm, quy trình phức tạp và quy mô sản xuất khác nhau.
Nước thải từ các quy trình sản xuất dược phẩm có đặc điểm là nồng độ chất gây ô nhiễm cao, thành phần phức tạp, khả năng phân hủy sinh học kém và độc tính sinh học cao.
Nước thải từ quá trình tổng hợp hóa học và sản xuất dược phẩm bằng phương pháp lên men là khó khăn và điểm mấu chốt trong việc kiểm soát ô nhiễm ngành công nghiệp dược phẩm.
Nước thải tổng hợp hóa chất là một chất gây ô nhiễm chính được thải ra trong quá trình sản xuất dược phẩm [2].
Nước thải dược phẩm có thể được chia đại khái thành bốn loại [3], tức là chất lỏng thải và chất lỏng mẹ trong quá trình sản xuất;
Chất lỏng còn lại trong quá trình thu hồi bao gồm dung môi, chất lỏng cần thiết, sản phẩm phụ, v.v.
Hệ thống thoát nước cho các công đoạn phụ trợ, ví dụ như nước làm mát, v.v.
Nước thải từ việc súc rửa thiết bị và mặt đất;
Nước thải sinh hoạt.
Công nghệ xử lý nước thải trung gian dược phẩm
Xét đến đặc điểm của nước thải trung gian dược phẩm như COD cao, nitơ cao, phốt pho cao, hàm lượng muối cao, màu đậm, thành phần phức tạp và khả năng phân hủy sinh học kém, các phương pháp xử lý thường được sử dụng bao gồm xử lý hóa lý và xử lý sinh hóa [6].
Theo các loại chất lượng nước thải khác nhau, một loạt các phương pháp như kết hợp quá trình hóa lý và quá trình sinh học cũng sẽ được áp dụng [7].
Bức ảnh
1. Công nghệ xử lý vật lý và hóa học
Hiện nay, các phương pháp xử lý vật lý và hóa học chính đối với nước thải sản xuất dược phẩm bao gồm: phương pháp tuyển nổi bằng khí, phương pháp lắng kết tủa, phương pháp hấp phụ, phương pháp thẩm thấu ngược, phương pháp đốt và quy trình oxy hóa tiên tiến [8].
Ngoài ra, các phương pháp điện phân và kết tủa hóa học, chẳng hạn như phương pháp điện phân vi mô FE-C và phương pháp kết tủa MAP để loại bỏ nitơ và phốt pho, cũng thường được sử dụng trong xử lý nước thải trung gian dược phẩm.
1.1 Phương pháp đông tụ và lắng đọng
Quá trình đông tụ là quá trình trong đó các hạt lơ lửng và các hạt keo trong nước được chuyển đổi thành trạng thái không ổn định bằng cách thêm các chất hóa học, sau đó kết tụ lại thành các bông cặn hoặc các cụm cặn dễ tách rời.
Hiện nay, công nghệ này thường được sử dụng trong quá trình tiền xử lý, xử lý trung gian và xử lý nâng cao nước thải dược phẩm [10].
Công nghệ keo tụ và lắng đọng có những ưu điểm như công nghệ đã hoàn thiện, thiết bị đơn giản, vận hành ổn định và bảo trì thuận tiện.
Tuy nhiên, quá trình ứng dụng công nghệ này sẽ tạo ra một lượng lớn bùn hóa học, dẫn đến độ pH của nước thải thấp và hàm lượng muối tương đối cao.
Ngoài ra, công nghệ keo tụ và lắng đọng không thể loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm hòa tan trong nước thải, cũng như không thể loại bỏ hoàn toàn các chất ô nhiễm độc hại và có hại ở dạng vết trong nước thải.
1.2 Phương pháp kết tủa hóa học
Phương pháp kết tủa hóa học là một phương pháp hóa học để loại bỏ các chất gây ô nhiễm trong nước thải bằng phản ứng hóa học giữa các chất hóa học hòa tan và các chất gây ô nhiễm trong nước thải để tạo thành các muối, hydroxit hoặc hợp chất phức tạp không tan.
Nước thải trung gian dược phẩm thường chứa nồng độ cao nitơ amoni, ion photphat và sunfat, v.v. Đối với loại nước thải này, phương pháp kết tủa hóa học thường được sử dụng để xử lý sơ bộ vật lý và hóa học nhằm đảm bảo quá trình xử lý sinh hóa tiếp theo diễn ra bình thường.
