در طول جنگ جهانی دوم و پس از آن، توسعه داروهای جدید، به ویژه آنتی بیوتیک ها، منجر به افزایش مشکلات مربوط به تصفیه فاضلاب صنایع داروسازی ودارویی شد. از سوی دیگر، موج صنعتی شدن در چند دهه اخیر باعث تولید و پخش پسماندهای جامد، گاز و مایع به محیط زیست و آلودگی آن شده است که سلامت مردم، حیوانات و گیاهان را به خطر انداخته است. نتیجه این اتفاق باعث افزایش تقاضا برای محصولات دارویی از سوی جامعه و افزایش مشکلات تصفیه فاضلاب توسط صنعت داروسازی است.
دسته بندی صنایع داروسازی
با توجه به این که تولید کنندگان دارو و صنایع دارویی از فرایند های مختلف و مواد اولیه متفاوتی استفاده می کنند، طبقه بندی این صنایع کار بسیار دشواری است. علیرغم تنوع فرآیندها، مواد اولیه مصرفی، محصولات نهایی و منحصر به فرد بودن هر کارخانه، طبقه بندی این صنایع بر اساس تشابهات در فرآیندهای مورد استفاده، مشکلات مربوط به دفع فاضلاب و روش های تصفیه صورت گرفته است. بسته به نوع فرآیند تولید، صنایع دارویی را می توان به 5 زیر گروه اصلی زیر تقسیم کرد:
کارخانه تخمیری
کارخانه سنتز مواد آلی
کارخانه های سنتز مواد آلی/تخمیری
کارخانه های تولید محصولات بیولوژیکی
کارخانه های آماده سازی، فرمولاسیون و ترکیب مواد دارویی
طبقه بندی های دیگری برای تولید کنندگان دارو وجود دارد. معروف ترین آنها طبقه بندی بر اساس محصول نهایی است که در سال 1974 ایجاد شد. که در جدول زیر آمده است.
روش های تصفیه فاضلاب صنایع داروسازی و دارویی
فاضلاب صنعت داروسازی یکی از سمی ترین و پیچیده ترین پساب های صنعتی است. همانطور که گفته شد این صنعت از فرآیندها و مواد اولیه مختلفی برای رفع نیازهای دارویی جوامع استفاده می کنند. در نتیجه مقدار زیادی فاضلاب با خصوصیات مختلف وارد شبکه های فاضلاب، آب های سطحی، چاه های جذبی، آب های زیرزمینی و محیط زیست می شود. در بسیاری از موارد به دلیل نیاز به برخی محصولات دارویی در فصول مختلف، پساب تولیدی این واحدها در فصول مختلف دارای ویژگی های متفاوتی می باشد.
برای تصفیه این نوع فاضلاب از فرآیندهای مختلفی استفاده می شود که در ادامه به برخی از مهمترین آنها می پردازیم.
فرآیند تصفیه فیزیکی و شیمیایی
این روش شامل مراحل آشغال گیری، متعادل سازی، تنظیم pH، انعقاد، ته نشینی، جذب و تصفیه توسط ازن و هیدروژن پروکسید می باشد. در این روش، پساب صنایع داروسازی پس از جداسازی زباله های بزرگ وارد مخزن متعادل کننده می شود. اهمیت این مخازن به دلیل تنوع زیاد بارگذاری آلاینده و پیشگیری از ورود شوک به سیستم تصفیه می باشد.
مدت زمان باقی ماندن فاضلاب در این مخازن کاملاً به حجم، میزان آلودگی و ترکیب فاضلاب بستگی دارد. مقدار pH فاضلاب خام باید برای تصفیه بیولوژیکی تنظیم شود، زیرا بیشتر فاضلاب تولید شده توسط این صنعت اسیدی یا قلیایی است. انتخاب مواد تنظیم کننده pH نیز به ویژگی های منحصر به فرد فاضلاب بستگی دارد. سپس فرآیند انعقاد برای جداسازی ناخالصی های معلق و کلوئیدی انجام می شود.این فرآیند COD را نیز کاهش می دهد.
در این روش به دلیل وجود ترکیبات آلی مانند فنل، نیتروفنول و تری کلرومتیل پروپانول (TCMP) که در برابر تجزیه زیستی مقاوم هستند و با اکثر فرآیندهای بیولوژیکی قابل حذف نیستند. از هیدروژن پروکسید/ازن برای تصفیه استفاده می شود.
