현재 상황: 제약 산업은 주로 화학 합성 의약품, 생물 의약품 및 한약 의약품에 중점을 두고 있으며 생산은 제품이 다양하고 공정이 복잡하며 생산 규모가 다른 특징을 가지고 있습니다.
제약 공정에서 생산되는 폐수는 오염 물질 농도가 높고 구성 요소가 복잡하며 생분해성이 낮고 생물학적 독성이 높은 특성을 가지고 있습니다.
화학 합성 및 발효 제약 생산 폐수는 제약 산업 오염 통제의 어려움이자 핵심입니다.
화학합성 폐수는 의약품 생산 과정에서 배출되는 주요 오염물질이다[2].
제약 폐수는 대략 4가지 범주로 나눌 수 있습니다[3]. 즉, 생산 공정의 폐액과 모액;
회수 중 잔류액에는 용매, 전제액, 부산물 등이 포함됩니다.
냉각수 등 보조공정 배수
장비 및 지상 세척 폐수;
국내 하수.
의약중간폐수 처리기술
높은 COD, 높은 질소, 높은 인, 높은 염분 함량, 깊은 채도, 복잡한 조성 및 낮은 생분해성 등의 제약 중간 폐수의 특성을 고려할 때 일반적으로 사용되는 처리 방법에는 물리화학적 처리 방법과 생화학적 처리 공정이 있습니다[6].
다양한 폐수 수질 유형에 따라 물리화학적 공정과 생물학적 공정을 결합하는 등 일련의 방법도 적용될 것이다[7].
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1. 물리화학적 처리기술
현재 의약품 생산 폐수의 주요 물리화학적 처리 방법으로는 가스부상법, 응고침전법, 흡착법, 역삼투법, 소각법, 고도산화법 등이 있다.
또한, 질소 및 인 제거를 위한 FE-C 미세전해, MAP 침전법 등 전기분해 및 화학적 침전법도 의약품 중간폐수 처리에 흔히 사용된다.
1.1 응집 및 침전 방법
응고과정은 물속의 부유입자와 콜로이드 입자를 화학약품을 첨가하여 불안정한 상태로 변화시킨 후 응집하여 분리가 용이한 플록 또는 플록으로 뭉치는 과정이다.
현재 이 기술은 일반적으로 제약폐수의 전처리, 중간처리, 고도처리에 사용된다[10].
응고 및 침전 기술은 기술이 성숙하고 장비가 간단하며 작동이 안정적이고 유지 관리가 편리하다는 장점이 있습니다.
그러나 이 기술을 적용하는 과정에서 다량의 화학 슬러지가 발생하게 되어 유출수의 pH가 낮아지고 폐수의 염분 함량이 상대적으로 높아집니다.
또한, 응집침강 기술로는 폐수 중의 용해된 오염물질을 효과적으로 제거할 수 없으며, 폐수 중의 독성 및 유해한 미량 오염물질을 완전히 제거할 수도 없습니다.
1.2 화학적 침전법
화학적 침전법은 수용성 화학약품과 폐수 내 오염물질 사이의 화학 반응을 통해 불용성 염, 수산화물 또는 착화합물을 형성함으로써 폐수 내 오염물질을 제거하는 화학적 방법입니다.
제약 중간 폐수에는 종종 고농도의 암모니아 질소, 인산염 및 황산염 이온 등이 포함되어 있습니다. 이러한 종류의 폐수의 경우 후속 생화학적 처리 공정의 정상적인 작동을 보장하기 위해 물리적 및 화학적 전처리에 화학적 침전 방법이 종종 사용됩니다.
전통적인 수처리 기술로서 화학적 침전은 종종 폐수를 연화시키는 데 사용됩니다.
의약품 중간 폐수 생산 과정에서 고순도 화학 원료를 사용하기 때문에 폐수에는 고농도의 암모니아성 질소, 인 및 기타 오염 물질이 포함되어 있는 경우가 많습니다. 인산 마그네슘 암모늄 화학 침전 방법을 사용하면 두 가지 오염 물질을 동시에 효과적으로 제거할 수 있습니다. 시간이 지나면 생성된 마그네슘 암모늄 인산염 염 침전물은 재활용될 수 있습니다.
인산마그네슘암모늄 화학침전법은 스트루바이트법이라고도 합니다.
의약품 중간체 생산 과정에서 일부 작업장에서는 다량의 황산이 사용되는 경우가 많으며 이 폐수 부분의 pH가 낮을 수 있습니다. 폐수의 pH 값을 향상시키는 동시에 일부 황산이온을 제거하기 위해 CaO를 첨가하는 방법이 많이 사용되는데, 이를 생석회 탈황의 화학적 침전법이라고 한다.
