Rozwiązania w zakresie oczyszczania ścieków dla przemysłu farmaceutycznego
Rozwiązania w zakresie oczyszczania ścieków dla przemysłu farmaceutycznego
Odkąd pod koniec lat 90. XX wieku pojawiły się obawy dotyczące potencjalnych zagrożeń związanych z zanieczyszczeniem farmaceutycznym, organy ochrony środowiska zajęły się tym problemem oraz wprowadziły polityki, które są stale aktualizowane i rygorystycznie egzekwowane. Jednak odpowiednie oczyszczanie ścieków powstających podczas działalności zakładów produkcji farmaceutycznej nadal stanowi wyzwanie dla branży, ponieważ ogólne metody oczyszczania nie są w stanie usunąć śladowych ilości substancji farmaceutycznych, które mogą przedostawać się do ścieków odprowadzanych do środowiska.
Naturalnie, ze względu na stałą ekspozycję, organizmy wodne są bardziej narażone na negatywne skutki: wykazano, że niektóre leki przeciwzapalne uszkadzają skrzela i płuca ryb, a niektóre hormony lub związki naśladujące właściwości hormonów mogą powodować ich feminizację lub maskulinizację oraz stanowią zagrożenie dla ich populacji. Niedobór wody w niektórych regionach doprowadził do praktyki ponownego wykorzystywania ścieków, narażając również ludzi na śladowe ilości substancji farmaceutycznych.
Branża doskonale rozumie negatywny wpływ zanieczyszczenia wody i jest zaangażowana w ochronę środowiska oraz przestrzeganie stale aktualizowanych norm. Jednak ogólne metody, zaprojektowane z myślą o szerokim zakresie potencjalnych odpadów, nie mają zastosowania do jej specyficznych potrzeb. Ścieki farmaceutyczne (PWW) są często mieszane z innymi rodzajami odpadów, a rodzaj i ilość wytwarzanych leków różnią się w zależności od zakładu. W rezultacie PWW ma zróżnicowaną charakterystykę i różni się m.in. pod względem BZT, specyficznych pozostałości leków oraz wartości pH, co wymaga metod oczyszczania ukierunkowanych na określone typy odpadów.
.JPG?w=3840)
Istniejące rozwiązania w zakresie oczyszczania ścieków farmaceutycznych
Zamiast opracowywać całkowicie nowe podejścia, uzasadnioną strategią może być znalezienie obejścia w oparciu o istniejące rozwiązania – i w efekcie oszczędność zarówno czasu, jak i pieniędzy. Obejmowałoby to analizę już działających instalacji oraz identyfikację najlepszej dostępnej technologii dla podobnego projektu. Niektóre z konwencjonalnych metod (które można podzielić na metody fizyczne, chemiczne, biologiczne i termiczne) usuwają przynajmniej część substancji farmaceutycznych i mogą już być wystarczające.
Innym skutecznym rozwiązaniem do oczyszczania PWW jest zaawansowany proces membranowy służący do usuwania lub zatężania leków ze ścieków. Dwie powszechnie stosowane technologie membranowe to nanofiltracja i odwrócona osmoza. Również w tym przypadku skuteczność różni się w zależności od właściwości danych ścieków. Przy wielkości porów 0,002 mikrometra (2 nm) typowy filtr do nanofiltracji jest w stanie usunąć większość substancji organicznych, niemal wszystkie wirusy, inne cząsteczki organiczne oraz szereg soli, ale ma ograniczoną skuteczność w zatrzymywaniu zanieczyszczeń o niższej masie cząsteczkowej. Problem ten można rozwiązać, stosując ciśnieniową filtrację membranową zwaną odwróconą osmozą (typowa wielkość porów filtra wynosi 0,1 nm). Proces membranowy ma mniejszy ślad przestrzenny, jest szybki we wdrożeniu dzięki standaryzowanym, gotowym do użycia systemom, a zatem łatwiejszy do zastosowania w istniejących obiektach. Jednak zarówno urządzenia, jak i ich energochłonna eksploatacja są kosztowne, a ta metoda oczyszczania nie jest procesem destrukcji, lecz jedynie oddziela i zatęża zanieczyszczenia. Następnie wymagany jest jakiś proces destrukcji (utlenianie termiczne/chemiczne/tlenowe), aby je usunąć, a koncentrat musi zostać wywieziony lub odparowany w celu uzyskania zerowego zrzutu cieczy.
Proces zaawansowanego utleniania (AOP) to metoda, która albo niszczy zanieczyszczenia, albo przekształca substancje niebiodegradowalne w biodegradowalne. AOP jest odpowiedzią na większość opornych leków, które nie poddają się utlenianiu tlenowemu, utlenianiu chemicznemu ani procesom membranowym.
W zależności od właściwości pozostałości leków w ściekach dostępnych jest wiele opcji oczyszczania. Każda z nich ma jednak swoje zalety i wady: dotyczą tylko określonych rodzajów ścieków i mogą wymagać łączenia, aby skutecznie zapobiegać zanieczyszczeniu wód. Mogą też być kosztowne we wdrożeniu i eksploatacji – choć część inwestycji może zostać odzyskana dzięki recyklingowi wody do procesów niewymagających wysokiej jakości. Szczególnie przy modernizacji istniejących obiektów należy również uwzględnić ograniczenia przestrzenne.
Od identyfikacji przez testowanie do wdrożenia
Ponieważ nie istnieje jedno uniwersalne rozwiązanie, które można zastosować w każdym rodzaju zakładu produkcji farmaceutycznej, należy zidentyfikować „najlepszą dostępną technologię”, aby zapewnić ochronę środowiska oraz określony zwrot z inwestycji. Zarówno z perspektywy technicznej, jak i biznesowej przed wdrożeniem komercyjnego systemu trzeba wziąć pod uwagę wiele zmiennych, co wymaga etapowego planu realizacji oraz testów w rzeczywistych warunkach. Z perspektywy Exyte ścieżka rozwoju dla każdego zakładu musi obejmować ocenę zarówno istniejących systemów, jak i charakterystyki PWW, a także pilotażowy system testowy w celu oszacowania kosztów i wydajności, zidentyfikowania potencjalnych problemów operacyjnych oraz oceny wymagań pełnoskalowego, zautomatyzowanego rozwiązania.
Przepisy często i tak nie pozostawiają dużego wyboru, ale ochrona środowiska, w którym żyjemy i pracujemy, powinna leżeć w najlepszym interesie nas wszystkich. Exyte jest zaangażowane w tę ochronę i czuje się dobrze przygotowane do wspierania wysiłków naszych klientów w tym zakresie, oferując pełny zakres usług i globalne doświadczenie inżynieryjne.
O Maheswaranie Nairze
Maheswaran Nair jest inżynierem chemikiem z ponad 30-letnim doświadczeniem w uzdatnianiu wody i oczyszczaniu ścieków w obiektach zaawansowanych technologii oraz w sektorze nauk przyrodniczych. Był kluczowym członkiem zespołu technicznego przy wielu projektach obejmujących wysoce zaawansowane systemy wysokiej czystości wody i ścieków w Singapurze, Malezji, Stanach Zjednoczonych i Chinach.