Очистка стоков фармацевтических и химических производств

Установки для очистки стоков фармацевтических и химических производств строятся по модульному принципу  на базе проточных реакторов фирмы Enviolet® мощностью 12 кВт в зависимости от задач и производительности производства Заказчика при участии проектного отдела фирмы ПЕТРОКОММЕРЦ.

 


Enviolet1 Enviolet2

 

 

Enviolet® UV-Reactors

УФ-Реакторы Enviolet®
УФ-Реакторы Enviolet®
УФ-размещение контейнерного типа
УФ-размещение контейнерного типа


 
УФ-окисление большой производительности

УФ-окисление большой производительности

УФ-Реакторы для последующей модернизации

УФ-Реакторы для последующей модернизации



 
Размещения УФ-реакторов Enviolet
Размещения УФ-реакторов Enviolet®
УФ-реакторы Enviolet® считаются одними из лучших мире.. Наши реакторы выделяются своим оснащением, которое включают в себя:
 
  • Корпус реактора из боросиликатного стекла для предотвращения износа и коррозии;
  • Специальные направляющие потока, создающие  однородный турбулентный поток в реакторе, что создает наилучшие условия химических реакций внутри диффузионного слоя;
  • Внутренний дизайн реактора адаптирован к свойствам жидкости и требуемой производительности;
  • Температурный контроль внутри реактора для непрерывного контроля;
  • Устройства безопасности, такие как плавкие предохранители  и клапаны сброса давления;
  • Модульная конструкция делает возможной модернизацию при необходимости;
  • RECO (Контроллер реактора) постоянно контролирует и регулирует производительность. Для этого эффективная и требуемая мощность непрерывно сравниваются и приводятся в соответствие с требованием заданной величины, записанной в смарт-карту. Это увеличивает срок жизни лампы;
  • УФ модуль со смарт-картой  для электронного контроля производительности УФ лампы;
  • Контроль потока для каждой линии реактора;
  • Управление с помощью PLC - интуитивно понятного интерфейса и сенсорного экрана.


 

Enviolet® как модульная конструкция

Предварительное конструирование размещения  УФ Enviolet

Предварительное конструирование размещения

УФ Enviolet®

Предварительное конструирование размещения  УФ Enviolet

Установки Enviolet® проектируются и транспортируются в виде модулей.

 
  • Модули готовы к монтажу и подключению коммуникаций;
  • Модули проверяются и испытываются на заводе-изготовителе.

После проверки установки оборудование отправляется заказчику для монтажа и ввода в эксплуатацию, где производится:
 
  • Размещение;
  • Монтаж;
  • Пуско-наладка;
  • Ввод в эксплуатацию

 

Компактный УФ-блок  УФ Enviolet

Компактный УФ-блок

Базовое ядро систем УФ-реакторов для интеграции в существующие производства

Базовое ядро систем УФ-реакторов для интеграции в существующие производства



 
Фотоокисление на поддоне

Фотоокисление на поддоне

Компактные установки готовые к модернизации клиентами без больших затрат

Компактные установки готовые к модернизации клиентами без больших затрат



 
Размещение УФ на поддоне

Размещение УФ на поддоне



 

Контейнерные установки АОП

Мы можем конструировать УФ-установки для условий ограниченного пространства, используя для этих целей транспортные контейнеры.  

Многолетний опыт работы в сфере строительства и производства привел к выводу, что никакие компромиссы не должны допускаться в ущерб функциональности и долговечности установки.

При создании контейнерного оборудования мы принимаем во внимание все условия, в том числе, климат, и мы всегда проверяем, где лучше разместить емкости: внутри контейнера или снаружи.

Единственным ограничивающим фактором, однако, является производительность контейнерного модуля.

 
Интерьер
Насыщенные интерфейсы
 
Изолированная конструкция

Изолированная конструкция

Насыщенные интерфейсы
 
Контейнер УФ-обработки

Контейнер УФ-обработки

Контейнер защищает инженерные сети и УФ-реакторы



 

Системы для дезинфекции MicroUV®, проточные системы

MicroUV

 

MicroUV® - проточная система для безопасной и безреагентной дезинфекции воды. Эта система основана на физических методах и не создает побочных продуктов обработки. Все MicroUV® реакторы Enviolet® для дезинфекции используют вихревой поток. Это гарантирует высокую турбулентность, предотвращает образование отложений и обеспечивает правильные настройки системы, основанные на точных расчетах модели в части:

  • компьютерного дизайна;
  • турбулентного вихревого потока;
  • высокопроизводительных ламп;
  • регулирования электрических характеристик.

