製藥業廢水處理解決方案
製藥業廢水處理解決方案
自 20 世紀 90 年代後期關注到製藥污染的潛在風險後，環保當局已針對此問題制定政策，並持續更新和嚴格執行。但如何適當處理製藥廠運作時所產生的廢水，仍是業界的一大挑戰，因為一般的處理方法無法去除廢水中可能含有的微量藥品。
當然，由於不斷接觸，水生生物受到負面影響的風險較高：有些消炎藥會損害魚類的腮和肺，有些荷爾蒙或模仿荷爾蒙特性的化合物則會使魚類雌性化或男性化，對魚類族群構成威脅。某些地區的缺水問題導致廢水再利用的做法，使人類也暴露在微量的藥品中。
業界非常了解水污染的負面影響，並致力於保護環境和遵守不斷更新的標準。但是，針對各種潛在廢棄物所設計的一般方法，並不適用於其特定需求。製藥廢水 (PWW) 通常與其他類型的廢水混合在一起，而且每家廠房製藥的種類和數量也不盡相同。因此，PWW 具備多樣化的特性，例如在生化需氧量 (BOD)、特定藥物殘留量和 pH 值等方面各不相同，因此需要專門針對特定類型廢棄物的處理方法。
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製藥廢水處理的現有解決方案
與其開發全新的方法，不如在現有解決方案的基礎上尋找變通方案，這可能是一個有效的策略，並可節省時間和金錢。這包括探索已在運作的工廠，並找出適用於類似專案的最佳可用技術。某些傳統方法 (可區分為物理、化學、生物及熱處理) 至少可去除某些藥品，而且可能已經足夠。
活性污泥法是一種常見的（生物處理）方法，利用微生物降解廢水中的有機化合物。但分解污染物的能力各有不同。磺胺甲噁唑（抗生素）、布洛芬和乙酰水楊酸（阿斯匹靈的分解產物）等藥物可在 2-5 天內降解 98%；抗癲癇藥物（如加巴喷丁）至少可部分降解。另一方面，羅紅黴素 (抗生素) 需要 5-10 天才能降解，而卡馬西平 (抗癲癇藥) 和地西泮 (精神作用藥) 等藥物即使經過 20 天也沒有明顯降解。因此，需要採用其他方法來消滅廢水中的微量有毒藥物。
另一種可行的廢水處理方案是採用先進的膜處理技術，以去除或濃縮廢水中的藥物。納米過濾和逆滲透是兩種廣泛使用的膜技術。同樣地，其效果也因相關廢水的特性而異。典型的納米過濾器孔徑為 0.002 微米 (2nm)，能夠去除大部分有機物質、幾乎所有病毒、其他有機分子和一系列鹽類，但在濾除分子量較低的污染物方面則有所欠缺。這些問題可透過使用稱為逆滲透 (Reverse Osmosis) 的壓力驅動膜過濾 (典型過濾孔徑為 0.1 奈米) 來解決。膜製程佔地面積較小，可快速建立標準化的即用型系統，因此較容易安裝在現有設施中。然而，設備及其能源密集型的操作都很昂貴，而且這種處理方式並非銷毀處理，而只是分離和濃縮污染物。之後需要進行某種銷毀處理（熱/化學/好氧氧化）來去除污染物，而濃縮物需要拖走或蒸發，以達到零液體排 放。
先進氧化處理 (AOP) 是一種可以破壞污染物或將不可生物降解轉換為可生物降解的方法。AOP 可解決大多數難降解藥物無法通過好氧氧化、化學氧化或膜處理的問題。
根據廢水中殘留藥物的特性，有多種處理方案可供選擇。但每一種方案都有其優缺點：它們只能處理特定類型的廢水，可能必須結合使用才能有效防止水污染。或者，它們的實施和運行成本高昂 - 儘管部分投資可透過將水循環用於非關鍵製程而收回。特別是在升級現有設施時，還必須考慮空間限制。
另一種可行的廢水處理方案是採用先進的膜處理技術，以去除或濃縮廢水中的藥物。納米過濾和逆滲透是兩種廣泛使用的膜技術。同樣地，其效果也因相關廢水的特性而異。典型的納米過濾器孔徑為 0.002 微米 (2nm)，能夠去除大部分有機物質、幾乎所有病毒、其他有機分子和一系列鹽類，但在濾除分子量較低的污染物方面則有所欠缺。這些問題可透過使用稱為逆滲透 (Reverse Osmosis) 的壓力驅動膜過濾 (典型過濾孔徑為 0.1 奈米) 來解決。膜製程佔地面積較小，可快速建立標準化的即用型系統，因此較容易安裝在現有設施中。然而，設備及其能源密集型的操作都很昂貴，而且這種處理方式並非銷毀處理，而只是分離和濃縮污染物。之後需要進行某種銷毀處理（熱/化學/好氧氧化）來去除污染物，而濃縮物需要拖走或蒸發，以達到零液體排 放。
先進氧化處理 (AOP) 是一種可以破壞污染物或將不可生物降解轉換為可生物降解的方法。AOP 可解決大多數難降解藥物無法通過好氧氧化、化學氧化或膜處理的問題。
根據廢水中殘留藥物的特性，有多種處理方案可供選擇。但每一種方案都有其優缺點：它們只能處理特定類型的廢水，可能必須結合使用才能有效防止水污染。或者，它們的實施和運行成本高昂 - 儘管部分投資可透過將水循環用於非關鍵製程而收回。特別是在升級現有設施時，還必須考慮空間限制。
從識別、測試到實施
由於沒有適用於各種製藥設施的一站式解決方案，因此必須找出「最佳可用技術」，以確保環境保護和一定的投資回報。從技術和商業的角度來看，在實施商業系統之前，必須考慮到大量的變數，需要分階段執行計劃，並在實際環境中進行測試。從 Exyte 的觀點來看，每個設施的發展路徑都必須包括對現有系統和 PWW 特性的評估，以及試點測試系統，以估算成本和性能，找出潛在的操作問題，並評估全面自動化解決方案的要求。
Exyte 有能力提供此類專案所需的全方位服務：分析環境狀況、進行製程研究、開發概念及後來的詳細設計、進行必要的施工和安裝，甚至是整套系統的試運轉和認證。Exyte 的工程師和技術人員遍佈全球，並與設備製造商和技術供應商建立了良好的聯繫，因此能夠為每個專案找出、測試並最終實施最佳的解決方案。
雖然法規往往不會讓我們有太多的選擇，但保護我們生活和工作的環境應該是我們所有人的最大利益。Exyte 致力於這方面的保護，並認為有能力以完整的服務範圍和全球工程專業知識，支援我們客戶在這方面的努力。
雖然法規往往不會讓我們有太多的選擇，但保護我們生活和工作的環境應該是我們所有人的最大利益。Exyte 致力於這方面的保護，並認為有能力以完整的服務範圍和全球工程專業知識，支援我們客戶在這方面的努力。
關於 Maheswaran Nair
Maheswaran Nair 是一位化學工程師，在先進科技設施和生命科學產業的水與廢水處理領域擁有超過 30 年的經驗。他曾在新加坡、馬來西亞、美國和中國擔任多個涉及高度先進的高純度水和廢水處理系統專案技術團隊的主要成員。