LỜI MỞ ĐẦU Cùng với quá trình phát triển kinh tế và sự gia tăng dân số, việc bảo vệ sức khỏe của con người ngày càng quan trọng hơn. Quá trình sản xuất và sử dụng dược phẩm trở nên phổ biến để phục vụ nhu cầu chăm sóc sức khỏe. Từ nhu cầu đó mà ngành dược phẩm trên thế giới cũng như ở nước ta đã có những bước phát triển vượt bậc làm đa dạng và phong phú hơn các loại dược phẩm. Trong quá trình sản xuất và sử dụng dược phẩm, phần còn dư của nguyên liệu sản xuất và lượng sản phẩm hết hạn sử dụng có thể đi vào môi trường gây nên sự ô nhiễm nghiêm trọng.
Trong môi trường, các chất thải dược phẩm gây nguy hại trực tiếp đến đời sống sinh vật thủy sản, động vật, tiêu diệt vi sinh có ích trong quá trình xử lý nước thải, dẫn tới ảnh hưởng đến con người. Đồng thời sự có mặt của chất thải kháng sinh trong môi trường ức chế quá trình xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học. Do vậy cần loại bỏ trước khi đi vào môi trường. Để xử lý nước thải có nhiều phương pháp khác nhau như: phương pháp sinh học, phương pháp cơ học, phương pháp hóa học.Trong đó phương pháp có hiệu quả là phương pháp hấp phụ trên các vật liệu than hoạt tính, vật liệu có nguồn gốc aluminosilicat.
Vì những lý do trên chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng aluminosilicat và than hoạt tính biến tính để xử lý nƣớc thải sản xuất dƣợc phẩm” nhằm góp phần vào công tác bảo vệ môi trường. 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Chƣơng 1 - TỔNG QUAN 1. Tổng quan về công nghệ sản xuất dƣợc phẩm tại Việt Nam [3] 1.Thực trạng sản xuất dược phẩm ở Việt Nam. Trong ngành sản xuất dược phẩm, người ta chia thành 3 giai đoạn sản xuất như sau: 1.
Nghiên cứu và phát triển. Chuyển đổi những hợp chất hữu cơ tự nhiên trở thành nguyên liệu dược phẩm thông qua các quá trình lên men, chiết tách và tổng hợp hóa học. Hoàn tất pha trộn và đóng gói sản phẩm. Ở Việt Nam, hầu hết các nhà máy sản xuất dược phẩm chỉ dừng ở việc pha trộn và đóng gói thành phẩm được tiến hành với những sản phẩm bao gồm thuốc gây tê, mê, thuốc tẩy trùng, nước muối bão hòa, thuốc chống đông, thuốc giảm đau, thuốc huyết áp, kháng sinh, thuốc lợi tiểu, thuốc chống nhiễm trùng, thuốc trợ tim, thuốc thần kinh và các loại vitamin trong các dạng thành phẩm như viên nang, viên nén, thuốc tiêm, xirô, kem, chai dịch truyền, bao thuốc dạng lỏng… Các nhà máy dược tại Việt Nam, sản phẩm sau khi đóng chai và đóng gói sẽ có nhiều tên gọi thương mại khác nhau, nhưng chỉ theo các dạng sử dụng thông dụng sau: viên nén, viên nang, xirô, bao bột dạng lỏng, kem, thuốc mỡ và chai thuốc sát trùng, dạng chai dịch truyền và thuốc tiêm.
Nguyên liệu cho sản xuất dược phẩm bao gồm các thành phần dược liệu chính, các chất tá dược như đường, lactose,…và các dung môi như methylene chlorid, dichloro ethane, ethyl acetate và methanol. Phần lớn các dược liệu này đều là những sản phẩm nhập khẩu. Nguyên liệu cơ bản phục vụ việc sản xuất vỏ viên nang là gelain y tế. Gelain là hỗn hợp của protein nước bão hòa có nguồn gốc chính từ colagen, một dạng protein tự nhiên.
