Диссертация (1173071), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Источникиобразования, особенности обращения и очистки.На рисунке 1.3. представлена стандартная технологическая схемапроизводства твердых лекарственных средств. Цикл производств состоит изнескольких последовательных стадий. Концентрации и количества стоков,образующихся на каждой стадии, определяются долей потерь АФС в процессепроизводства. Основные потери таблеточных форм происходят при помывкеоборудования на стадиях смешения, экструзии, сушки и таблетирования.Суммарные потери составляют около 4,5-5%, что соответствует концентрацииАФС в сточных водах 1 г/л таблеточной массы непосредственно с помывкиоборудования или 0,5 г/л со всего производственного участка (с учетом другихпроизводственных нужд).Общий объем сточной воды со всего производственного участкаплощадью около 300 м2 варьируется от 4 до 6 м3/сут, в зависимости оттехнологических процессов мойки оборудования [40].Как видно из представленных данных, концентрации фармацевтическихвеществ в сточных водах от одной производственной линии довольнозначительны и на несколько порядков превышают концентрации в сточныхводах, направляемых на стандартные муниципальные очистные сооружения[41].
Основным способом доведения концентрации фармацевтических веществдо предельно допустимой является их разбавление. Однако, как уже былоуказано выше, данный способ эффективен только с точки зрения соблюдениятребований законодательства, но никак не решает проблему накопленияфармацевтических веществ в биосфере, так как муниципальные очистныесооружения плохо справляются с очисткой даже разбавленных стоков, особенносодержащих в своем составе антибиотики [41-42].В этой связи особый интерес вызывает исследование и разработка методовочистки сточных вод, способных справляться с высокими концентрациямизагрязняющих фармацевтических веществ.12Склад основного ивспомогательного сырьяВспомогательное сырьеАФСПолучениегранулВзвешивание ипросеивание сырьяСмешениеЭкструзияФасовка,упаковкаПолучениетаблетокСушкаТаблетирование икалибрование таблетокСклад первичнойи вторичной упаковкиПотери0,1%Потери1,00%Потери1,00%Потери1,00%Потери1,5%Фасовка таблеток вблистеры / Упаковка вовторичную и групповуюупаковкуГотовая продукцияЦентральный складЗона хранения готовойпродукцииВ канализациюРис.
1.3. Технологическая блок-схема производства твердых лекарственныхсредств [40]131.3. Способы очистки сточных вод от фармацевтических препаратовВне зависимости от структуры АФС процесс их деструкции будет зависетьот физико-химических характеристик веществ и основных (базовых) механизмовразложения. При этом широкий спектр выпускаемых лекарственных средствсущественно затрудняет поиск универсального способа их удаления из стоков.Для очистки сточных вод от фармацевтических препаратов возможноиспользование различных методов [1, 43].
В большинстве случаев их можноусловно разделить на две группы:- традиционные методы - биологическая очистка, химические методыочистки, основанные на использовании одного окислителя, физико-химическиеметоды очистки, основанные на использовании одного вида воздействия;- усовершенствованные методы - методы очистки, основанные насовокупном действии нескольких веществ / факторов.При этом фармацевтическое средство либо извлекается из раствора(процессы на основе физического переноса), либо разрушается на фрагменты(частично или полностью минерализуется).1.3.1 Традиционные методы очистки сточных водБиологическая очисткаКак уже было отмечено выше, биологические очистные сооружения вбольшинстве случаев малоэффективны при удалении фармацевтическихвеществ и их метаболитов, это объясняется высокой стойкостью изучаемыхсоединений к процессам биоразложения [20, 13].Помимо этого, некоторые АФС, в особенности антибиотики, являютсятоксичными для бактериальной составляющей активного ила [44].Другиесоединения,например,тетрациклин[45],способныадсорбироваться на твердой фазе активного ила в неизменном виде, что снижаетобщую эффективность работы очистных сооружений.Соответственно,принимаявовниманиевысокиеконцентрации14загрязняющих веществ в сточных водах фармацевтических предприятий,использование процессов биоразложения возможно только на стадии доочисткипосле обязательной стадии инактивации поллютантов.Традиционные физико-химические методы очисткиК данным методам относится флотация, коагуляция, мембранные методыочистки, сорбция и УФ-обработка.Флотация и коагуляция.Флотацияикоагуляциянеспособныэффективноудалятьфармацевтические субстанции из воды.
