वर्तमान स्थिति: दवा उद्योग मुख्य रूप से रासायनिक संश्लेषण दवाओं, जैविक दवाओं और पारंपरिक चीनी चिकित्सा दवाओं पर केंद्रित है, और उत्पादन में उत्पादों की विविधता, जटिल प्रक्रियाएं और विभिन्न उत्पादन पैमाने की विशेषताएं हैं।
दवा निर्माण प्रक्रिया से उत्पन्न अपशिष्ट जल में प्रदूषकों की उच्च सांद्रता, जटिल घटक, खराब जैव अपघटनीयता और उच्च जैविक विषाक्तता जैसी विशेषताएं होती हैं।
रासायनिक संश्लेषण और किण्वन द्वारा औषधीय उत्पादन से उत्पन्न अपशिष्ट जल, औषधीय उद्योग में प्रदूषण नियंत्रण की एक कठिन और महत्वपूर्ण कड़ी है।
रासायनिक संश्लेषण अपशिष्ट जल दवा उत्पादन के दौरान उत्सर्जित एक प्रमुख प्रदूषक है [2]।
फार्मास्युटिकल अपशिष्ट जल को मोटे तौर पर चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है [3], यानी उत्पादन प्रक्रिया में अपशिष्ट तरल और मदर तरल;
पुनर्प्राप्ति में अवशिष्ट तरल में विलायक, आवश्यक तरल, उप-उत्पाद आदि शामिल होते हैं।
सहायक प्रक्रिया जल निकासी, जैसे शीतलन जल आदि।
उपकरण और ग्राउंड फ्लशिंग अपशिष्ट जल;
घरेलू मल-मूत्र।
फार्मास्युटिकल मध्यवर्ती अपशिष्ट जल के उपचार के लिए प्रौद्योगिकी
फार्मास्युटिकल मध्यवर्ती अपशिष्ट जल की विशेषताओं जैसे उच्च सी.ओ.डी., उच्च नाइट्रोजन, उच्च फास्फोरस, उच्च नमक सामग्री, गहरा रंग, जटिल संरचना और खराब जैव अपघटनीयता को देखते हुए, आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली उपचार विधियों में भौतिक रासायनिक उपचार और जैव रासायनिक उपचार प्रक्रिया शामिल है [6]।
अपशिष्ट जल की गुणवत्ता के विभिन्न प्रकारों के अनुसार, भौतिक रासायनिक प्रक्रिया और जैविक प्रक्रिया के संयोजन जैसी विधियों की एक श्रृंखला भी लागू की जाएगी [7]।
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1. भौतिक एवं रासायनिक उपचार प्रौद्योगिकी
वर्तमान में, फार्मास्युटिकल उत्पादन अपशिष्ट जल के लिए मुख्य भौतिक और रासायनिक उपचार विधियों में शामिल हैं: गैस फ्लोटेशन विधि, जमाव अवसादन विधि, सोखना विधि, रिवर्स ऑस्मोसिस विधि, भस्मीकरण विधि और उन्नत ऑक्सीकरण प्रक्रिया [8]।
इसके अतिरिक्त, नाइट्रोजन और फास्फोरस को हटाने के लिए एफई-सी माइक्रो-इलेक्ट्रोलाइसिस और एमएपी अवक्षेपण विधियों जैसी इलेक्ट्रोलाइसिस और रासायनिक अवक्षेपण विधियों का उपयोग भी फार्मास्युटिकल मध्यवर्ती अपशिष्ट जल के उपचार में आमतौर पर किया जाता है।
1.1 जमाव और अवसादन विधि
गलनांक प्रक्रिया एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें पानी में निलंबित कणों और कोलाइडल कणों को रासायनिक एजेंटों को मिलाकर अस्थिर अवस्था में परिवर्तित किया जाता है और फिर उन्हें गुच्छों या पिंडों में एकत्रित किया जाता है जिन्हें आसानी से अलग किया जा सकता है।
वर्तमान में, इस तकनीक का उपयोग आमतौर पर फार्मास्युटिकल अपशिष्ट जल के पूर्व उपचार, मध्यवर्ती उपचार और उन्नत उपचार में किया जाता है [10]।
जमाव और अवसादन की तकनीक में परिपक्व तकनीक, सरल उपकरण, स्थिर संचालन और सुविधाजनक रखरखाव के फायदे हैं।