Một số nguyên liệu chính khác sử dụng trong sản xuất vỏ viên nang là thuốc nhuộm, chất trợ nhuộm, chất bảo quản và glyxerin. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Một số các nguyên liệu đóng gói khác nhau như chai thủy tinh, nắp nhựa, đai niêm phong nhôm, túi giấy, nhựa, carton, nhãn và màng co cũng được sử dụng trong quy trình sản xuất. Đặc tính nước thải sản xuất dược phẩm 1.1 Nhu cầu sử dụng nước Nước được sử dụng chủ yếu cho các quá trình sau: Quá trình sản xuất, rửa thiết bị, rửa chai ống, vệ sinh khu vực sản xuất, cung cấp cho lò hơi, cấp nước cho tháp giải nhiệt, cung cấp cho hệ thống điều hòa, cung cấp cho phòng thí nghiệm và cấp nước cho khu vực văn phòng. Để rửa chai lọ và cung cấp nước cho phòng thí nghiệm, cho quá trình sản xuất thuốc kem và mỡ người ta sử dụng nước sinh hoạt đã qua quá trình trao đổi ion.
Đối với sản xuất thuốc tiêm và một số loại thuốc khác phải sử dụng nước cất. Tổng lượng nước tiêu thụ bao gồm cả nước vệ sinh dùng cho bộ phận văn phòng, nước rửa nhà xưởng và các loại nước làm sạch khác ước tính khoảng 120 – 180l/kg nguyên liệu.2 Các nguồn thải trong nhà máy Lượng nước tham gia vào quá trình sản xuất không lớn nhưng có mức độ ô nhiễm khá cao bởi vì có sự hiện diện hàm lượng khá lớn các loại hợp chất hữu cơ. Chi tiết các nguồn thải như sau: a. Rửa thiết bị máy móc: Đây là nguồn thải chính với mức ô nhiễm cao của các nhà máy dược phẩm.
Trong một số nhà máy, có các bộ phận hay một phần của thiết bị có thể tháo lắp ra được thì đem rửa tại các khu vực riêng, còn phần còn lại của thiết bị thì được rửa tại chỗ. Nhìn chung các thiết bị đầu tiên được rửa bằng nước máy và sau đó tiếp tục rửa với nước nóng để đảm bảo không có nhiễm chéo. Các hóa chất tẩy rửa được sử dụng. Cuối cùng, thiết bị được làm khô bởi máy thổi khí.
Nồi hấp và máy đóng viên thường được rửa với dung dịch sau khi hoàn tất mỗi mẻ. 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Rửa chai, lọ, ống: ống thủy tinh dùng trong sản xuất thuốc tiêm thông thường được rửa nước máy sau đó rửa bằng nước khử khoáng và cuối cùng được rửa bằng nước cất. Vệ sinh nhà xưởng: Nền của khu vực sản xuất thông thường được làm sạch bởi máy hút bụi để thu gom nguyên liệu khô và sau đó lau chùi dung dịch.
Sàn nhà xưởng thường hay được rửa bằng nước. Nước thải rửa sàn chứa hàm lượng nhỏ các chất hóa học. Và lượng nước thải này cũng bao gồm cả phần nước thải do rửa chổi lau nhà có chứa các chất trên. Nước thải phòng thí nghiệm: Nước thải từ phòng thí nghiệm bắt nguồn từ các quá trình rửa vệ sinh các dụng cụ thiết bị phòng thí nghiệm, nó chứa đựng những chất ô nhiễm như dung môi, các tác nhân phân tích, các hóa chất dược phẩm.
Nước thải bỏ của nồi hơi: Nhằm khống chế tổng chất rắn hòa tan (TDS) trong nồi hơi, một phần của nước thải trong nồi sẽ được thải ra ngoài định kỳ. Phần nước thải này có TDS cao và cũng chứa hàm lượng vết các hóa chất dùng trong nồi hơi. Nhiệt độ của nước thải này khá cao khoảng 1000C. Hơi nước ngưng tụ: Hơi nước sau khi sử dụng cho nồi hấp, máy đóng viên nén, thiết bị cất nước, hệ thống điều hòa không khí và khử độ ẩm và hệ thống gia nhiệt cho các thiết bị thủy tinh.