1.3 흡착
흡착법에 의한 폐수 중의 오염물질 제거 원리는 다공성 고체 물질을 사용하여 폐수 중의 특정 또는 다양한 오염물질을 흡착함으로써 폐수 중의 오염물질을 제거하거나 재활용할 수 있음을 의미합니다.
일반적으로 사용되는 흡착제로는 비산재, 슬래그, 활성탄, 흡착수지 등이 있으며 그 중에서 활성탄이 더 일반적으로 사용됩니다.
1.4 공기 부양
공기부상법은 고도로 분산된 작은 기포를 담체로 사용하여 폐수 중의 오염물질을 부착시키는 폐수처리 공정입니다. 오염물질에 부착된 작은 기포의 밀도가 물보다 작아서 떠오르기 때문에 고액분리 또는 액액분리를 실현합니다.
공기부상 방식에는 용존공기부상, 폭기부상, 전기분해공기부상, 화학적 공기부상 등이 있으며[18], 이 중 화학적 공기부상은 부유물질 함량이 높은 폐수의 처리에 적합하다.
공기부상법은 투자비가 적고, 공정이 간단하며, 유지관리가 편리하고, 에너지 소비가 낮다는 장점이 있으나, 폐수에 용해된 오염물질을 효과적으로 제거할 수는 없습니다.
1.5 전기분해
전해 공정은 전류 역할을 이용하여 일련의 화학 반응을 일으키고 폐수의 유해한 오염 물질을 변환하여 제거합니다. 전해액에서 발생하는 전해 공정의 반응 원리는 전극 재료와 전극 반응을 통해 새로운 생태학적 새로운 생성을 생성합니다. 생태학적 산소와 수소[H] 및 폐수 오염물질인 REDOX 반응으로 오염물질을 제거합니다.
전기분해 방식은 폐수 처리에 있어서 효율성이 높고 조작이 간단합니다. 동시에 전기분해 방식은 폐수 속의 유색 물질을 효과적으로 제거하고 폐수의 생분해성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다.
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2. 고급 산화 기술
첨단산화기술은 새로운 수처리 기술로서 오염물질 분해 효율이 높고, 오염물질의 분해 및 산화가 더욱 철저하며, 2차 오염이 발생하지 않는 등 많은 장점을 가지고 있습니다.
심산화기술(Deep Oxidation Technology)이라고도 불리는 첨단산화기술은 산화제, 빛, 전기, 소리, 자성체, 촉매 등을 이용해 활성이 높은 활성산소(·OH 등)를 발생시켜 난치성 유기오염물질을 분해하는 물리화학적 처리기술이다.
제약 폐수 처리 분야에서는 첨단 산화 기술이 광범위한 연구와 관심의 초점이 되었습니다.
고급 산화 기술에는 주로 전기 화학적 산화, 화학적 산화, 초음파 산화, 습식 촉매 산화, 광촉매 산화, 복합 촉매 산화, 초임계수 산화 및 고급 산화 결합 기술이 포함됩니다.
화학적 산화 방법은 오염 물질 제거 목적을 달성하기 위해 화학 약품 자체를 사용하거나 특정 조건에서 강한 산화를 통해 폐수 내의 유기 오염 물질을 산화시키는 방법이며, 오존 산화 방법, 펜톤 산화 방법 및 습식 촉매 산화 방법을 포함한 화학적 산화 방법입니다.
2.1 펜톤 산화 공정
펜톤 산화법은 현재 널리 사용되는 고급 산화법의 일종이다. 이 방법은 철염(Fe2+ 또는 Fe3+)을 촉매로 사용하여 H2O2를 첨가하는 조건에서 강한 산화로 ·OH를 생성하며, 이는 선택성 없이 유기 오염물질과 산화 반응을 일으켜 오염 물질의 분해 및 광물화를 달성할 수 있습니다.
이 방법은 반응속도가 빠르고, 2차 오염이 없으며, 산화력이 강한 등 많은 장점을 갖고 있다. 펜톤산화법은 화학적 산화과정에서 비선택적 산화반응이 일어나기 때문에 제약폐수 처리에 흔히 사용되며, 산화반응을 줄일 수 있다. 폐수의 독성 및 기타 특성.
2.2 전기화학적 산화법
전기화학적 산화 방법은 전극 재료를 사용하여 산화 활성이 높은 과산화물 자유 라디칼 ·O2 및 수산기 자유 라디칼 ·OH를 생성하고 폐수 중의 유기물을 산화시켜 오염 물질을 제거하는 목적을 달성하는 것입니다.
