廃水処理システム | 製薬廃水処理

1. 背景。

世界の製薬産業の年間生産量は100万トンに達し、取引量もかなり多く、製薬産業の急速な発展に伴い、製薬廃水処理の問題もますます深刻になっています。

関連データによると、国内外の医薬廃水の年間排出量は12億5千万トンに達し、その半分以上が未処理のままで、生態環境に甚大な被害をもたらしている。

製薬プロセスは非常に煩雑で、賦形剤の種類が多く、構造が複雑です。これらの有機化合物には、多数の有毒有害物質が含まれており、製薬廃水の成分が多く、毒性があり、生化学的性能が悪いです。異なる企業やプロセスによって生成される廃水の品質と量が大きく異なるため、処理の難しさが増しています。 廃水処理そのため、製薬廃水の処理は緊急の課題となっています。

2. 医薬品廃水の分類、特徴、および有害性。

2.1. 分類と特徴

製薬廃水 難治性に属する 産業廃水主な分類方法は2つあり、1つは生産プロセスによって分類され、もう1つは「医薬業界の水質汚染物質排出基準」に基づいて策定されています。2つの分類方法は互いに補完し合い、一般的には生産プロセス廃水、冷却廃水、洗浄廃水、生活汚水、再生廃水などに分類されます。発酵廃水、化学合成廃水、抽出廃水、漢方薬廃水、生物工学廃水、混合調製廃水は、「医薬業界の水質汚染物質排出基準」に規定されている種類に属します。

2.2. 危険性。

どのような基準で医薬廃水を区別しても、医薬廃水は一般的に毒性、高濃度の有機物、複雑な組成を特徴としています。処理せずに直接水中に排出すると、「三芝」の有毒有害物質が水環境を危険にさらし、全体的な生態学的安全性を破壊するだけでなく、食物連鎖の強化を通じて人間の健康を危険にさらします。

の 逆浸透膜システム NEWater社が開発したこのシステムは、抗生物質、ビタミンC、生薬などの医薬品廃水を処理し、廃水中の浮遊物質や濁度を効果的に除去し、効率的に淡水化し、省エネ、排出削減を実現し、コストを削減します。

3. 製薬廃水への逆浸透処理の応用

3.1. 抗生物質医薬品廃水の逆浸透処理。

抗生物質医薬品廃水は、高彩度、高塩分、高有機物含有量、および複雑な成分という特徴があります。従来の物理的、化学的、および生物学的方法で処理された医薬品廃水は、産業排出基準を満たすことが難しいことがよくあります。膜技術は、その多くの利点のために多くの注目を集め、急速に台頭する新しい技術となっています。膜の性能の向上と装置コストの低下により、廃水処理と再利用においてますます重要な役割を果たしています。

NEWater社は、ある企業の抗生物質医薬品廃水の高度処理に、凝集-砂ろ過-精密ろ過-逆浸透の統合技術を採用しました。現場テストの結果は良好で、処理された廃水は排出基準を満たすだけでなく、再利用も可能です。

処理工程は、凝集-砂ろ過-精密ろ過-逆浸透であり、各処理ユニットは次のように説明されます。

• 凝固：元の水ポンプの出口パイプラインに凝固剤、凝固助剤、殺菌剤を加え、パイプラインミキサーを通過し、水槽に入り、ゆっくりと攪拌（反応段階）し、次に傾斜板沈殿槽に入り、水ポンプを通って中間水槽に当たります。
• 砂ろ過：凝集によって形成されたフロックや浮遊物質を捕捉します。
• 精密濾過: ポリフッ化ビニリデンで作られた 2 つの中空繊維精密濾過膜モジュールと単一のモジュール膜。

ニューウォーター 水ろ過 試験に使用した方法は外圧クロスフローろ過であり、逆洗は空気と水の二重洗浄を採用しています。1日1回、水酸化ナトリウム溶液による化学的に強化された逆洗を実施します。

• 逆浸透：ロール逆浸透コンポーネントは芳香族ポリアミド複合材料で作られています。逆浸透濃縮水は2つの部分に分割され、1つは逆浸透流入量に合わせて再流入し、もう1つは排出されます。

具体的なプロセスは以下のとおりです。原水ポンプ→ポリ硫酸鉄→ポリアクリルアミド→次亜塩素酸ナトリウム→ミキサー→沈殿槽→水ポンプ→中間水槽→水ポンプ→砂ろ過器→スケール防止剤→中間水槽→ブースターポンプ→ セキュリティフィルター → 高圧ポンプ → ROアセンブリ→RO水生成。ROコンポーネントとRO生成水の間でRO濃縮水が生成され、中間水タンクを循環することができ、他の部分は投与システムの洗浄水タンクを通過します。

NEWaterは、凝集、砂ろ過、精密ろ過、逆浸透の統合技術を採用して製薬廃水を徹底的に処理し、現場で2か月間の継続的なテストを実施して、テストシステムの安定性と機器の信頼性を総合的に検査しました。

凝集による浮遊物質、濁度、CODCrの平均除去率は、それぞれ86.6%、58.6%、32.9%でした。砂ろ過による濁度の平均除去率は46.3%です。適切な操作圧力と洗浄方法が決定されました。精密ろ過による濁度、CODCr、NH3-Nの平均除去率は、それぞれ98.4%、23.2%、31.8%でした。結果は、逆浸透の前処理として凝集-砂ろ過-精密ろ過を行うことで、生成された水質が逆浸透流入水の要件を満たしていることを示しています。