Реакторы MicroUV® для дезинфекции реакторов предлагаются в двух сериях:

  • MicroUV® NT с пропускной способностью до 1000 м3/ч, материал сталь SS316;
  • MicroUV® basic с пропускной способностью до 50 м3/ч, материал полипропилен.

Реакторы доступны с опциями Rotaclean® (механическая чистка устройства (конструкция без мотора и уплотнения), (смотровое окно), Flamable Sampling Valve (противопожарный клапан).

Microfloat® - система поплавкового типа для безопасной и безреагентной дезинфекции воды в накопительных емкостях. Microfloat® сочетает в себе три решения в одном: обеспечивается облучение всего объема емкости над поверхностью воды, объема воды и стенок емкости под водой. Благодаря такому решению дезинфицируется не только вода, но и предотвращается занос микроорганизмов через воздух и образование пленок на стенках емкости.

Microspear® - система поверхностного монтажа для безопасной и безреагентной дезинфекции воды в накопительных емкостях.Microspear® крепится на внутренних поверхностях накопительной емкости и может быть укомплектовано вспомогательным оборудованием: защитной рамой и устройствами контроля. Совместное использование Microspear® и Microfloat® превращают накопительную емкость в УФ реактор.

Основные задачи, решаемые при очистке стоков фармацевтической промышленности, связаны с необходимостью удаления из них любых фармакологически активных веществ (API) в водную среду до предельно-допустимых концентраций (ПДК). УФ-окисление является наиболее эффективным технологическим процессом при удалении активных фармацевтических ингредиентов. При очистке токсичных стоков химической промышленности с помощью установок УФ-окисления могут быть решены следующие задачи:

 

 

Сравнительная характеристика методов, доступных для целей очистки стоков фармацевтических и химических производств представлена в таблице.

  Обратный осмос Активированный уголь Процесс УФ окисления Сброс без очистки
Очищенные сточные воды 75% обработанных сточных могут быть слиты после обработки, степень очистки 95-99% 100% обработанных сточных вод могут быть слиты 100% обработанных сточных вод могут быть слиты Нельзя сливать
Удаление отходов метода 25% концентратов с содержанием наибольшего количества веществ необходимо утилизировать, например, путем сжигания Активированный углерод необходимо утилизировать/ восстанавливать Ничего не нужно утилизировать в большей части веществ, все может быть минерализовано 100% может быть запасено и утилизировано, например, путем сжигания
Надежность Мембрана чувствительна ко многим веществам (загрязнение мембраны) и должна очищаться. Степень концентрации может быть ограничена осадками, рабочая температура не более 45°С Легкая реализация, легко меняются фильтрационные резервуары Высокая надежность и хороший контроль процесса. Может быть установлен со многими вариациями концентрациями сточных вод Легко реализуемо, не зависит от качества воды, прост в обращении
Эксплуатационные расходы Частая и полная химическая очистка обязательна 1 раз в месяц (зависит от загрязнения мембраны) Низкие эксплуатационные расходы От низких к средним расходам в техническом обслуживании. 1 лампа меняется раз в год, очистка системы может быть необходима Минимальны
Риск Загрязнение мембраны, необходимы лабораторные тесты Неизвестна частота замены фильтра, сильно зависимая от матрицы, необходимы лабораторные тесты Переработанные вещества должны быть разработаны, необходимы тестовые запуски Загрязнение окружающей среды, штрафные санкции

 

Химизм УФ окисления

Диапазоны применения различных процессов в отношении ХПК концентрации и объемной скорости
Диапазоны применения различных процессов в отношении ХПК концентрации и объемной скорости
Еnviolet специализируется на "процессах глубокого окисления" (АОР) для промышленного применения. Во время этой обработки мы применяем две различные группы процессов:

  • Enviolet®: УФ-окисление высококонцентрированных растворов в однородном (гомогенном) состоянии (H2O2 / УФ-процесс)
  • УФ глубокая очистка: УФ-окисление растворов в неоднородном(гетерогенном) состоянии для получения чрезвычайно низких конечных концентраций (УФ / каталитический процесс)

 

