Are you interested?
Farmaceutska industrija

Sustavi za tretman mikropollutanata i farmaceutskih tvari

Globalna upotreba farmaceutskih proizvoda raste stalno posljednjih desetljeća, a ukupna potrošnja predviđa se da će nastaviti rasti u nadolazećim godinama. Ovaj porast pokreće niz faktora, uključujući sve veće globalno natjecanje koje je ublaženo istekom patenata i porastom generičkih lijekova, uvođenjem novih proizvoda i mnoge druge razloge. Sve to rezultira povećanjem koncentracija farmaceutskih ostataka u našim otpadnim vodama. To predstavlja veliki izazov za upravljanje otpadnim vodama diljem svijeta u pogledu rješavanja potencijalnih utjecaja tih farmaceutskih ostataka na kvalitetu vode za piće, ekosustav te zdravlje ljudi i drugih živih organizama.

Suvremene tehnologije tretmana koje se koriste u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda obično nisu prikladne za uklanjanje kemijskih zagađivača stabilnih na mikroorganizme, a procjena učinkovitosti uklanjanja koja se danas primjenjuje nije potpuna. Farmaceutski ostaci i druge nove tvari prolaze kroz moderna postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda i završavaju u prijemnim vodama i mulju.

Tvari poput antibiotika (npr. amoksicilin i ciprofloksacin), beta blokatora te lijekova poput morfina i kodeina teško je, a često i nemoguće obraditi u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda zbog njihovih složenih kemijskih struktura. Takve tvari imaju štetan učinak na ribe, biljke i cijele ekosustave te se nakupljaju tijekom vremena zbog svojih ne-biorazgradivih karakteristika.

Mellifiq nudi više od 20 godina iskustva u implementaciji naprednih oksidacijskih rješenja i tehnologija u tretmanu vode za širok spektar industrija, općina i vladinih organizacija. Naša inovativna rješenja, koja kombiniraju ozon i konvencionalne tehnologije, idealna su za tretman vode i zraka u proizvodnim procesima, kao i za tretman ispuštenih otpadnih voda.

Naš cilj je ponuditi učinkovitije i održivije rješenje koje će vam pomoći poboljšati profitabilnost vašeg poslovanja i kvalitetu izlaznog proizvoda. Smanjenjem vaših troškova energije, također ćete automatski smanjiti ekološki utjecaj vašeg proizvodnog pogona.

Zdravstveni rizik koji se može eliminirati

Mogu li se farmaceutski ostaci učinkovito i održivo ukloniti?

A diclofenac compound

Diklofenak

A prozac compound

Prozac

A naproxen compound

Naproxen

An ibuprofen compound

Ibuprofen

An acetaminophen compound

Acetaminophen

A tetracycline compound

Tetracycline

Da, mogu

Lijekovi poput antibiotika, analgetika i antiseptika koji se koriste za očuvanje zdravlja također imaju štetne, ekološke nuspojave.

Velik dio konzumiranih lijekova neizbježno je utjecao na našu okolinu tijekom dužeg vremenskog razdoblja. Sada je moguće zaustaviti nakupljanje mikroonečišćiva kroz učinkovito uklanjanje aktivnih farmaceutskih sastojaka (API).

Paralelno, svjetske privatne i javne inicijative poduzimaju korake kako bi potaknule trenutni razvoj u neutraliziranju štetnih emisija mikroonečišćiva.

Mellifiq je globalna inženjerska tvrtka koja se specijalizira za implementaciju najučinkovitijih metoda tretmana za uklanjanje API-a za postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda i farmaceutsku industriju.

 

Predstavljamo našu tehnologiju, inženjersku stručnost i konzultantske usluge potrebne za pružanje najisplativijeg i energetski najučinkovitijeg rješenja.

Samo mali dio aktivnih farmaceutskih sastojaka (API) može se ukloniti tradicionalnim tehnologijama, što dovodi do štetnih učinaka na floru, faunu i na kraju ljude.

Jeste li znali

U Švedskoj koristimo više od 1.000 različitih aktivnih tvari u oko 7.600 različitih lijekova. Osim toga, postoji otprilike isti broj pomoćnih tvari i mnoge vrste pakirnih materijala. Većina novih lijekova koji su odobreni za prodaju u Švedskoj su nove formulacije već poznatih i korištenih tvari. Novi spojevi, međutim, pojavljuju se svake godine.