Nước thải bỏ của tháp giải nhiệt: Dòng nước thải này có TDS cao và cũng có hàm lượng nhỏ các hóa chất sử dụng cho hệ thống nước làm mát. Nước làm mềm: Nước thải của quá trình này chứa đựng TDS cao và một lượng muối còn dư lại. Sự thay đổi tính chất nước thải Như đã trình bày ở trên, nước thải ô nhiễm chủ yếu là xuất phát từ quá trình rửa làm vệ sinh các thiết bị dụng cụ. Do vậy, lưu lượng của nước thải phụ thuộc rất lớn vào thời gian hàng ngày và tính chất nước thải có biên độ dao động từ các nguồn ô nhiễm khác cũng dao động khá lớn theo thời gian do các loại hóa chất sử dụng khác nhau.
4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nước thải của quá trình sản xuất có những tính chất thay đổi với từng phân xưởng sản xuất, phụ thuộc chủ yếu tính chất của các loại nguyên liệu thô trong quá trình sản xuất. Trong nhà máy sản xuất người ta thường phân ra thành ba nguồn nước thải sản xuất như sau: Nước thải từ phân xưởng sản xuất - lactam có chứa chất kháng sinh và các chất hữu cơ khác. Nước thải từ phân xưởng non - lactam, có chứa các loại nguyên liệu thô khác. Nước thải từ phòng kiểm nghiệm có chứa các loại nguyên liệu còn có kim loại nặng, các loại hóa chất, dung môi khác nhau.
Do vậy, sẽ rất khó khăn thì thành lập một khoảng xác định tính chất nước thải trong sản xuất dược phẩm. Thực trạng xử lý nước thải dược phẩm. Các sản phẩm của ngành dược phẩm đã và đang tăng lên nhanh chóng trong suốt vài thập kỉ qua. Sau quá trình sử dụng, một lượng dược phẩm đi vào môi trường gây nên sự ô nhiễm nghiêm trọng.
Các nhà khoa học đã tìm thấy sự có mặt của một số dược phẩm trong nước thải và nước bề mặt ở nồng độ cỡ ng/L đến µg/L. Hơn 70 hợp chất khác nhau đã được phát hiện trong nước ngầm và nước trên bề mặt ở các quốc gia như Mỹ, thường ở nồng độ 0. Các tác giả Won-Jin Sim, Ji-Woo Lee và Jeong-Eun Oh [32] đã nghiên cứu sự xuất hiện và sự phân hủy của dược phẩm trong các nhà máy xử lý nước thải và những dòng sông ở Hàn Quốc. Họ đã xác định được 25 loại dược phẩm trong 10 nhà máy xử lý nước thải trung ương, một nhà máy xử lý nước thải bệnh viện và năm dòng sông.
Trong nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt đô thị nồng độ acetaminophen, axit acetylsalicylic và cafein tương đối cao. Sự xuất hiện của dược phẩm trong các nhà máy xử lý nước thải bị ảnh hưởng bởi quá trình sản xuất và tiêu thụ dược phẩm. Nồng độ dược phẩm trong nhà máy xử lý nước thải bệnh viện cao hơn nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt đô thị, và cafein, ciprofloxacin và acetaminophen chiếm chủ yếu. Ở các dòng 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com sông cafein chiếm chủ yếu.
Sự phân bố dược phẩm liên quan đến dòng nước thải vào. Trong nhà máy xử lý nước thải sinh hoạt đô thị nồng độ acetaminophen, cafein, axit acetylsalicylic, ibuprofen và gembiprozil đã giảm được trên 99%. Quá trình giảm xảy ra chủ yếu trong quá trình xử lý sinh học. Trong quá trình hóa lý, nồng độ dược phẩm giảm không nhiều, loại trừ một số trường hợp.
Trong nhà máy xử lý nước thải bệnh viện nồng độ ciprofloxacin, axit acetylsalicylic, acetaminophen và carbamazepine chỉ giảm trên 80%.