Soluzioni per il trattamento delle acque reflue nell'industria farmaceutica
Soluzioni per il trattamento delle acque reflue nell'industria farmaceutica
Da quando, alla fine degli anni '90, sono state sollevate preoccupazioni sui potenziali rischi dell'inquinamento farmaceutico, le autorità ambientali hanno affrontato il problema e introdotto politiche continuamente aggiornate e rigorosamente applicate. Tuttavia, il trattamento appropriato delle acque reflue generate durante il funzionamento degli impianti di produzione farmaceutica rappresenta ancora una sfida per il settore, perché i metodi di trattamento generici non sono in grado di rimuovere le tracce di farmaci che potrebbero finire nelle acque di scarico.
Naturalmente, a causa dell'esposizione costante, la vita acquatica corre un rischio maggiore di subire effetti negativi: mentre è stato dimostrato che alcuni farmaci antinfiammatori danneggiano branchie e polmoni dei pesci, alcuni ormoni o composti che imitano le proprietà degli ormoni sono in grado di femminilizzarli o mascolinizzarli e rappresentano una minaccia per la loro popolazione. La scarsità d'acqua in alcune aree ha portato alla pratica del riutilizzo delle acque reflue, esponendo anche gli esseri umani a tracce di farmaci.
Il settore comprende fin troppo bene l'impatto negativo della contaminazione dell'acqua ed è impegnato a proteggere l'ambiente e a conformarsi agli standard continuamente aggiornati. Ma i metodi generici, progettati per affrontare un'ampia gamma di rifiuti potenziali, non sono applicabili alle loro esigenze specifiche. Le acque reflue farmaceutiche (PWW) sono spesso mescolate con altri tipi di rifiuti e il tipo e la quantità dei farmaci prodotti sono diversi per ogni impianto. Di conseguenza, le PWW hanno caratteristiche eterogenee e variano, ad esempio, in termini di BOD, residui specifici di farmaci e valore di pH, richiedendo metodi di trattamento mirati specificamente a determinati tipi di rifiuti.
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Soluzioni esistenti per il trattamento delle acque reflue farmaceutiche
Invece di sviluppare approcci completamente nuovi, può essere una strategia valida trovare una soluzione alternativa basata su soluzioni esistenti, risparmiando così tempo e denaro. Ciò includerebbe l’esplorazione di impianti già operativi e l’identificazione della migliore tecnologia disponibile per un progetto simile. Alcuni dei metodi convenzionali (che possono essere distinti in trattamento fisico, chimico, biologico e termico) rimuovono almeno determinati prodotti farmaceutici e potrebbero già essere sufficienti.
Un'altra soluzione valida per il trattamento delle PWW è un processo a membrana avanzato per rimuovere o concentrare i farmaci dalle acque reflue. Due tecnologie di membrana ampiamente utilizzate sono la nanofiltrazione e l'osmosi inversa. Anche in questo caso, l'efficacia varia a seconda delle caratteristiche del refluo in questione. Con una dimensione dei pori di 0,002 micrometri (2 nm), un tipico filtro per nanofiltrazione è in grado di rimuovere la maggior parte delle sostanze organiche, quasi tutti i virus, altre molecole organiche e una gamma di sali, ma risulta carente quando si tratta di trattenere inquinanti con un peso molecolare inferiore. Questo limite può essere superato utilizzando la filtrazione a membrana a pressione chiamata osmosi inversa (dimensione tipica dei pori del filtro pari a 0,1 nm). Un processo a membrana ha un ingombro ridotto, è rapido da realizzare grazie alla disponibilità di sistemi standardizzati pronti all'uso ed è quindi più facile da integrare negli impianti esistenti. Tuttavia, sia le apparecchiature sia il loro funzionamento ad alto consumo energetico sono costosi e questo trattamento non è un processo di distruzione, ma si limita a separare e concentrare l'inquinante. Successivamente è necessario un qualche tipo di processo di distruzione (ossidazione termica/chimica/aerobica) per rimuoverlo e il concentrato deve essere trasportato via o evaporato per ottenere uno scarico liquido zero.
Un Processo di Ossidazione Avanzata (AOP) è un metodo che distrugge l'inquinante oppure converte composti non biodegradabili in composti biodegradabili. L'AOP rappresenta una risposta per la maggior parte dei farmaci refrattari che sfuggono all'ossidazione aerobica, all'ossidazione chimica o ai processi a membrana.
In base alle caratteristiche dei residui di farmaci presenti nelle acque reflue, sono disponibili molteplici opzioni di trattamento. Ma ciascuna di esse presenta vantaggi e svantaggi specifici: affrontano solo determinati tipi di reflui e potrebbe essere necessario combinarle per prevenire efficacemente la contaminazione dell'acqua. Oppure sono costose da implementare e gestire – anche se parte dell'investimento potrebbe essere recuperata riciclando l'acqua per processi non critici. Soprattutto quando si adeguano impianti esistenti, occorre tenere conto anche dei vincoli di spazio.
Dall'identificazione ai test fino all'implementazione
Poiché non esiste una soluzione unica applicabile a ogni tipo di impianto di produzione farmaceutica, è necessario identificare la “Best Available Technology” per garantire la tutela dell'ambiente e un determinato ritorno sull'investimento. Sia dal punto di vista tecnico sia da quello aziendale, prima di implementare un sistema commerciale è necessario tenere conto di molte variabili, il che richiede un piano di esecuzione per fasi e test in un ambiente reale. Dal punto di vista di Exyte, il percorso di sviluppo per ogni impianto deve includere una valutazione sia dei sistemi esistenti sia delle caratteristiche delle PWW e un sistema di test pilota per stimare costi e prestazioni, identificare potenziali problemi operativi e valutare i requisiti di una soluzione automatizzata su scala completa.
Spesso le normative non lasciano comunque molta scelta, ma la protezione dell'ambiente in cui viviamo e lavoriamo dovrebbe essere nel migliore interesse di tutti noi. Exyte è impegnata in questa tutela e si ritiene ben posizionata per supportare gli sforzi dei propri clienti in questo ambito con una gamma completa di servizi e competenze ingegneristiche globali.
Informazioni su Maheswaran Nair
Maheswaran Nair è un ingegnere chimico con oltre 30 anni di esperienza nel trattamento delle acque e delle acque reflue per strutture ad alta tecnologia e nel segmento dell'industria delle scienze della vita. È stato un membro chiave del team tecnico per diversi progetti che hanno coinvolto sistemi altamente avanzati di acqua ad alta purezza e di trattamento delle acque reflue a Singapore, in Malesia, negli Stati Uniti e in Cina.