فرآیند بیولوژیکی لجن فعال
یکی از رایج ترین روش های تصفیه فاضلاب در صنعت داروسازی، فرآیند لجن فعال است. کاربرد اصلی این سیستم حذف ترت بوتانول حلال مورد استفاده در صنعت داروسازی است که در تصفیه بی هوازی قابل حذف نیست. به طور کلی، این روش به جز مورد ذکر شده بازدهی مناسبی ندارد و معمولاً به عنوان یک واحد کمکی استفاده می شود.
فرایند MBBR
در مواردی که فاضلاب با روش های تصفیه بیولوژیکی سازگار بوده و میزان مواد آلی آن بالا باشد، بدون شک فرآیند MBBR گزینه مناسب و سازنده ای خواهد بود.
این سیستم ها در مقایسه با سیستم های معمولی کارایی بیشتری دارند زیرا میزان گرفتگی در آنها کم است و بیوفیلم های تشکیل شده بر روی دیواره های محیط بسیار موثرتر از لخته های بیولوژیکی هستند. یکی دیگر از مزایای این سیستم انعطاف پذیری بالا و تجزیه ترکیبات مقاوم تر است.
فشرده سازی مکانیکی بخار در یک اواپراتور خلاء
در مواردی که آلودگی فاضلاب بسیار پیچیده است و با فرآیندهای بیولوژیکی پاکسازی نمی شود (زیست تخریب پذیری پایین، ترکیبات سمی و …)، تبخیر آب در خلاء با فشرده سازی مکانیکی بخار بسیار موثر و کارآمد است. به این ترتیب بخار به صورت مکانیکی فشرده شده و بخاری فوق گرم تولید می کند. این بخار انرژی خود را به مبدل حرارتی می دهد و باعث تبخیر آب و چگالش خود می شود. با توجه به عملکرد این سیستم در خلاء، نقطه جوش و دمای بخار بین 60 تا 90 درجه سانتیگراد خواهد بود.
فرآیندهای تصفیه بی هوازی
زمانی که غلظت مواد آلی زیست تخریب پذیر در فاضلاب زیاد باشد و مواد سمی نیز وجود نداشته باشد، استفاده از این روش بسیار موثر و اقتصادی است. با توجه به بی هوازی بودن این سیستم، علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی، تولید گاز متان و انرژی زیاد موجود در آن، این سیستم را بسیار کارآمد می کند.
فرآیند اکسیداسیون پیشرفته
در مواردی که فاضلاب حاوی غلظت بالایی از مواد شیمیایی پایدار یا مواد سمی باشد و یا در مواردی که غلظت مواد زیست تخریب پذیر بسیار کم باشد، باید از فرآیندهایی با ظرفیت تخریب بالاتر استفاده کرد. اکسیداسیون پیشرفته به فرآیندهایی اطلاق می شود که بر تولید رادیکال های هیدروکسید یا انرژی لازم برای از بین بردن آلاینده ها تمرکز می کنند. یکی از کاربردهای این روش حذف هیدروکربن های هالوژنه (فنل، تولوئن، بنزن و… )، مواد شوینده، رنگ و … است.
از پرکاربردترین فناوری ها در این زمینه می توان به اکسیداسیون الکتروشیمیایی، ازن زنی کاتالیستی، اکسیداسیون آندی، ترکیبی از پراکسید هیدروژن و اشعه ماوراء بنفش، فوتوکاتالیست و … اشاره کرد. همه این روش ها قادر به حذف انواع زیادی از آلاینده ها هستند. با این حال، این روش ها بسیار گران هستند و بیشتر در مواردی استفاده می شوند که راه دیگری برای حذف آلاینده ها وجود ندارد.
انعقاد الکتریکی
این روش یکی از کارآمدترین و مقرون به صرفه ترین فرآیندهای تصفیه فاضلاب در صنعت داروسازی است. انعطاف پذیری و ظرفیت بالای این سیستم، این فناوری را قادر ساخته تا به طور موثر و کارآمد مقادیر زیادی از فاضلاب های دارویی را تصفیه کند. یکی از مزیت های اصلی آن عدم نیاز به استفاده از مواد شیمیایی و حداقل نیاز به کنترل است.