हालांकि, इस तकनीक के प्रयोग की प्रक्रिया में बड़ी मात्रा में रासायनिक कीचड़ उत्पन्न होगा, जिससे अपशिष्ट जल का पीएच स्तर कम हो जाएगा और उसमें नमक की मात्रा अपेक्षाकृत अधिक हो जाएगी।
इसके अलावा, जमाव और अवसादन तकनीक अपशिष्ट जल में घुले हुए प्रदूषकों को प्रभावी ढंग से नहीं हटा सकती है, न ही यह अपशिष्ट जल में मौजूद विषाक्त और हानिकारक सूक्ष्म प्रदूषकों को पूरी तरह से हटा सकती है।
1.2 रासायनिक अवक्षेपण विधि
रासायनिक अवक्षेपण विधि अपशिष्ट जल में मौजूद प्रदूषकों को हटाने की एक रासायनिक विधि है, जिसमें घुलनशील रासायनिक पदार्थों और अपशिष्ट जल में मौजूद प्रदूषकों के बीच रासायनिक अभिक्रिया होती है, जिससे अघुलनशील लवण, हाइड्रॉक्साइड या जटिल यौगिक बनते हैं।
फार्मास्युटिकल उत्पादों के अपशिष्ट जल में अक्सर अमोनिया नाइट्रोजन, फॉस्फेट और सल्फेट आयनों आदि की उच्च सांद्रता पाई जाती है। इस प्रकार के अपशिष्ट जल के लिए, बाद की जैव रासायनिक उपचार प्रक्रिया के सुचारू संचालन को सुनिश्चित करने के लिए भौतिक और रासायनिक पूर्व-उपचार हेतु अक्सर रासायनिक अवक्षेपण विधि का उपयोग किया जाता है।
जल उपचार की एक पारंपरिक तकनीक के रूप में, रासायनिक अवक्षेपण का उपयोग अक्सर अपशिष्ट जल को नरम करने के लिए किया जाता है।
फार्मास्युटिकल मध्यवर्ती अपशिष्ट जल के उत्पादन प्रक्रिया में उच्च शुद्धता वाले रासायनिक कच्चे माल के उपयोग के कारण, अपशिष्ट जल में अक्सर अमोनिया, नाइट्रोजन, फास्फोरस और अन्य प्रदूषकों की उच्च सांद्रता होती है। मैग्नीशियम अमोनियम फॉस्फेट रासायनिक अवक्षेपण विधि का उपयोग करके इन दोनों प्रदूषकों को एक साथ प्रभावी ढंग से हटाया जा सकता है, और उत्पन्न मैग्नीशियम अमोनियम फॉस्फेट लवण अवक्षेपण को पुनर्चक्रित किया जा सकता है।
मैग्नीशियम अमोनियम फॉस्फेट रासायनिक अवक्षेपण विधि को स्ट्रुवाइट विधि के नाम से भी जाना जाता है।
फार्मास्युटिकल इंटरमीडिएट के उत्पादन प्रक्रिया में, कुछ कार्यशालाओं में अक्सर बड़ी मात्रा में सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग किया जाता है, जिससे अपशिष्ट जल के इस भाग का pH मान कम हो सकता है। अपशिष्ट जल के pH मान को बेहतर बनाने और साथ ही कुछ सल्फेट आयनों को हटाने के लिए, CaO मिलाने की विधि का अक्सर उपयोग किया जाता है, जिसे क्विकलाइम डिसल्फराइजेशन की रासायनिक अवक्षेपण विधि कहा जाता है।
1.3 अधिशोषण
अपशिष्ट जल में प्रदूषकों को सोखने की विधि द्वारा हटाने का सिद्धांत छिद्रयुक्त ठोस पदार्थों का उपयोग करके अपशिष्ट जल में मौजूद कुछ या विभिन्न प्रकार के प्रदूषकों को सोखने को संदर्भित करता है, ताकि अपशिष्ट जल में मौजूद प्रदूषकों को हटाया या पुनर्चक्रित किया जा सके।
सामान्यतः उपयोग किए जाने वाले अधिशोषकों में फ्लाई ऐश, स्लैग, सक्रिय कार्बन और अधिशोषण रेजिन शामिल हैं, जिनमें से सक्रिय कार्बन का उपयोग अधिक आम है।
1.4 वायु उत्प्लावन
