التطورات في تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي الصيدلانية

التطورات في تقنيات معالجة مياه الصرف الصحي الصيدلانية

ملخص

أدى نمو صناعة الأدوية إلى تحديات كبيرة في مجال مياه الصرف الصحي، والتي اتسمت بملوثات معقدة وسامة. تتنوع طرق المعالجة، وتركز على العمليات الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية لتلبية المعايير البيئية الصارمة. يعكس هذا النهج متعدد الجوانب سعي الصناعة إلى إدارة فعالة لمياه الصرف الصحي، توازن بين حماية البيئة والكفاءة التشغيلية.

معالجة مياه الصرف الصيدلانية
مع التطور السريع للقطاعين الاجتماعي والاقتصادي، واصلت صناعة الأدوية نموها وحققت إنجازات كبيرة في السنوات الأخيرة، إلا أن مياه الصرف الصناعي الناتجة عن الصناعات الدوائية أصبحت مشكلة كبيرة تُثقل كاهل الشركات والحكومة. تعتمد صناعة الأدوية بشكل أساسي على التركيب الكيميائي للأدوية والمستحضرات الصيدلانية الحيوية والأدوية المستمدة من الطب الصيني التقليدي، ويشتمل الإنتاج على مجموعة متنوعة من المنتجات والعمليات المعقدة، ويتفاوت حجم الإنتاج. يمكن تقسيم مياه الصرف الكيميائي الصيدلاني تقريبًا إلى أربع فئات: عملية إنتاج السوائل العادمة، والمحلول الأم، وما إلى ذلك؛ استعادة السوائل المتبقية بما في ذلك المذيبات، وسوائل الموقع، والمنتجات الثانوية، وما إلى ذلك؛ تصريف العمليات المساعدة، مثل مياه التبريد، وما إلى ذلك؛ المعدات والأرض، مثل مياه الصرف الصحي للشطف؛ مياه الصرف الصحي المنزلية.

تتميز مياه الصرف الصحي الدوائية بشكل رئيسي بعدم استقرار نسبة مكونات جودة المياه، وتركيبها المعقد، وتركيزها العالي من الملوثات السامة والخطرة، ودرجة لونها العالية، وتركيبها الكيميائي الحيوي الضعيف، ومحتوى عالٍ من المواد صعبة التحلل، بالإضافة إلى عدم استقرار جودة وكمية المياه. لذلك، فإن معالجة مياه الصرف الصحي الدوائية بما يتوافق مع متطلبات "المعايير الشاملة لانبعاثات مياه الصرف الصحي" تصب في هدفين: حماية البيئة وكفاءة المؤسسة.
تكنولوجيا مياه الصرف الصحي
تختلف شركات الأدوية باختلاف المواد الخام، والعمليات، وحجم مياه الصرف، ودرجة المعالجة، كما تختلف طرق المعالجة المستخدمة. وتُقسم هذه الطرق عمومًا إلى طرق فيزيائية، وكيميائية، وبيولوجية. في عملية معالجة مياه الصرف الصحي الدوائية، لا يمكن تصريفها مباشرةً عن طريق المعالجة البيولوجية، وعادةً ما تُجرى المعالجة الفيزيائية الأولى، ثم المعالجة الكيميائية الأولية لتحسين خصائصها الكيميائية الحيوية، وتقليل سميتها، ثم تُستكمل المعالجة البيولوجية لمياه الصرف لتلبية متطلبات التصريف.
حلول معالجة مياه الصرف الصحي الصيدلانية
مياه الصرف الصحي الدوائية ذات تركيز عالٍ من الطلب الكيميائي للأكسجين (COD)، ونسبة عالية من النيتروجين والفوسفور، وملوحة عالية، ولون عميق، وتركيب معقد، وكيمياء حيوية ضعيفة، وغيرها من الخصائص، غالبًا ما تتضمن نظام فينتون للتحليل الكهربائي الدقيق للمعالجة المسبقة، من خلال تحلل المواد العضوية الجزيئية الكبيرة وتدميرها، وذلك لتحقيق انخفاض في سميتها وتحسين الكيمياء الحيوية للغرض. ثم يتم دمجها مع عمليات معالجة مياه الصرف الأخرى، حيث تُعالَج في محطة معالجة مياه الصرف الصحي في المنطقة لتلبية المتطلبات القياسية، وتُصرف في محطة معالجة مياه الصرف الصحي المحلية، ثم تُنقل إلى محطة معالجة مياه الصرف الصحي لتلبية متطلبات التصريف، ثم تُستكمل بالطريقة البيولوجية. محطة معالجة مياه الصرف الصحي المحلية، تليها محطة معالجة مياه الصرف الصحي لمزيد من المعالجة.
1. تفاعل التحليل الكهربائي الدقيق
آلية تفاعل التحليل الكهربائي الدقيق للحديد والكربون هي أنه عند غمر حشو الحديد والكربون في مياه الصرف الصحي الحمضية، سيتشكل عدد لا يحصى من الخلايا الدقيقة في مياه الصرف الصحي بسبب فرق جهد القطب بين الحديد والكربون (0.9-17 فولت). هذه الخلايا الدقيقة هي حديد منخفض الجهد كمصعد، وكربون عالي الجهد كمهبط، في المحلول المائي الذي يحتوي على إلكتروليت حمضي. تنتج عملية التفاعل عددًا كبيرًا من Fe2+ البدائي و[-H] البيئي الجديد، والتي تتميز بنشاط كيميائي عالي جدًا ويمكنها تغيير بنية وخصائص العديد من المواد العضوية في مياه الصرف الصحي، مما يؤدي إلى كسر المادة العضوية للسلسلة وفتح الحلقة، وتأثيرات أخرى. تحسين الكيمياء الحيوية لمياه الصرف الصحي. يولد الكاثود OH أثناء عملية التفاعل، مما يحسن قيمة الرقم الهيدروجيني لمياه الصرف الصحي المعالجة.
2. تفاعل فينتون
بعد معالجة مياه الصرف الصحي بالتحليل الكهربائي الدقيق للكربون الحديدي السابق، تتم أكسدة وإزالة جزء من الملوثات العضوية، ويتغير تركيب الجزء المتبقي من المادة العضوية، مما يُهيئ لمزيد من المعالجة المؤكسدة. وبالاستفادة من خبرة معالجة مياه الصرف الصحي هذه، يمكن إزالة مياه الصرف الصحي بإضافة كمية معينة من بيروكسيد الهيدروجين وأيونات الحديدوز والمحفزات إلى الماء لتكوين مؤكسد قوي للجذور الحرة، والذي يمكنه إزالة الغالبية العظمى من المواد العضوية في مياه الصرف الصحي.
3. التحييد والترسيب
بضبط قيمة الرقم الهيدروجيني (pH) لمياه الصرف الحمضية لنظام التحليل الكهربائي الدقيق فينتون إلى حوالي 8، مع إضافة مواد التخثر في الوقت نفسه لإزالة المواد الصلبة العالقة والرواسب الأخرى في مياه الصرف. عند معالجة مياه الصرف الكيميائية، يمكن لعملية المعادلة والترسيب إزالة الملوثات من مياه الصرف بشكل مستقل، ويمكن استخدامها أيضًا كمشروع وسيط لتحسين فعالية معالجة مياه الصرف.