Là một công nghệ xử lý nước truyền thống, kết tủa hóa học thường được sử dụng để làm mềm nước thải.
Do sử dụng nguyên liệu hóa học có độ tinh khiết cao trong quá trình sản xuất nước thải trung gian dược phẩm, nước thải thường chứa nồng độ cao amoni nitơ, phốt pho và các chất ô nhiễm khác. Phương pháp kết tủa hóa học magie amoni photphat có thể loại bỏ hiệu quả hai chất ô nhiễm này cùng lúc, và sản phẩm kết tủa muối magie amoni photphat có thể được tái chế.
Phương pháp kết tủa hóa học magie amoni photphat còn được gọi là phương pháp struvite.
Trong quá trình sản xuất chất trung gian dược phẩm, một lượng lớn axit sulfuric thường được sử dụng trong một số xưởng, và độ pH của nước thải từ quá trình này có thể thấp. Để cải thiện giá trị pH của nước thải và đồng thời loại bỏ một số ion sunfat, phương pháp thêm CaO thường được sử dụng, được gọi là phương pháp kết tủa hóa học khử lưu huỳnh bằng vôi sống.
1.3 Sự hấp phụ
Nguyên lý loại bỏ chất gây ô nhiễm trong nước thải bằng phương pháp hấp phụ đề cập đến việc sử dụng vật liệu rắn xốp để hấp phụ một số hoặc nhiều loại chất gây ô nhiễm trong nước thải, nhờ đó các chất gây ô nhiễm trong nước thải có thể được loại bỏ hoặc tái chế.
Các chất hấp phụ thường được sử dụng bao gồm tro bay, xỉ, than hoạt tính và nhựa hấp phụ, trong đó than hoạt tính được sử dụng phổ biến hơn cả.
1.4 Sự nổi lên của không khí
Phương pháp tuyển nổi là một quy trình xử lý nước thải trong đó các bọt khí nhỏ phân tán cao được sử dụng làm chất mang để tạo ra sự bám dính với các chất ô nhiễm trong nước thải. Do mật độ của các bọt khí nhỏ bám vào chất ô nhiễm thấp hơn mật độ của nước và nổi lên, nên quá trình tách chất rắn-lỏng hoặc chất lỏng-lỏng được thực hiện.
Các hình thức tuyển nổi bằng khí bao gồm tuyển nổi bằng khí hòa tan, tuyển nổi bằng khí sục khí, tuyển nổi bằng khí điện phân và tuyển nổi bằng khí hóa học, v.v. [18], trong đó tuyển nổi bằng khí hóa học thích hợp để xử lý nước thải có hàm lượng chất lơ lửng cao.
Phương pháp tuyển nổi bằng khí có ưu điểm là vốn đầu tư thấp, quy trình đơn giản, bảo trì thuận tiện và tiêu thụ năng lượng thấp, nhưng không thể loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm hòa tan trong nước thải.
1.5 Điện phân
Quá trình điện phân sử dụng dòng điện cưỡng bức để tạo ra một loạt các phản ứng hóa học, chuyển hóa các chất ô nhiễm độc hại trong nước thải và loại bỏ chúng. Nguyên lý phản ứng của quá trình điện phân diễn ra trong dung dịch điện phân thông qua phản ứng giữa vật liệu điện cực và điện cực, tạo ra oxy và hydro (H) mới, đồng thời tham gia vào phản ứng oxy hóa khử (REDOX) để loại bỏ các chất ô nhiễm trong nước thải.
Phương pháp điện phân có hiệu quả cao và vận hành đơn giản trong xử lý nước thải. Đồng thời, phương pháp điện phân có thể loại bỏ hiệu quả các chất tạo màu trong nước thải và cải thiện hiệu quả khả năng phân hủy sinh học của nước thải.
Bức ảnh
2. Công nghệ oxy hóa tiên tiến
Công nghệ oxy hóa tiên tiến, như một công nghệ xử lý nước mới, có nhiều ưu điểm, chẳng hạn như hiệu quả phân hủy chất gây ô nhiễm cao, phân hủy và oxy hóa chất gây ô nhiễm triệt để hơn và không gây ô nhiễm thứ cấp.
Công nghệ oxy hóa tiên tiến, còn được gọi là công nghệ oxy hóa sâu, là một công nghệ xử lý vật lý và hóa học sử dụng chất oxy hóa, ánh sáng, điện, âm thanh, từ trường và chất xúc tác để tạo ra các gốc tự do hoạt tính cao (như ·OH) nhằm phân hủy các chất ô nhiễm hữu cơ khó phân hủy.