वायु प्लवन विधि अपशिष्ट जल उपचार की एक प्रक्रिया है जिसमें अत्यधिक विक्षेपित छोटे बुलबुलों का उपयोग अपशिष्ट जल में मौजूद प्रदूषकों से चिपकने के लिए वाहक के रूप में किया जाता है। प्रदूषकों से चिपकने वाले इन छोटे बुलबुलों का घनत्व पानी के घनत्व से कम होता है और वे ऊपर तैरते हैं, जिससे ठोस-तरल या तरल-तरल पृथक्करण संभव हो पाता है।
वायु प्लवन के रूपों में घुलित वायु प्लवन, वातित वायु प्लवन, विद्युत अपघटन वायु प्लवन और रासायनिक वायु प्लवन आदि शामिल हैं [18], जिनमें से रासायनिक वायु प्लवन उच्च निलंबित पदार्थ सामग्री वाले अपशिष्ट जल के उपचार के लिए उपयुक्त है।
वायु प्लवन विधि में कम निवेश, सरल प्रक्रिया, सुविधाजनक रखरखाव और कम ऊर्जा खपत के फायदे हैं, लेकिन यह अपशिष्ट जल में घुले हुए प्रदूषकों को प्रभावी ढंग से नहीं हटा सकती है।
1.5 विद्युत अपघटन
इलेक्ट्रोलाइटिक प्रक्रिया में लगाए गए करंट का उपयोग करके रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला उत्पन्न की जाती है, जिससे अपशिष्ट जल में मौजूद हानिकारक प्रदूषकों का रूपांतरण होता है और उन्हें हटाया जाता है। इलेक्ट्रोलाइटिक प्रक्रिया की प्रतिक्रिया का सिद्धांत यह है कि इलेक्ट्रोलाइट विलयन में इलेक्ट्रोड सामग्री और इलेक्ट्रोड की प्रतिक्रिया के माध्यम से, नए पारिस्थितिक ऑक्सीजन और हाइड्रोजन [H] उत्पन्न होते हैं और रेडॉक्स प्रतिक्रिया के माध्यम से अपशिष्ट जल प्रदूषकों को हटाया जाता है।
अपशिष्ट जल उपचार में विद्युत अपघटन विधि उच्च दक्षता और सरल संचालन क्षमता प्रदान करती है। साथ ही, विद्युत अपघटन विधि अपशिष्ट जल में मौजूद रंगीन पदार्थों को प्रभावी ढंग से हटा सकती है और अपशिष्ट जल की जैव अपघटनीयता को प्रभावी रूप से बढ़ा सकती है।
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2. उन्नत ऑक्सीकरण प्रौद्योगिकी
उन्नत ऑक्सीकरण प्रौद्योगिकी, एक नई जल उपचार प्रौद्योगिकी के रूप में, कई फायदे प्रदान करती है, जैसे कि प्रदूषकों के निम्नीकरण की उच्च दक्षता, प्रदूषकों का अधिक व्यापक निम्नीकरण और ऑक्सीकरण और द्वितीयक प्रदूषण का अभाव।
उन्नत ऑक्सीकरण प्रौद्योगिकी, जिसे गहन ऑक्सीकरण प्रौद्योगिकी के रूप में भी जाना जाता है, एक भौतिक और रासायनिक उपचार प्रौद्योगिकी है जो प्रतिरोधी कार्बनिक प्रदूषकों को विघटित करने के लिए अत्यधिक सक्रिय मुक्त कणों (जैसे ·OH) को उत्पन्न करने के लिए ऑक्सीकारक, प्रकाश, बिजली, ध्वनि, चुंबकत्व और उत्प्रेरक का उपयोग करती है।
फार्मास्युटिकल अपशिष्ट जल उपचार के क्षेत्र में, उन्नत ऑक्सीकरण प्रौद्योगिकी व्यापक अनुसंधान और ध्यान का केंद्र बन गई है।
उन्नत ऑक्सीकरण प्रौद्योगिकी में मुख्य रूप से विद्युत रासायनिक ऑक्सीकरण, रासायनिक ऑक्सीकरण, अल्ट्रासोनिक ऑक्सीकरण, आर्द्र उत्प्रेरक ऑक्सीकरण, फोटोकैटलिटिक ऑक्सीकरण, मिश्रित उत्प्रेरक ऑक्सीकरण, सुपरक्रिटिकल जल ऑक्सीकरण और उन्नत ऑक्सीकरण संयुक्त प्रौद्योगिकी शामिल हैं।