Основы УФ окисления

Для того, чтобы фотореакция молекулы R произошла, эта молекула должна поглощать свет (Calvert и Pitts, 1966). Количество поглощенного света A (λ) описывается законом Бугера — Ламберта — Бера, согласно которому I(0) определяет интенсивность света до поглощения света, I - оставшаяся интенсивность света после поглощения через раствор. Поглощение света зависит от концентрации С толщины слоя d и десятичного коэффициента затухания ε(λ).
закон Бугера-Ламберта-Бера

При поглощении света с достаточной энергией, молекулы R* генерируются из молекулы R, повышая ее энергетическое состояние за счет энергии фотонов. По существу данное поглощение является основным требованием для любого типа фотореакции. Это означает, что даже очень темные растворы могут быть первоначально обработаны с помощью УФ-окисления, если реакторы были спроектированы и построены должным образом.
поглощение фотонов

R* может вернуться в свое начальное состояние непосредственно или через активные промежуточные вещества, а также посредством реакций с фотоактивными продуктами. Благодаря последующим химическим процессам в водных растворах образуются радикалы, ион-радикалы, ионы или стабильные фрагменты, которые могут продолжать взаимодействовать с помощью термических процессов.
В присутствии окислителей происходят дополнительные реакции:
Например, со световым потоком соответствующей длины волны, перекись водорода (Н2О2) может быть преобразована посредством фотолиза (УФ / Н2О2-процесс) в высоко реакционноспособные гидроксильные радикалы, которые быстро вступают в воде в реакцию с органическими и неорганическими соединениями (LAMING и др. 1969, BAXTON и WILMARTH 1963, HOCHNADEL 1962):
фотолиз перекиси водорода

Такие гидроксильные радикалы (ОН-радикалы) не только генерируется с наименьшим количеством реагентов (Legrini и др., 1993), но и с наиболее экономичным потреблением энергии (Болтон и Катер 1994) в процессе УФ / Н2О2. В связи с этим, АОР также возможен при высоких целевых концентрациях для эффективной обработки загрязняющих веществ в водных растворах, таких как, сильно загрязненные сточные воды, гальванические ванны и даже сверхчистая технологическая вода. Для обработки на уровне ppb-концентраций (прим. ррb – part per billion, следовые концентрации) вместо Н2О2 (см УФ-глубокая очистка) обычно используются катализаторы. Разложение органических соединений с помощью радикалов ОН инициируется в процессе отщепления водорода (HABER и WILLSTÄTTER 1931):
Разложение органических соединений с помощью радикалов ОН

Когда присутствуют олефины, протекает электрофильное присоединение ОН следующим образом:
электрофильное присоединение ОН

После начала этих реакций становятся возможными различные реакции генерированных радикалов. В присутствии кислорода образуется пероксильный органический радикал:
образование  пероксильного органического радикала

Кроме того, могут возникать различные конкурирующие реакции:
конкурирующие реакции

Как правило, полимеризация не считается благоприятной реакцией, поскольку полимеризованные продукты могут привести к проблемам, связанным с осаждением на поверхности УФ-лампы. Вот почему важно избежать такой полимеризации путем надлежащего управления процессом при проектировании и изготовлении УФ-реактора. В таких случаях, для процесса может потребоваться дополнительное оборудование, чтобы достичь оптимальных условий реакции для эффективного процесса окисления.

Пероксильный радикал (RHO2 •), например, может также продолжать свою реакцию следующим образом:
Реакция пероксильного радикала

Полученные альдегиды и кетоны соответственно будут окисляться через последующие процессы реакции в карбоновые кислоты, которые подвергаются либо термической или фотохимическому декарбоксилированию (WEEKS и MATHESON 1955).
Окисление альдегидов и кетонов

 

 

Типичные продукты распада при УФ-окислении

УФ-окисление и УФ-АОП устойчивых или токсичных органических веществ повышает биологическую доступность этого раствора почти во всех случаях. В любых случаях БПК / ХПК повышается от <5% до >>60%. В редких случаях биодоступность увеличивается лишь на небольшую величину.

Из рисунка "Формирование продуктов разложения" ясно видно, что продукты разложения из очень устойчивых соединений являются в основном небольшими органическими карбонатами. Все они известны как пригодные для биологического разложения, и следует совершенно ясно понимать, что УФ-Окисление приводит к значительному улучшению качества сточных вод.

Деградация устойчивой органики
Деградация устойчивой органики

Формирование биодоступных продуктов разложения
Формирование биодоступных продуктов разложения

 

Визуальное изменение качества воды при УФ-окислении

Иллюстрация типичных изменений цвета в процессе обработки промышленной сточной воды с процессом окисления Enviolet® УФ.