Obično prisutni farmaceutski ostaci

Pregled najčešće prisutnih aktivnih mikroonečišćiva u otpadnim vodama:

A paracetamol compound

Paracetamol

Paracetamol (N-acetil-4-aminofenol) je skupina lijekova (npr. Alvedon) koja se nalazi u blagim analgeticima ili nesteroidnim protuupalnim lijekovima koji se prodaju u velikim količinama. Često se koriste za smanjenje simptoma boli i groznice. Predviđena godišnja svjetska proizvodnja paracetamola je oko 145.000 tona. Molekula paracetamola sastoji se od jezgre benzenskog prstena, koji je zamijenjen jednim hidroksilnim grupom i dušičnim atomom iz acetamida. Više informacija o degradaciji paracetamola primjenom ozonskog tretmana može se pronaći u nastavku.

A codeine compound

Kodein

Kodein (3-metilmorfin) je narkotički lijek (npr. Oramorph) koji se koristi za liječenje umjerene boli i kašlja. Sastoji se od aromatskog prstena i kvaternarnog ugljikova atoma koji je povezan s tercijarnom aminskom grupom preko dva druga ugljikova atoma. Ova kemijska karakteristika također je poznata kao pravilo morfina. Molekula se sastoji od ukupno pet prstenova, od kojih su tri u istom ravnini.

A diclofenac compound

Diklofenak

Diklofenak 2-(2,6-dikloroanilino)fenilacetska kiselina je nesteroidni protuupalni lijek (npr. Voltaren) koji je lako dostupan u ljekarnama, a svake godine se širom svijeta prodaju stotine tona. Sastoji se od dva susjedna aromatska prstena, od kojih jedan nosi karboksilatnu grupu, a drugi fenil prsten, koji je okomit na vrh aromatskog prstena s dvije orto-kloro skupine.

A propofol compound

Propofol

Propofol (2,6-bis(1-metiletil)fenol) je stabilna molekula i intravenozni anestetik koji se koristi za održavanje opće anestezije (npr. Propoven). Propofol se sastoji od benzenskog prstena i izopropil grupe. Propofol, poput drugih gore spomenutih spojeva, učinkovito se razgrađuje do razina ispod detekcije uz pomoć ozonskog tretmana. Propofol je osobito pokazao reakciju prvog reda u tipičnom otpadnom vodnom ispuštu iz farmaceutske industrije.

Potential pharmaceuticals present in wastewater

Glavni izvori farmaceutskih ostataka

Bolnice

Farmaceutski proizvodi mogu se naći u prirodnim vodama kao rezultat ispiranja preostalih proizvoda u privatnim kućama, ali glavni izvor su bolnice. Stoga bi tehnologija ozona trebala biti razmotrena za poboljšanje učinkovitosti sustava za pročišćavanje otpadnih voda u bolnicama ili kao tercijarna obrada u postrojenjima za pročišćavanje komunalnih otpadnih voda. Utvrđeno je da bolnice doprinose oko 20% farmaceutskog opterećenja u kanalizacijskim tokovima, kako je izvještio EU projekt PILLS.

Farmaceutska industrija

U farmaceutskoj industriji mogu se poduzeti mjere za eliminaciju farmaceutskih ostataka iz otpadnih voda proizvodnog procesa. Industrija je glavni izvor farmaceutskih mikropolutanata koji se mogu identificirati u postrojenjima za pročišćavanje komunalnih otpadnih voda. Povećava se zahtjev za proizvođačima da eliminiraju farmaceutske ostatke prije ispuštanja otpadnih voda iz proizvodnog procesa.

Metode za obradu farmaceutskih ostataka

Danas postoje brojne tehnike koje mogu djelovati kao dopuna sekundarnom biološkom tretmanu koji se nalazi u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda.

Praškasti aktivni ugljen (PAC)

PAC djeluje kao učinkovit filter za mikropolutante i može se koristiti kao tercijarna faza obrade u postrojenju za pročišćavanje otpadnih voda. Može ukloniti do 86% farmaceutskih ostataka adsorpcijom i ne samo da transformira ciljne tvari, već ih i uklanja.