Вероятной причиной этого являетсянизкая гидрофобность низкомолекулярных лекарственных препаратов, а такженизкая степень адсорбции на образовавшихся хлопьях [46, 47].Данныепроцессымогутбытьпримененытольконастадиипредварительной очистки для удаления других возможных загрязнителей [48,49].Мембранные процессы.Другим методом удаления лекарственных средств является очистка воды спомощью мембранных процессов (микро- и ультрафильтрация) [50]. Стоитотметить, что в данных процессах размер пор мембраны в 100 или 1000 разбольше, чем молекулы АФС, соответственно они могут проникать черезмембрану, делая данный метод неэффективным [51].
В последнее время большоевнимание уделяется процессам нанофильтрации и обратного осмоса [52]. Хотянанофильтрация и обратный осмос описываются как потенциально эффективныеспособы для удаления лекарственных средств из сточных вод, обезвреживаниеконцентрата, который содержит АФС, является большой проблемой [52].Сорбционная очистка.Большой объем научных работ посвящен использованию различныхсорбентов для удаления активных фармацевтических субстанций из сточныхвод.15В работе [53] показана высокая эффективность адсорбентов на основемагнитных смол Q80 и Q100 в процессе удаления тетрациклина из модельныхрастворов.Исследования Liu и др. [54] показали возможность использованияприродного минерала палыгорскита для эффективной сорбции тетрациклина изсточных вод.В другом источнике [55] рассмотрен процесс сорбции ампициллина измодельных и реальных стоков на природном и органо-модифицированномбентоните.Модификацияприродногобентонитапозволилаувеличитьэффективность сорбции с 60 до 90 % (реальные сточные воды).
Был сделан выводо целесообразности использования органо-модифицированного бентонита вкачестве сорбента для очистки сточных вод от антибиотиков.В исследованиях некоторых ученых рассмотрена возможность примененияактивированных углей в качестве сорбентов для очистки сточных вод отразличныхфармацевтическихвеществиихпроизводных[56-59].Активированные угли, полученные из различного сырья, показали своювысокую эффективность в процессах сорбции. Однако в большинстве работотмечалось, что общей проблемой использования активированных углей вкачестве сорбента является сложность их отделения от очищаемой воды [56, 60].Предложено несколько путей сепарации, такие как седиментация, котораятребует дополнительных осаждающих агентов, или мембранная фильтрация,которая требует дополнительных затрат энергии [56, 60].
Кроме того, стоимостьактивированного угля, даже полученного из органических отходов, достаточновысока [57].Общим недостатком для всех методов сорбционной очистки является тотфакт, что в большинстве своем они относятся к методам физического переноса.Тоесть,несмотрянато,чтоданныеметодыпозволяютудалитьфармацевтические соединения из сточных вод, они не способны обеспечить ихинактивацию (вещества, как правило, сорбируются в неизменном виде). Такимобразом,применениесорбционныхметодовтребуютразработки16дополнительных решений по регенерации сорбента и инактивации АФС [53].В этой связи определенный интерес вызывает использование сорбентовдля концентрирования загрязняющих веществ перед эффективными методамиочистки, такими как сверхкритическое окисление или высокотемпературноесжигание [61].
Стоит, однако, отметить, что в данном случае, в качествесорбентов должны быть применены максимально дешёвые вещества природногопроисхождения [62], так как указанные выше методы, предполагаютбезвозвратное разрушение сорбентов в процессе очистки.Традиционные окислительные (химические) методы.Самая большая группа методов очистки сточных вод основана наминерализации органических поллютантов под действием окисляющего агента.Приполнойминерализацииорганическоевеществопроходитрядпромежуточных стадий, в зависимости от исходного строения, с образованием вконечном итоге оксидов углерода, водорода, азота, серы и других элементов,содержавшихся в исходном соединении.Большинствотрадиционныхокислительныхметодов(методысиспользованием одного окислителя) неэффективны для обработки сточных вод,содержащихбионеразлагаемыеитрудноокисляемыеорганическиезагрязняющие вещества, к которым относится большинство фармацевтическихпрепаратов [20, 63].Одним из немногих традиционных окислительных методов, нашедшихприменение в сфере очистки стоков предприятий, производящих лекарственныесредства, является окисление сточных вод кислородом воздуха.Данный процесс заключается в термической обработке определённогообъема сточных вод с испарением воды и полной минерализацией всехорганических поллютантов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