Trong lĩnh vực xử lý nước thải dược phẩm, công nghệ oxy hóa tiên tiến đã trở thành tâm điểm của nhiều nghiên cứu và sự quan tâm.
Công nghệ oxy hóa tiên tiến chủ yếu bao gồm oxy hóa điện hóa, oxy hóa hóa học, oxy hóa siêu âm, oxy hóa xúc tác ướt, oxy hóa quang xúc tác, oxy hóa xúc tác hỗn hợp, oxy hóa nước siêu tới hạn và công nghệ kết hợp oxy hóa tiên tiến.
Phương pháp oxy hóa hóa học là sử dụng các chất hóa học trực tiếp hoặc trong những điều kiện nhất định với khả năng oxy hóa mạnh để oxy hóa các chất ô nhiễm hữu cơ trong nước thải nhằm mục đích loại bỏ chất ô nhiễm. Các phương pháp oxy hóa hóa học bao gồm oxy hóa bằng ozone, phương pháp oxy hóa Fenton và phương pháp oxy hóa xúc tác ướt.
2.1 Quá trình oxy hóa Fenton
Phương pháp oxy hóa Fenton là một loại phương pháp oxy hóa tiên tiến được sử dụng rộng rãi hiện nay. Phương pháp này sử dụng muối sắt (Fe2+ hoặc Fe3+) làm chất xúc tác để tạo ra gốc ·OH với khả năng oxy hóa mạnh khi có thêm H2O2, có thể phản ứng oxy hóa với các chất ô nhiễm hữu cơ mà không cần chọn lọc để đạt được mục tiêu phân hủy và khoáng hóa các chất ô nhiễm.
Phương pháp này có nhiều ưu điểm, bao gồm tốc độ phản ứng nhanh, không gây ô nhiễm thứ cấp và khả năng oxy hóa mạnh, v.v. Phương pháp oxy hóa Fenton thường được sử dụng trong xử lý nước thải dược phẩm vì phản ứng oxy hóa không chọn lọc trong quá trình oxy hóa hóa học và phương pháp này có thể giảm độc tính của nước thải cùng các đặc điểm khác.
2.2 Phương pháp oxy hóa điện hóa
Phương pháp oxy hóa điện hóa sử dụng vật liệu điện cực để tạo ra gốc tự do siêu oxit ·O2 và gốc tự do hydroxyl ·OH, cả hai đều có hoạt tính oxy hóa cao, có thể oxy hóa chất hữu cơ trong nước thải, từ đó đạt được mục đích loại bỏ chất gây ô nhiễm.
Tuy nhiên, phương pháp này có đặc điểm là tiêu thụ năng lượng cao và chi phí cao.
2.3 Quá trình oxy hóa quang xúc tác
Quá trình oxy hóa quang xúc tác là một công nghệ xử lý tương đối hiệu quả trong công nghệ xử lý nước, sử dụng các vật liệu xúc tác (như TiO2, SrO2, WO3, SnO2, v.v.) làm chất mang xúc tác để thực hiện quá trình oxy hóa xúc tác hầu hết các chất ô nhiễm khử trong nước thải, nhằm đạt được mục đích loại bỏ chất ô nhiễm.
Vì hầu hết các hợp chất có trong nước thải dược phẩm là các chất phân cực có nhóm axit hoặc các chất phân cực có nhóm kiềm, nên các chất này có thể bị phân hủy trực tiếp hoặc gián tiếp bởi ánh sáng.
2.4 Quá trình oxy hóa nước siêu tới hạn
Quá trình oxy hóa bằng nước siêu tới hạn (SCWO) là một loại công nghệ xử lý nước sử dụng nước làm môi trường và tận dụng các đặc tính đặc biệt của nước ở trạng thái siêu tới hạn để nâng cao tốc độ phản ứng và thực hiện quá trình oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ.
2.5 Công nghệ kết hợp oxy hóa tiên tiến
Mỗi công nghệ oxy hóa tiên tiến đều có những hạn chế riêng. Để nâng cao hiệu quả xử lý nước thải, người ta kết hợp nhiều công nghệ oxy hóa tiên tiến lại với nhau, tạo thành các tổ hợp công nghệ oxy hóa tiên tiến, hoặc kết hợp một công nghệ oxy hóa tiên tiến đơn lẻ với các công nghệ khác để tạo ra công nghệ mới, nhằm cải thiện khả năng oxy hóa và hiệu quả xử lý, đáp ứng nhu cầu thay đổi chất lượng nước trong xử lý nước thải dược phẩm quy mô lớn.
