Экология/2.Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон.

Семенова О.А.

Національний університет харчових технологій, Україна

Удосконалена технологія очищення стічних вод фармацевтичних підприємств

На сьогоднішній день фармацевтична галузь виступає як один із важливих секторів світової економіки. В усьому світі збільшується кількість лікарських засобів та продуктів їх метаболізму, які забруднюють водні ресурси планети. Дані забруднювачі попадають у річки, а потім – у питну воду. Будівництва та реконструкція заводів з виробництва лікарських препаратів відбувається швидкими темпами і, якщо взяти до уваги, що більшість з них розташовані у великих містах , то виникає актуальна проблема очищення їх стоків [2].

Фармацевтичні стічні води дуже складні за своїм змістом. Визначити, які речовини і в якій кількості присутні в них, неможливо. Стоки виробництва медичних препаратів представляють собою складні колоїдні системи, які містять високі концентрації органічних забруднень, стабілізованих поверхнево-активними речовинами (ПАР), як природнього (білки, жирні кислоти), так і синтетичного походження. Якщо при виробництві лікарських препаратів використовуються токсичні сполуки, то стічні води повинні очищатись на локальних очисних спорудах. Після таких споруд в навколишнє середовище надходять тільки речовини, які піддаються біологічному розкладу [2].

Спосіб очищення стоків обирається в залежності від того, які лікарські препарати виготовляються на даному фармацевтичному заводі, на якій стадії виробництва утворюються стічні води і які фізико-хімічні характеристики вони мають.

Вибір ефективної технології очищення стічних вод фармацевтичного виробництва є проблемою. Фармацевтичні препарати, які надходять у стоки, іноді мають стійкість до біологічної деструкції, і навіть можуть інгібувати біологічну активність мікроорганізмів активного мулу.

Теоретичні дослідження свідчать, що основною теорією кінетики реакцій біологічного окиснення субстратів являється кінетика ферментативних реакцій. Міхаеліс і Ментен виклали свою теорію загального механізму ферментативних реакцій:

E + S ES E + P (1), де

R + 1, R – 1, R + 2 – константи швидкості відповідно прямої реакції, зворотної реакції та розпаду фермент-субстратного комплексу.

Вони, використовуючи закон діючих мас, описали залежність початкової швидкості ферментативної реакції від концентрації субстрату наступним рівнянням:

V = (2), де

V_max – максимальна швидкість ферментативної реакції;
S – концентрація субстрату;

R_s = – константа розпаду фермент-субстратного комплексу.

Найбільш ефективним способом очищення стоків хіміко-фармацевничних підприємств є застосування мембранного біореактора з зануреними керамічними мембранними модулями. Даний реактор здатен реагувати на зміну кількості і якісного складу стічних вод [1].

Основними технологічними характеристиками мембран біореактора є величина селективності і проникності.

Селективність мембран повинна забезпечувати утримання активного мулу в мембранному біореакторі.

Можливим є використання з цією метою мембрани компанії Genos. Технічні характеристики таких мембран наступні [3]:

Робочий розмір пор – 0,07 – 0,2 мкм;

Селективність (бактерії) – 99%;

Площа фільтрації – 0,1 м²;

Маса – 1,7 кг;

Температура – від 15 до 90 °С.

Для регенерації керамічних мембранних модулів доцільно використовувати зворотну продувку повітря.

На основі вивчення кінетики окиснення стічних вод підприємств по виробництву лікарських препаратів можливо встановити загальний принцип для розрахунку часу окиснення забруднень даних стоків. Також необхідно визначити зміни величини проникності і величини потоку фільтрату зануреного керамічного мембранного модуля в умовах роботи з активним мулом при різних видах регенерації пор мембран.

Велике значення для роботи мембранного біореактора має залежність потоку фільтрату мембран зануреного керамічного мембранного модуля від дози активного мулу, трансмембранного тиску і заданої величини фільтрату в умовах використання регенерації.

Література

1. Хенце М. Очистка сточных вод. Биологические и химические процессы./ М. Хенце [кдр]; пер. с англ. Г.М. Мостовой. – М.: Мир, 2006. – 480 с.

2. Швецов В.М. Преимущества биомембранных технологий для биологической очистки стоков. / В.М. Швецов, К.М. Морозова, А.В. Киристаев // Экология производства, 2005. – № 11. – С. 76-80.

3. Chang C.Y. – Pharmaceutical wastewater treatment by membrane bioreactor process o case stady in Southern Taiwan / C.Y. Chang, I.S. Chang, S. Vignswaran // Desalination. 2008. – Vol. 234. – p. 393-404.