UV

UV je isplativ način obrade bistrih otpadnih voda, ali ima ograničenu sposobnost razgradnje farmaceutskih ostataka. Kako izvještavaju Kovalova, et al. (2013) u prosjeku se može ukloniti 33% mikropolutanata primjenom ove tehnologije. UV može učinkovito ukloniti ICM primjenom visokih doza, poput Diatrizoate-a i Iopamidol-a.

Obrada ozonom

Ozon je snažan oksidacijski agens koji učinkovito razbija kemijske veze u složenim molekulama, što ga čini učinkovitim metodom za uklanjanje farmaceutskih ostataka u otpadnim vodama. Ozon se također može koristiti u naprednim oksidacijskim procesima (AOP) kako bi se potaknula formacija radikala, uz prirodnu formaciju tijekom reakcija ozona. Pokazalo se da se uz pomoć ozona može ukloniti do 100% farmaceutskih mikropolutanata. Uobičajeni raspon primjene je od 0,3 do 1,2 g O3/g DOC (otopljeni organski ugljik) prema Barasel, et al. (2015).

Mellifiq ima više od 20 godina iskustva u naprednim oksidacijskim procesima i proveo je veliki broj projekata s 100% uklanjanjem farmaceutskih ostataka u procesnim vodama. Slika u nastavku prikazuje stvarno razgrađivanje uobičajenog farmaceutskog ostatka pomoću ozona i AOP procesa.

Uništavanje farmaceutskih tvari ozonom

Chart showing the effectiveness of using ozone on pharmaceuticals
Ozon je vrlo učinkovit protiv većine farmaceutskih tvari koje se nalaze u otpadnim vodama iz proizvodnog procesa i u postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda.

Liječenje farmaceutskih ostataka ozonom.

U Europskoj uniji (EU) registrirano je oko 100.000 različitih kemikalija. Od tih 100.000, oko 30.000 se distribuira u velikim količinama, pri čemu se svaka od njih distribuira u količinama od oko jedne tone godišnje ili više za ljudsku potrošnju. Tijekom proizvodnje, odlaganja i nakon redovite uporabe, značajan dio tih aktivnih tvari (mikropolutanata) neizbježno ulazi u vodno okruženje.

Farmaceutske tvari jedna su od najvažnijih kategorija novih kontaminanata u procesima pročišćavanja vode i imaju izravan utjecaj na ljudsko zdravlje i ekosustav. Izvori farmaceutskih tvari uključuju ostatke stoke, otpadne vode iz bolnica, akvakulturu i ispuštanje iz kućnih i industrijskih otpadnih voda. Među njima je pročišćavanje otpadnih voda postalo sve teže zbog nekoliko razloga, uključujući:

  • Ispuštene otpadne vode sadrže skupine mikropolutanata (tj. farmaceutskih aktivnih tvari) koje su otporne na biološke procese pročišćavanja otpadnih voda. To je zbog složenih molekulskih struktura tih spojeva.
  • Stroge regulative o granicama ispuštanja otpadnih voda

Neobrađeni farmaceutski ostaci potiču rastuće probleme s bakterijama otpornih na antibiotike.

Liječenje mikropolutanata u Općini Kungsbacka

Metode za liječenje farmaceutskih ostataka kod proizvođača: prednosti i izazovi.

Metoda Prednosti Izazovi
Sagorijevanje procesnih otpadnih voda koje sadrže mikropolutante Liječenje provedeno na licu mjesta. Nema troškova za transport i rukovanje od strane treće strane. Liječenje provedeno na licu mjesta. Nema troškova za transport i rukovanje od strane treće strane.
Uništavanje izvan lokacije. Transport u treću tvrtku za reciklažu. Planirani prijevoz i uništavanje obavljeni od strane treće strane. Vrlo visoki troškovi. Naknade i troškovi povezani s rukovanjem treće strane. Potrebni su spremnik za pripremu i rukovanje procesnim vodama između sakupljanja procesnih voda.
Liječenje ozonom farmaceutskih ostataka. Liječenje provedeno na licu mjesta i po potrebi. Površina sustava manja od 4 m². Manje rukovanja neobrađenim procesnim vodama. Vrlo niski operativni troškovi. Vrijeme povrata ulaganja 0,5 - 2 godine, ovisno o protoku i tvari. Sigurna uporaba. Nova mehanička instalacija, ali s malom površinom.