रासायनिक ऑक्सीकरण विधि में अपशिष्ट जल में मौजूद कार्बनिक प्रदूषकों को ऑक्सीकृत करने के लिए रासायनिक एजेंटों का उपयोग किया जाता है या कुछ विशेष परिस्थितियों में प्रबल ऑक्सीकरण द्वारा प्रदूषकों को हटाया जाता है। रासायनिक ऑक्सीकरण विधियों में ओजोन ऑक्सीकरण, फेंटन ऑक्सीकरण विधि और गीली उत्प्रेरक ऑक्सीकरण विधि शामिल हैं।
2.1 फेंटन ऑक्सीकरण प्रक्रिया
फेंटन ऑक्सीकरण विधि एक उन्नत ऑक्सीकरण विधि है जो वर्तमान में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है। इस विधि में फेरिक लवण (Fe2+ या Fe3+) को उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है, जिससे H2O2 मिलाने पर प्रबल ऑक्सीकरण के साथ ·OH उत्पन्न होता है। यह कार्बनिक प्रदूषकों के साथ गैर-चयनात्मक ऑक्सीकरण अभिक्रिया करके प्रदूषकों का निम्नीकरण और खनिजीकरण कर सकता है।
इस विधि के कई फायदे हैं, जिनमें तीव्र प्रतिक्रिया गति, द्वितीयक प्रदूषण का अभाव और प्रबल ऑक्सीकरण क्षमता आदि शामिल हैं। रासायनिक ऑक्सीकरण की प्रक्रिया में गैर-चयनात्मक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया के कारण फेंटन ऑक्सीकरण विधि का उपयोग आमतौर पर फार्मास्युटिकल अपशिष्ट जल उपचार में किया जाता है, और यह विधि अपशिष्ट जल की विषाक्तता और अन्य विशेषताओं को कम कर सकती है।
2.2 विद्युत रासायनिक ऑक्सीकरण विधि
विद्युतरासायनिक ऑक्सीकरण विधि में इलेक्ट्रोड सामग्री का उपयोग करके सुपरऑक्साइड मुक्त मूलक ·O2 और हाइड्रॉक्सिल मुक्त मूलक ·OH उत्पन्न किए जाते हैं, जिनमें से दोनों में उच्च ऑक्सीकरण गतिविधि होती है, जो अपशिष्ट जल में कार्बनिक पदार्थों को ऑक्सीकृत कर सकते हैं, और इस प्रकार प्रदूषकों को हटाने के उद्देश्य को प्राप्त कर सकते हैं।
हालांकि, इस विधि में ऊर्जा की खपत और लागत दोनों ही अधिक होती हैं।
2.3 फोटोकैटलिटिक ऑक्सीकरण
फोटोकैटलिटिक ऑक्सीकरण जल उपचार प्रौद्योगिकी में एक अपेक्षाकृत कुशल उपचार तकनीक है, जो अपशिष्ट जल में अधिकांश अपचायक प्रदूषकों के उत्प्रेरक ऑक्सीकरण को अंजाम देने के लिए उत्प्रेरक सामग्री (जैसे TiO2, SrO2, WO3, SnO2, आदि) का उपयोग उत्प्रेरक वाहक के रूप में करती है, ताकि प्रदूषकों को हटाने का उद्देश्य प्राप्त किया जा सके।
क्योंकि फार्मास्युटिकल अपशिष्ट जल में निहित अधिकांश यौगिक अम्लीय समूहों वाले ध्रुवीय पदार्थ या क्षारीय समूहों वाले ध्रुवीय पदार्थ होते हैं, इसलिए ऐसे पदार्थों को प्रकाश द्वारा प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से विघटित किया जा सकता है।
2.4 अतिक्रांतिक जल ऑक्सीकरण
अतिक्रांतिक जल ऑक्सीकरण (SCWO) एक प्रकार की जल उपचार तकनीक है जो जल को माध्यम के रूप में लेती है और अतिक्रांतिक अवस्था में जल की विशेष विशेषताओं का उपयोग करके प्रतिक्रिया दर को बढ़ाती है और कार्बनिक पदार्थों का पूर्ण ऑक्सीकरण करती है।
2.5 उन्नत ऑक्सीकरण संयुक्त प्रौद्योगिकी
प्रत्येक उन्नत ऑक्सीकरण प्रौद्योगिकी की अपनी सीमाएँ होती हैं। अपशिष्ट जल उपचार की दक्षता में सुधार करने के लिए, उन्नत ऑक्सीकरण प्रौद्योगिकियों की एक श्रृंखला को एक साथ समूहीकृत किया जाता है, जिससे उन्नत ऑक्सीकरण प्रौद्योगिकियों का संयोजन बनता है, या ऑक्सीकरण क्षमता और उपचार प्रभाव को बेहतर बनाने और बड़े पैमाने पर फार्मास्युटिकल अपशिष्ट जल उपचार में जल गुणवत्ता परिवर्तनों को पूरा करने के लिए एक उन्नत ऑक्सीकरण प्रौद्योगिकी को अन्य प्रौद्योगिकियों के साथ मिलाकर नई तकनीक विकसित की जाती है।