NEWaterが使用する2つのコンポーネントの総脱塩率、カルシウムおよびマグネシウムイオン除去率、CODCr除去率、硫酸塩除去率は、それぞれ> 97%、97%、95%、92%です。生成された水質は再利用の要件を満たしています。

3.2. ビタミン C 凝縮液の逆浸透処理

製薬業界は、国内外の環境保護計画における12の重点産業の1つに挙げられている、消費量が多く汚染が多い産業の1つです。この業界には、化学合成医薬品、バイオ医薬品、すぐに使用できる漢方薬の製造などが含まれます。濃縮蒸発操作は、母液中の溶解物質の濃度を高めて高価な材料を回収するためによく使用されます。濃縮蒸発装置は大量の蒸気を消費する必要があり、製品の総蒸気消費量の30%〜60%を占めています。生産プロセスの多くの場所で低圧蒸気が生成され、凝縮後に大量の凝縮水が生成されます。

現在、ほとんどの企業は凝縮水の一部のみを従来の洗浄水として使用し、残りの凝縮水は直接排出しているため、高品質の水の再利用は実現されていません。そのため、凝縮水の再生と再利用技術は、製薬業界で緊急に解決しなければならない共通の問題の一部です。

NEWater 逆浸透技術を主体とした同社の凝縮水高度処理設備は、逆浸透入水・出水のpH、導電率、TOCを監視・分析することで、逆浸透システムの運転安定性と、同様の製薬工場での導入推進の可能性を示しています。

ビタミンCプロセスの凝縮水処理フローは、原水→冷却プール（Ph調整）→セキュリティフィルター→一次RO→中間水槽→二次RO→生産水です。

逆浸透システムは、製薬業界の浄水として優れた処理効果があり、塩分とTOCの除去率はそれぞれ99.9%と99%を超えています。逆浸透膜の洗浄も実用的で効果的であり、プロジェクトの運用サイクルを大幅に延長し、コストを節約します。そのため、経済的および環境的メリットが大きく、ビタミンC生産における凝縮水再利用プロセスを逆浸透で処理することは実現可能です。

3.3. 原薬廃水の逆浸透処理

多くの原薬会社は主に原薬、無菌原薬、薬物中間体の生産と製造に従事しており、その廃水は成分が複雑で、水質と水量の変化が大きく、色度が高く、生化学的分解が難しいという特徴があります。もともとは主にAOO + MBRプロセスで処理されており、排水は再生水再利用基準を満たすことができませんでした。

水質基準を改善し、廃水排出ゼロを達成するために、NEWaterは、再生水の特性に応じて、再生水再利用の主な処理ソリューションとして逆浸透を選択しました。 MBR排水、および該当する 逆浸透膜 は、防汚膜です。このプロセスで廃水を処理した後、工場用水として使用できる大量の高品質の再利用水（約85%）が生成され、スラグフラッシングに使用できる少量の濃縮水（約15%）が生成され、これにより「ゼロエミッション」が実現され、原薬廃水の省エネと排出削減が実現されます。

逆浸透再利用プロセスの後、MBR排水からの元の製薬廃水のSS、COD、導電率は適切に制御され、SDI < 3を確保できます。逆浸透の第2段階からの濃縮水はスラグのフラッシュに使用され、廃水の排出ゼロを実現します。

逆浸透膜による医薬品廃水の再利用のプロセスフローは以下のとおりです。MBR排水→MBR清浄水タンク→オゾン発生器→ 活性炭フィルター  → 清水タンク → 活性炭フィルター → フィルタータンク → 一次逆浸透 → 中間水タンク → 二次逆浸透 → 純水タンク → 再利用。 逆浸透の 1 つのセクションは純水タンクを直接通過でき、その間に逆浸透の 2 番目のセクションはスラグ洗浄用の濃縮水を生成します。

長期間の運転後、逆浸透膜には有機物や無機塩の汚れなど、洗浄が困難な汚れが蓄積し、逆浸透膜の性能が低下します。このような汚れは、逆浸透膜の性能を回復するために化学薬品で洗浄する必要があります。

逆浸透システムは 2 段階で構成され、システムの回収率は 85% です。主なパラメータは次のとおりです。

• フロント中央、ブースターポンプ、フィルター給水ポンプ。
• セキュリティフィルターは、主にフィルター排水中の浮遊物質を遮断し、逆浸透膜の安全な動作を確保します。
• 逆浸透ユニットは水中のほとんどの塩分を除去します。防汚膜エレメント、システム回収率は 85% です。排水品質: SDI ≤ 3、流入濁度 ≤ 1 NTU、脱塩率 > 95%。

NEWater デバッグ後、逆浸透を主工程とするゼロエミッションシステムは正常に稼働しています。 正常運転後、洗浄サイクルに入ると、水収量は8%減少しました。 対応するフィラーを交換した後、前処理された水質は安定しています。 2段目のシステムは、1段目のシステムの濃縮水を処理するときにスケール抑制剤の量が相対的に増加するため、洗浄サイクルが長くなります。 この期間中、水質は安定しており、工業用水基準と要件を満たし、ゼロエミッションを実現できます。

NEWater 開発された廃水高度処理システムは、原薬生産における廃水処理のゼロエミッションを実現し、廃水排出汚染を削減できるだけでなく、大量の水資源を節約し、省エネと排出削減を実現し、同時にコストを削減できます。

製薬廃水処理で困難に直面した場合は、NEWater社にご連絡ください。当社は製薬廃水用の総合的な逆浸透処理システムを提供し、廃水中の浮遊物質と濁度を効果的に除去し、効率的に淡水化し、省エネと排出削減を実現し、コストを削減します。