그러나 이 방법은 에너지 소모가 많고 비용이 많이 드는 특징이 있다.
2.3 광촉매 산화
광촉매 산화는 수처리 기술에서 상대적으로 효율적인 처리 기술로, 촉매 물질(예: TiO2, SrO2, WO3, SnO2 등)을 촉매 담체로 사용하여 폐수 내 대부분의 환원 오염물질을 촉매 산화합니다. 오염물질을 제거하는 목적을 달성합니다.
의약폐수에 함유된 대부분의 화합물은 산성기를 가진 극성물질이나 알칼리기를 가진 극성물질이기 때문에 이러한 물질은 빛에 의해 직·간접적으로 분해될 수 있다.
2.4 초임계수 산화
초임계수 산화(SCWO)는 물을 매개체로 하여 초임계 상태의 물의 특수한 특성을 이용하여 반응 속도를 향상시키고 유기물의 완전한 산화를 실현하는 일종의 수처리 기술입니다.
2.5 고급 산화 복합 기술
모든 고급 산화 기술은 고유한 한계를 사용합니다. 폐수 처리의 효율성을 향상시키기 위해 일련의 고급 산화 기술을 그룹화하여 고급 산화 기술의 조합을 형성하거나 단일 고급 산화 기술을 다른 기술과 결합하여 새로운 기술로 만듭니다. 대규모 제약폐수 처리에 있어 산화능력 및 처리효과를 향상시키고 수질 변화에 대응할 수 있는 기술입니다.
UV-Fenton, UV-H2O2, UV-O3, 초음파 광촉매, 활성탄 광촉매, 마이크로파 광촉매 및 광촉매 등 현재 가장 널리 연구된 오존 조합 기술은 다음과 같습니다.
오존 활성탄 공정, O3-H2O2 및 UV-O3는 내화 폐수 처리 효과 및 엔지니어링 응용으로 인해 O3-H2O2 및 UV-O3의 개발 잠재력이 더 큽니다.
일반적인 Fenton 조합 공정에는 미세전해 Fenton 방식, 철분 H2O2 방식, 광화학 Fenton 방식(예: Solar Fenton 방식, UV-Fenton 방식 등)이 있지만 전기적 Fenton 방식이 널리 사용됩니다.
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3. 생화학적 처리기술
생화학적 처리 기술은 폐수 처리의 주요 기술로, 미생물 성장, 대사, 재생 및 기타 공정을 통해 폐수에서 유기물을 분해하고 필요한 에너지를 얻고 유기물 제거 목적을 달성하는 기술입니다.
3.1 혐기성 생물학적 처리 기술
혐기성 생물학적 처리 기술은 분자 산소 환경이 없는 상태에서 혐기성 박테리아 대사를 사용하여 가수분해 산성화, 수소 생성 아세트산 및 메탄 생성 및 거대 분자를 전환하는 기타 공정을 통해 유기물을 CH4, CO2로 분해하기 어렵습니다. , H2O 및 소분자 유기물.
합성 의약폐수에는 호기성 박테리아에 의해 직접 분해 및 활용될 수 없는 다수의 순환형 내화성 유기물질이 포함되어 있는 경우가 많기 때문에 현재의 혐기성 처리 기술은 국내외 의약폐수 처리 분야의 주요 수단이 되었습니다. .
혐기성 생물학적 처리 기술에는 많은 장점이 있습니다. 혐기성 반응기 작동 공정에서는 통기를 제공할 필요가 없으며 에너지 소비가 낮습니다.
혐기성 유입수의 유기물 부하량은 일반적으로 높습니다.
낮은 영양 요구량;
혐기성 반응기의 슬러지 생산량은 낮고 슬러지는 탈수되기 쉽습니다.
혐기성 공정에서 생산된 메탄은 에너지로 재활용될 수 있습니다.
그러나 혐기성 유출수는 기준치까지 배출할 수 없으며, 다른 공정과 결합하여 추가 처리가 필요하다. 그러나 혐기성 생물학적 처리 기술은 pH 값, 온도 및 기타 요인에 민감합니다. 변동이 크면 혐기성 반응이 직접적인 영향을 받고 유출수 품질도 영향을 받습니다.
3.2 호기성 생물학적 처리 기술
호기성 생물학적 처리기술은 호기성 세균의 산화분해와 동화합성을 이용하여 분해된 유기물을 제거하는 생물학적 처리기술이다. 호기성 유기체의 성장과 대사 과정에서 대량의 번식이 이루어지며, 이로 인해 새로운 활성 슬러지가 생성됩니다. 과잉 활성 슬러지는 잔류 슬러지 형태로 배출되며, 동시에 폐수는 정화됩니다.

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