UV-Fenton, UV-H2O2, UV-O3, quang xúc tác siêu âm, quang xúc tác than hoạt tính, quang xúc tác vi sóng và quang xúc tác, v.v. Hiện nay, các công nghệ kết hợp ozone được nghiên cứu rộng rãi nhất là [36]:
Xét về hiệu quả xử lý nước thải khó phân hủy và ứng dụng kỹ thuật, quy trình than hoạt tính ozone, O3-H2O2 và UV-O3 cho thấy tiềm năng phát triển lớn hơn.
Các phương pháp kết hợp Fenton phổ biến bao gồm phương pháp Fenton vi điện phân, phương pháp H2O2 sử dụng mạt sắt, phương pháp Fenton quang hóa (như phương pháp Fenton năng lượng mặt trời, phương pháp Fenton tia cực tím, v.v.), nhưng phương pháp Fenton điện được sử dụng rộng rãi hơn cả.
Bức ảnh
3. Công nghệ xử lý sinh hóa
Công nghệ xử lý sinh hóa là công nghệ chính trong xử lý nước thải, thông qua sự phát triển, trao đổi chất, sinh sản và các quá trình khác của vi sinh vật để phân hủy chất hữu cơ trong nước thải, thu được năng lượng cần thiết và đạt được mục đích loại bỏ chất hữu cơ.
3.1 Công nghệ xử lý sinh học kỵ khí
Công nghệ xử lý sinh học kỵ khí hoạt động trong môi trường không có oxy phân tử, sử dụng quá trình trao đổi chất của vi khuẩn kỵ khí, thông qua quá trình thủy phân axit hóa, sản sinh hydro, axit axetic và metan cùng các quá trình khác để chuyển hóa các đại phân tử, chất hữu cơ khó phân hủy thành CH4, CO2, H2O và các chất hữu cơ phân tử nhỏ.
Nước thải dược phẩm tổng hợp thường chứa một lượng lớn các chất hữu cơ khó phân hủy có tính vòng, không thể bị phân hủy và sử dụng trực tiếp bởi vi khuẩn hiếu khí, do đó công nghệ xử lý kỵ khí hiện nay đã trở thành phương tiện chính trong lĩnh vực xử lý nước thải dược phẩm trong và ngoài nước [43].
Công nghệ xử lý sinh học kỵ khí có nhiều ưu điểm: quá trình vận hành lò phản ứng kỵ khí không cần sục khí, tiêu thụ năng lượng thấp;
Hàm lượng chất hữu cơ trong nước thải đầu vào của hệ thống kỵ khí thường cao.
Nhu cầu dinh dưỡng thấp;
Lượng bùn thải ra từ lò phản ứng kỵ khí thấp, và bùn dễ bị mất nước.
Khí metan được tạo ra trong quá trình kỵ khí có thể được tái chế thành năng lượng.
Tuy nhiên, nước thải sau xử lý kỵ khí không thể đạt tiêu chuẩn khi xả ra môi trường và cần được xử lý thêm bằng cách kết hợp với các quy trình khác. Mặt khác, công nghệ xử lý sinh học kỵ khí rất nhạy cảm với giá trị pH, nhiệt độ và các yếu tố khác. Nếu biến động lớn, phản ứng kỵ khí sẽ bị ảnh hưởng trực tiếp, dẫn đến chất lượng nước thải bị ảnh hưởng.
3.2 Công nghệ xử lý sinh học hiếu khí
Công nghệ xử lý sinh học hiếu khí là công nghệ xử lý sinh học sử dụng quá trình phân hủy oxy hóa và tổng hợp đồng hóa của vi khuẩn hiếu khí để loại bỏ chất hữu cơ bị phân hủy. Trong quá trình sinh trưởng và trao đổi chất của các sinh vật hiếu khí, một lượng lớn sinh sản sẽ diễn ra, tạo ra bùn hoạt tính mới. Lượng bùn hoạt tính dư thừa sẽ được thải ra dưới dạng bùn thải, đồng thời nước thải cũng được làm sạch.

Ngành công nghiệp hóa chất MIT-IVY với4 nhà máytrong 19 năm， thuốc nhuộmTrung cấps & chất trung gian dược phẩm &hóa chất tinh chế & chuyên dụng .ĐT (WhatsApp): 008613805212761 Athena