Tehnologija ozona pruža troškovno učinkovitu alternativu tradicionalnom uništavanju spaljivanjem. Mellifiq koristi inženjerske sustave Ozonetech RENA CIP ili RENA AOP za razgradnju ovih mikropolutanata, čime se štedi velike iznose operativnih troškova povezanih s uništavanjem. Slika ispod prikazuje procjene operativnih troškova, uspoređujući grijanje i isparavanje procesnih voda s liječenjem ozonom za mikropolutante. Napomena: bilo koji troškovi rukovanja uništavanjem spaljivanjem izvan lokacije nisu uključeni u usporedbu ispod.

Godšnji trošak uništavanja farmaceutskih ostataka

Operational costs for using ozone pharmaceuticals
Grafikon prikazuje operativne troškove za eliminaciju farmaceutskih mikropolutanata tretmanom ozonom ili spaljivanjem. Iako protok procesnih otpadnih voda obično varira između 0,5-2 m³/dan u farmaceutskoj tvornici, povezani troškovi mogu biti potencijalno visoki. To se može izbjeći tretmanom ozonom.

Liječenje na izvoru

Velike količine mikropolutanata izravno se ispuštaju iz bolnica i farmaceutskih proizvodnih tvornica u visokim koncentracijama. Ipak, većina svih ostataka aktivnih farmaceutskih sastojaka (API) može se pratiti do općinskih postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda.

An ozone system with a complementary tank used for treating pharmaceuticals

Sustav za uklanjanje farmaceutskih ostataka

Tretman farmaceutskih ostataka na licu mjesta (tirkizno) eliminira potrebu za skupim transportom i uništavanjem izvan lokacije (plavo).

U farmaceutskim proizvodnim pogonima

A treatment process in a pharmaceutical production setting

U bolnicama i zdravstvenim ustanovama

A treatment process at a healthcare facility
Tretman mikropolutanata na izvoru smanjuje opterećenje API-ima u općinskim postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda.

U postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda

A fourth treatment step can be added in order to treat pharmaceuticals
Četvrta faza tretmana koja uklanja farmaceutske ostatke lako se može ugraditi u postojeći sustav za pročišćavanje otpadnih voda.

Odaberite odgovarajuću uslugu, opseg i kapacitet..

Uspješan sustav naprednog tretmana u punoj veličini uključuje pravilnu analizu, tehnologiju i usluge od početka do kraja. Mellifiq je pružatelj rješenja koji nudi tehnologije oksidacije i sustave za odvajanje, te je čvrsto posvećen pronalaženju odgovarajuće kombinacije tehnologija prilagođenih svakoj instalaciji.

Inženjerske usluge u tvrtki

Svaki sustav koji napusti našu proizvodnu tvrtku prošao je iste korake dizajniranja. Svi koraci provode naši in-house stručnjaci.

Pilot projekti

Ova jedinstvena usluga omogućuje potpuno prilagođavanje na temelju specifične kvalitete vode.

Instalacija

Nudimo potpune usluge instalacije kada je to potrebno i punu podršku kroz cijeli proces.

Puštanje u rad

Kada je sustav instaliran, optimiziramo rad temeljen na lokalnim uvjetima za nesmetano iskustvo rada kako bismo postigli maksimalnu učinkovitost i najniže moguće operativne troškove.

Proizvodnja i kontrola kvalitete

Dizajnirani sustav konstruira i sastavlja Mellifiq. Kao proizvođač originalne opreme, potvrđujemo performanse i rad prije isporuke.

CFD

Koristimo računalnu dinamiku fluida kako bismo osigurali maksimalni kapacitet tretmana oksidacijske tehnologije.

Dizajn sustava

Prilagođavamo potpuno rješenje koristeći niz tehnologija poput ozona, filtracije ugljikom i naprednih oksidacijskih procesa (AOP), fino podešenih pomoću CAD-a.

Computational Fluid Dynamics (CFD)
Primjer računalne dinamike fluida (CFD) za osiguranje maksimalnih brzina reakcije. Naše CFD usluge jedan su od ključnih aspekata za učinkovito dizajniranje sustava za uklanjanje API-a.

Pasti. Budite svjesni grešaka u dizajnu. Evo brzog vodiča kako ih izbjeći.

