تتميز مياه الصرف الصحي في صناعة المستحضرات الصيدلانية بتنوع هائل من حيث التدفق والتكوين ، والمعايير التي تعتمد على عوامل مثل نظام الإنتاج ، والمعالجة المحددة التي يتم تنفيذها ، والأنشطة التي تولد مياه الصرف الصحي وما إلى ذلك. كل هذه المتغيرات تعني أن تلوث التدفق النهائي يمكن أن يكون متنوعًا ومتغيرًا بمرور الوقت. بشكل عام ، تحتوي مياه الصرف الصحي هذه على:
- نسبة عالية من المواد العضوية ، والتي يكون جزء كبير منها مادة عضوية قابلة للتحلل بسهولة (كحول ، كيتونات ، إلخ).
- المركبات العضوية القابلة للتحلل ببطء والمواد المقاومة للصهر (المركبات العطرية ، الهيدروكربونات المكلورة ، إلخ).
- المركبات المثبطة والسامة (المضادات الحيوية).
- الصابون والمنظفات ذات المواد الخافضة للتوتر السطحي.
يتم إنتاج أكبر حجم من المياه العادمة أثناء غسل المعدات في نهاية عملية الإنتاج. هناك أيضًا مساهمات أخرى ذات حجم أصغر وتلوث من تنقية المياه المستخدمة (رفض التناضح العكسي وتجديد راتنجات التبادل الأيوني) ، وتنظيف المرافق ، والنفايات السائلة المختبرية ، إلخ.
ستعتمد أفضل التقنيات لمعالجة مياه الصرف الصحي في صناعة الأدوية على كل حالة محددة ، نظرًا لتنوعها الكبير والمجموعة الواسعة من المركبات الممكنة المختلفة. فيما يلي تحليل للتقنيات التي قد تكون الأكثر تنافسية ، بناءً على عوامل مختلفة ، مع الإشارة في كل حالة إلى مزاياها ونقاط ضعفها:
العملية البيولوجية للحمأة المنشطة
على الرغم من أنها العملية الأكثر تنافسية عندما يتعلق الأمر بالمياه العادمة التي تحتوي على مواد عضوية قابلة للتحلل بسهولة ، نظرًا لاحتمال وجود مركبات مثبطة وسامة للكتلة الحيوية ، فضلاً عن انخفاض قابلية التحلل البيولوجي لبعض النفايات السائلة المنتجة ، إلا أنها ليست العملية الموصى بها. ومع ذلك ، إذا كان التلوث قابلاً للتحلل ، فهي عملية بسيطة وفعالة.
معالجة مع الكتلة الحيوية الثابتة على السرير المتحرك (MBBR)
عندما تتوافق مياه الصرف الصحي مع المعالجة البيولوجية ويكون محتوى المادة العضوية مرتفعًا ، فإن MBBR هي بلا شك الخيار الأكثر كفاءة. تتكون هذه التقنية من نمو الكتلة الحيوية ، في شكل غشاء حيوي ، على دعامات بلاستيكية في حركة مستمرة داخل المفاعل البيولوجي. تحتوي هذه الدعامات على مساحة سطح محددة عالية لكل وحدة حجم ، وهو عامل يجعل من الممكن تنمية كمية أكبر من الكتلة الحيوية لكل وحدة حجم مما في حالة المفاعلات التقليدية. من ناحية أخرى ، لا تمثل MBBRs مشاكل انسداد السرير بسبب النمو المفرط للكتلة الحيوية التي توفرها أنظمة السرير الثابت ، ومقارنة بالنظام التقليدي ، فهي نظام أكثر كفاءة إلى حد كبير لأن البيوفيلم الذي يتشكل على جدران يتميز الدعم بفعالية أكبر من الكتل البيولوجية. بالإضافة إلى ذلك ، مع الأخذ في الاعتبار أن جسيمات الدعم لها مساحة سطح محددة عالية ، فإن مفاعلات MBBR لها حجم أصغر بكثير من مفاعلات الحمأة المنشطة. ميزة إضافية أخرى هي أنه يمكن تقسيم العملية إلى مراحل مختلفة وفي كل منها ستنمو كتلة حيوية محددة تتكيف مع الحمل الملوث للغذاء الحالي. تسمح هذه المرونة بتحلل المزيد من المركبات الثابتة. هذه التقنية قابلة للتطبيق فقط عندما يكون التلوث قابلاً للتحلل.
