Afvalwateroplossingen voor behandeling in de farmaceutische industrie
Afvalwateroplossingen voor behandeling in de farmaceutische industrie
Sinds eind jaren 1990 bezorgdheid ontstond over de mogelijke risico’s van farmaceutische vervuiling, hebben milieuautoriteiten dit probleem aangepakt en beleidsmaatregelen ingevoerd die voortdurend worden bijgewerkt en strikt worden gehandhaafd. Maar de gepaste behandeling van afvalwater dat ontstaat tijdens de werking van farmaceutische productie-installaties blijft een uitdaging voor de sector, omdat generieke behandelingsmethoden niet in staat zijn om sporen van farmaceutische stoffen te verwijderen die in het effluentwater terecht kunnen komen.
Door de voortdurende blootstelling loopt het aquatische leven vanzelfsprekend een groter risico om negatief te worden beïnvloed: zo is aangetoond dat een bepaald ontstekingsremmend geneesmiddel de kieuwen en longen van vissen kan beschadigen, terwijl sommige hormonen of stoffen die de eigenschappen van hormonen nabootsen in staat zijn hen te vervrouwelijken of te vermannelijken en zo een bedreiging vormen voor hun populatie. Waterschaarste in sommige gebieden heeft geleid tot de praktijk van hergebruik van afvalwater, waardoor ook mensen worden blootgesteld aan sporen van farmaceutische stoffen.
De sector begrijpt de negatieve impact van waterverontreiniging maar al te goed en zet zich in om het milieu te beschermen en te voldoen aan de voortdurend bijgewerkte normen. Maar generieke methoden, ontworpen om een breed scala aan mogelijke afvalstoffen aan te pakken, zijn niet toepasbaar op hun specifieke behoeften. Farmaceutisch afvalwater (PWW) wordt vaak gemengd met andere soorten afval en het type en de hoeveelheid geproduceerde geneesmiddelen verschillen per faciliteit. Daardoor heeft PWW uiteenlopende kenmerken en varieert het bijvoorbeeld op het vlak van BOD, specifieke geneesmiddelresten en pH-waarde, wat behandelingsmethoden vereist die specifiek gericht zijn op bepaalde soorten afval.
.JPG?w=3840)
Bestaande oplossingen voor de behandeling van farmaceutisch afvalwater
In plaats van volledig nieuwe benaderingen te ontwikkelen, kan het een zinvolle strategie zijn om een oplossing te vinden op basis van bestaande methoden – en zo zowel tijd als geld te besparen. Dit houdt in dat reeds operationele installaties worden onderzocht en dat de best beschikbare technologie voor een gelijkaardig project wordt geïdentificeerd. Sommige van de conventionele methoden (die kunnen worden onderverdeeld in fysische, chemische, biologische en thermische behandeling) verwijderen minstens bepaalde farmaceutische stoffen en kunnen mogelijk al volstaan.
Een andere haalbare oplossing voor de behandeling van farmaceutisch afvalwater is een geavanceerd membraanproces om de geneesmiddelen uit het afvalwater te verwijderen of te concentreren. Twee veelgebruikte membraantechnologieën zijn nanofiltratie en omgekeerde osmose. Ook hier varieert de doeltreffendheid afhankelijk van de kenmerken van het betreffende afvalwater. Met een poriegrootte van 0,002 micrometer (2 nm) kan een typische nanofiltratiefilter de meeste organische stoffen, bijna alle virussen, andere organische moleculen en een reeks zouten verwijderen, maar schiet die tekort bij het tegenhouden van verontreinigende stoffen met een lager moleculair gewicht. Die kunnen worden aangepakt met de drukgedreven membraanfiltratie die omgekeerde osmose wordt genoemd (typische filterporiegrootte van 0,1 nm). Een membraanproces heeft een kleinere voetafdruk, is snel te bouwen met gestandaardiseerde gebruiksklare systemen en is daarom gemakkelijker in bestaande installaties onder te brengen. Zowel de apparatuur als de energie-intensieve werking ervan zijn echter duur, en deze behandeling is geen vernietigingsproces maar scheidt en concentreert de verontreinigende stof alleen. Een of andere vorm van vernietigingsproces (thermische/chemische/aërobe oxidatie) is daarna nodig om die te verwijderen, en het concentraat moet worden afgevoerd of verdampt voor een nullozing.
Een geavanceerd oxidatieproces (AOP) is een methode die de verontreinigende stof ofwel vernietigt, ofwel niet-biologisch afbreekbare stoffen omzet in biologisch afbreekbare. AOP is een oplossing voor de meeste hardnekkige geneesmiddelen die ontsnappen aan aërobe oxidatie, chemische oxidatie of membraanprocessen.
Op basis van de kenmerken van de geneesmiddelresiduen in het afvalwater zijn meerdere behandelingsopties beschikbaar. Maar elk daarvan heeft zijn eigen voor- en nadelen: ze pakken slechts bepaalde soorten afvalwater aan en moeten mogelijk worden gecombineerd om waterverontreiniging doeltreffend te voorkomen. Of ze zijn duur om te implementeren en te exploiteren – ook al kan een deel van de investering worden terugverdiend door het water te recycleren voor niet-kritische processen. Vooral bij het upgraden van bestaande installaties moet ook rekening worden gehouden met ruimtebeperkingen.
Van identificatie tot testen tot implementatie
Aangezien er geen totaaloplossing bestaat die toepasbaar is op elk type farmaceutische productiefaciliteit, moet de “Best Available Technology” worden geïdentificeerd om de bescherming van het milieu en een bepaald rendement op investering te waarborgen. Vanuit zowel technisch als zakelijk perspectief moet met heel wat variabelen rekening worden gehouden vóór de implementatie van een commercieel systeem, wat een gefaseerd uitvoeringsplan en tests in een reële omgeving vereist. Vanuit het perspectief van Exyte moet het ontwikkelingstraject voor elke faciliteit een evaluatie omvatten van zowel de bestaande systemen als de kenmerken van het PWW en een piloottestsysteem om kosten en prestaties te ramen, mogelijke operationele problemen te identificeren en de vereisten van een grootschalige, geautomatiseerde oplossing te evalueren.
Regelgeving laat vaak toch weinig keuze, maar de bescherming van het milieu waarin we leven en werken zou in ieders belang moeten zijn. Exyte zet zich in voor deze bescherming en voelt zich goed geplaatst om de inspanningen van onze klanten in dit opzicht te ondersteunen met een volledig dienstenpakket en wereldwijde engineeringexpertise.
Over Maheswaran Nair
Maheswaran Nair is een chemisch ingenieur met meer dan 30 jaar ervaring in water- en afvalwaterbehandeling in geavanceerde technologische faciliteiten en het Life Science-industriesegment. Hij was een sleutellid van het technische team voor verschillende projecten met zeer geavanceerde systemen voor ultrapuur water en afvalwater in Singapore, Maleisië, de Verenigde Staten en China.