Эффективная деградация при УФ-окислении может быть ясно видна, при наблюдении оптического изменения: черно-коричневый бульон становится чистой водой.

Изменение цвета в процессе обработки промышленной сточной воды

 

УФ-установки для снижения ХПК

УФ-установки для снижения ХПКEnviolet® реализует блок для уменьшения ХПК/ООУ и одновременного увеличения биоразлагаемости очищенных сточных вод. Мы делаем это с помощью УФ-окисления в сочетании с различными окислителями в различных условиях. При облучении окислителя с ультрафиолетовым светом, образуются активные промежуточные соединения, которые будут очень быстро реагировать с веществами, определяющими ХПК. При использовании перекиси водорода в качестве окислителя, облучение ведет к формированию гомолитических радикалов:
H2O2-УФ→2O*

Радикалы быстро реагируют с любым органическим соединением. Минеральные вещества, такие как вода, сульфаты и т. д. образуются в качестве конечных продуктов. Лампы и реакторы должны иметь специальную конструкцию для этого процесса, в противном случае реакция будет быстро перейдет в стадию замедления. Реакторы Enviolet® специально разработаны для максимальной эффективности в среде растворов сильно поглощающих свет. Реакция протекает до тех пор, пока ведется УФ-окисление. Затем могут следовать последующие шаги процесса чтобы полностью завершить весь процесс окисления (АОП).

 

Удаление активных фармацевтических ингредиентов (API)

Удаление активных фармацевтических ингредиентовПутем избирательного уменьшения количества активных фармацевтических ингредиентов (API), фармацевтически активных соединений (PhACs) мы обеспечиваем экономичное средство для устранения активных фармацевтических ингредиентов в фармацевтических и химических сточных водах. В этом направлении мы предлагаем широкий спектр процедур: наши УФ системы могут окислять соединения, такие как API или PhACs, выборочно и увеличить биоразлагаемость следующих классов веществ:

  • Антибиотики, такие, как сульфамиды;
  • Гормоны, такие как ципротерона ацетат, летрозол, этинилэстрадиол, левоноргестрел и др.;
  • Цитостатики, такие, как капецитабин и др.
  • Сложные структуры, такие как пантопранзол, урапидил и т. д.

 По требованию, наши УФ установки также могут проводить окисление (АОП) органических ингредиентов до полного завершения процесса минерализации.

 

Мы разрушим органические хелаты для легкого выделения металлов

снижение содержания органических хелатов в сточных водах Мы снизим содержание органических хелатов в сточных водах, чтобы растворенные металлы могли быть осаждены с помощью существующих процессов очистки сточных вод. При помощи такой предварительной обработки современные процессы могут быть внедрены заказчиком, избегая значительных капиталовложений в оборудование для очистки воды. Типичные направления для применения следующие:

  • Химическое меднение (ванна и сточные воды) - ЭДТА, тартраты, ...
  • Химический никель (ванна и сточные воды) - цитрат, тартрат, лактат, ...
  • Цинк-никель-сточные воды и замедлители образования карбонатов - aminopolycarboxylate, ЭДТА…
  • Сточные воды, содержащие фосфонаты - полифосфонаты
Установки могут быть выполнены как для периодического так и для непрерывного процесса. Процесс выбирается исходя из экономической целесообразности.

В варианте "химический никель" не только достигается разрушение хелатов, но и снижается содержание гипофосфита. Ортофосфит может быть окислен до фосфата, который затем может быть легко осажден. Таким образом обеспечиваются допустимые ограничения по фосфатам.

 

Устранение красителей в процессе анодирования

Окрашивание пленок на поверхности алюминия - это стандартный процесс при анодировании. Имеет место тенденция к все более ярким и красочным оттенкам, особенно в фасадном дизайне. Говоря с точки зрения защиты окружающей среды, эти красители являются проблемой, потому что разрабатываются высокостабильные и устойчивые структуры и формулы. В этом случае УФ-окисление от Еnviolet® предлагает идеальное решение. Хромофорные структуры разрушаются быстро и с низким энергопотреблением и содержание красителей понижается в промывных водах и/или в сточных водах. Почти во всех случаях достигается возможность восстановить загрязненную воду для процесса промывки. Таким образом, рентабельность производства значительно улучшается.