المبخرات الفراغية بضغط البخار الميكانيكي
عندما يكون تلوث مياه الصرف معقدًا وتكون العملية البيولوجية غير قابلة للتطبيق (وجود مركبات ثابتة أو مثبطة أو سامة ، وقابلية منخفضة للتحلل البيولوجي ، وما إلى ذلك) أو تكون طبيعتها متغيرة للغاية بمرور الوقت ، فإن تبخر الماء عن طريق الضغط الميكانيكي للبخار يكون فعالًا للغاية ، خيار قوي وبسيط وبأسعار معقولة بتكلفة منخفضة للطاقة. يتم ضغط البخار ميكانيكيًا لزيادة درجة حرارته وبالتالي الحصول على بخار شديد السخونة ، والذي ، من خلال مبادل حراري ، يتخلى عن طاقته لتسخين الماء ليتبخر بينما يتكثف البخار نفسه. عند العمل تحت التفريغ ، تتراوح درجات حرارة الغليان والبخار من 60 درجة مئوية إلى 90 درجة مئوية.
يتجاوز هذا البديل الهدف البسيط المتمثل في معالجة النفايات السائلة بشكل مُرضٍ ، لأنه يحول مجرى المياه العادمة إلى بقايا فطيرة مركزة (تقليل كمية النفايات المتولدة) ومياه نظيفة ، والتي يمكن تكييفها لإعادة الاستخدام ، وبالتالي الوصول إلى سيناريو الاستدامة الأمثل الذي يتكون من صفر تفريغ.
عملية الهضم اللاهوائي
في تلك الحالات التي تحتوي فيها مياه الصرف الصحي على تركيز عالٍ من المواد العضوية القابلة للتحلل ولا توجد مواد سامة أو مثبطة ، يمكن أن تكون معالجة المياه العادمة من خلال عملية الهضم اللاهوائي فعالة واقتصادية. كونها لا هوائية ، لا يقتصر الأمر على توفير تهوية العملية فحسب ، بل يتم توليد الغاز الحيوي ، والذي يمكن تحويله بسهولة نسبيًا إلى طاقة حرارية وكهربائية.
عمليات الأكسدة المتقدمة
عندما تحتوي مياه الصرف الصحي على تركيز عالٍ من المركبات الثابتة (مستقرة كيميائيًا جدًا) أو المواد السامة ، فإن الحالات التي تشير إلى قابلية تحلل حيوي منخفضة جدًا ، تصبح العمليات الأكثر كثافة في تدمير الملوثات ضرورية أكثر. تشير الأكسدة المتقدمة إلى مجموعة واسعة من التقنيات التي تعتمد في الغالب على توليد جذور الهيدروكسيل أو على مساهمة الطاقة اللازمة لتدمير جزيء الملوث. هذه التقنيات تنافسية بشكل خاص لإزالة الهيدروكربونات المهلجنة (البنزين والتولوين والفينول وما إلى ذلك) والمنظفات والأصباغ وما إلى ذلك. من بين مجموعة واسعة من التقنيات المتاحة ، الأكثر شيوعًا هي الأكسدة الكهروكيميائية ، والأوزون التحفيزي ، والأكسدة الأنودية ، والجمع بين الأشعة فوق البنفسجية وبيروكسيد الهيدروجين ، وكاشف فينتون ، والتحفيز الضوئي. تتميز جميعها بكونها تقنيات قادرة على التخلص من الأحمال العالية والقدرة على مهاجمة أي ملوث ، وذلك بفضل طبيعتها غير الانتقائية. ومع ذلك ، فهذه تقنيات باهظة الثمن ، مما يعني أنها مخصصة لتلك الحالات التي يكون فيها التدمير الكيميائي للملوث هو الحل الوحيد.
كخلاصة ، تجدر الإشارة إلى أنه عندما تكون الملوثات عضوية وقابلة للتحلل البيولوجي بسهولة ، يمكن أن تكون العملية باستخدام الكتلة الحيوية الثابتة على السرير المتحرك (MBBR) والعملية اللاهوائية خيارًا جيدًا. عندما تكون العملية البيولوجية غير قابلة للتطبيق ، يكون التبخر بالفراغ خيارًا قويًا وفعالًا ومتعدد الاستخدامات وتنافسيًا. تقنيات الأكسدة المتقدمة ، على الرغم من كفاءتها العالية وعدم الانتقائية ، ستكون محجوزة للتطبيقات التي يكون فيها التدفق المراد معالجته منخفضًا بسبب التكاليف الاقتصادية التي تنطوي عليها. بشكل عام ، سيعتمد خيار العلاج الأمثل على كل حالة وسيكون تعاون شركة خبيرة ضروريًا لدراسة وتصميم عملية العلاج الأنسب لكل حالة.