  • Izvedite pravilnu analizu koncentracija API-a i kvalitete vode kako biste odredili koncentraciju otopljenog ozona i vrstu sustava.
  • Pažljivo odaberite odgovarajuće metode predtretmana i post-oksidacijskog tretmana kako biste izbjegli neadekvatne rezultate ili prekomjerne troškove održavanja.
  • Odaberite odgovarajuću kombinaciju tehnologija kako biste izbjegli visoke investicijske i operativne troškove.
  • Odaberite "turnkey" rješenje od dobavljača s opsežnim inženjerskim i opskrbnim stručnostima.
Containerized system for treating pharmaceuticals
Stvarni kontejnerizirani proširivi sustav za tretman mikropolutanata na licu mjesta.
Treatment systems in the container

Superiorni sustavi ozona s koronskim izbojem.

Svako rješenje za uklanjanje mikropolutanata temelji se na prilagođenom dizajnu i inženjeringu, kombinirajući ozon s odgovarajućim predtretmanom i poliranjem. Ovisno o zahtjevima, dizajniramo naše sustave s uklanjanjem farmaceutskih ostataka do 100%.

Svi Ozonetech RENA sustavi dizajnirani su s najvećom pažnjom na detalje i izvedbu, specifično s niskom potrošnjom energije i niskim potrebama za održavanjem. Farmaceutski ostatci obično su prisutni na razinama nanograma i mikrograma, ovisno o izvoru. Naši najčešći dizajni pokrivaju tretman ozonom, koji razgrađuje mikropolutante vrlo visokim tempom, praćen filtriranjem ugljikom za poliranje ili produženim ozoniranjem. Naši dizajni omogućuju troškove tretmana manja od 0,0065 €/m3.

APIs can be treated quickly.
API-i se mogu neutralizirati brzim tempom, što omogućuje manji ukupni prostor sustava.
An ozone system for treating contaminated water
RENA "turn-key" ozonski sustav može tretirati više od 1.000 m3/h vode s prostorom manjim od 7 m2, prikladnim za kontejnerizirani dizajn, ovisno o lokalnim uvjetima.

Dizajnirano interno finalno poliranje.

Sva rješenja za tretman vode koja kombiniraju RENA sustav i finalni korak poliranja dimenzionirana su i konfigurirana za svakog specifičnog klijenta i zadatak. Uvođenjem Water Maid, Mellifiq brenda, O-GAC™, vrijeme i trošak zamjene aktivnog ugljika značajno su smanjeni.

A system combination leads to better treatment results
Kapacitet tretmana za ozonski sustav konstantan je tijekom vremena. Dodavanje aktivnog ugljika kao koraka poliranja maksimizira količinu mikropolutanata koji se uklanjaju – do 99%.

Primjer degradacije paracetamola

Interno dizajnirani testovi na pilotskoj skali pokazali su > 99 % uklanjanje paracetamola iz otpadnih voda direktno s farmaceutske proizvodne linije uz optimalnu koncentraciju doze ozona. Jedan od puteva degradacije paracetamola tijekom tretmana ozonom je napad hidroksil radikala na aromatski prsten s naknadnom hidroksilacijom. Farmaceutski spojevi imaju brzinu reakcije koja je izravno ovisna o koncentraciji aktivne tvari prisutne u smjesi. Schematski prikaz ispod prikazuje oksidacijski put i prikaz reda reakcije.

Tretman paracetamola ozonom

The effects of ozone treatment on paracetamol

Pregled reda reakcije

Postoje različite vrste kemijskih reakcija. Red svake kemijske reakcije definiran je kao ovisnost brzine reakcije o koncentraciji reaktanata. Predstavljeni su grafikon za 1., 2. i 3. red reakcije u nastavku:

Važno je odrediti kinetiku reakcije kako bi se skalirao sustav za tretman ozonom u punoj veličini. Mellifiq nudi usluge pilot projekata kako bi odredio specifične zahtjeve tretmana za specifične tokove otpadnih voda, uključujući farmaceutske tvornice i bolničke otpadne vode. Kontaktirajte nas za više informacija.

Preporučeni proizvodi

Water Maid

  • Pritisni multimedia i adsorpcijski sustavi
  • Automatsko ispiranje
  • Širok raspon kapaciteta
  • Visoko učinkovito poliranje za potpunu eliminaciju
Pročitajte više
FlexKarb-C system is a pressure filter vessel for particle filtration, available with various types of active media

Povezani referentni projekt.

Mellifiq’s ozone solution treats drinking water

Prestigious zoo successfully treats protein particles