यूवी-फेंटन, यूवी-एच2ओ2, यूवी-ओ3, अल्ट्रासोनिक फोटोकैटलिसिस, सक्रिय कार्बन फोटोकैटलिसिस, माइक्रोवेव फोटोकैटलिसिस और फोटोकैटलिसिस, आदि। वर्तमान में, सबसे व्यापक रूप से अध्ययन की जाने वाली ओजोन संयोजन प्रौद्योगिकियां हैं [36]:
ओजोन सक्रिय कार्बन प्रक्रिया, O3-H2O2 और UV-O3, दुर्दम्य अपशिष्ट जल के उपचार प्रभाव और इंजीनियरिंग अनुप्रयोग से, O3-H2O2 और UV-O3 में अधिक विकास क्षमता है।
सामान्य फेंटन संयोजन प्रक्रिया में सूक्ष्म-विद्युत अपघटन फेंटन विधि, लौह बुरादा H2O2 विधि, फोटोकेमिकल फेंटन विधि (जैसे सौर फेंटन विधि, यूवी-फेंटन विधि, आदि) शामिल हैं, लेकिन विद्युत फेंटन विधि का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
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3. जैव रासायनिक उपचार प्रौद्योगिकी
अपशिष्ट जल उपचार में जैव रासायनिक उपचार प्रौद्योगिकी मुख्य प्रौद्योगिकी है, जो सूक्ष्मजीवों की वृद्धि, चयापचय, प्रजनन और अन्य प्रक्रियाओं के माध्यम से अपशिष्ट जल में मौजूद कार्बनिक पदार्थों को विघटित करती है, अपनी आवश्यक ऊर्जा प्राप्त करती है और कार्बनिक पदार्थों को हटाने के उद्देश्य को पूरा करती है।
3.1 अवायवीय जैविक उपचार प्रौद्योगिकी
अवायवीय जैविक उपचार प्रौद्योगिकी में आणविक ऑक्सीजन की अनुपस्थिति वाले वातावरण में, अवायवीय जीवाणु चयापचय का उपयोग किया जाता है, जिसमें जलोढ़ अम्लीकरण, हाइड्रोजन उत्पादन, एसिटिक एसिड और मीथेन उत्पादन जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से वृहद अणुओं को, जिन्हें विघटित करना कठिन होता है, CH4, CO2, H2O और छोटे आणविक कार्बनिक पदार्थों में परिवर्तित किया जाता है।
सिंथेटिक फार्मास्युटिकल अपशिष्ट जल में अक्सर बड़ी संख्या में चक्रीय अपघटनीय कार्बनिक पदार्थ होते हैं, जिन्हें वायवीय बैक्टीरिया द्वारा सीधे विघटित और उपयोग नहीं किया जा सकता है, इसलिए वर्तमान अवायवीय उपचार तकनीक देश और विदेश में फार्मास्युटिकल अपशिष्ट जल उपचार के क्षेत्र में मुख्य साधन बन गई है [43]।
अवायवीय जैविक उपचार प्रौद्योगिकी के कई फायदे हैं: अवायवीय रिएक्टर संचालन प्रक्रिया में वायु संचार की आवश्यकता नहीं होती है, ऊर्जा की खपत कम होती है;
अवायवीय प्रवाह वाले पानी में कार्बनिक पदार्थों की मात्रा आमतौर पर अधिक होती है।
कम पोषक तत्वों की आवश्यकता;
अवायवीय रिएक्टर में गाद की मात्रा कम होती है, और गाद आसानी से निर्जलित हो जाती है।
अवायवीय प्रक्रिया में उत्पादित मीथेन को ऊर्जा के रूप में पुनर्चक्रित किया जा सकता है।
हालांकि, अवायवीय अपशिष्ट को मानक के अनुरूप नहीं छोड़ा जा सकता है, और इसे अन्य प्रक्रियाओं के साथ मिलाकर आगे उपचारित करने की आवश्यकता होती है। हालांकि, अवायवीय जैविक उपचार तकनीक पीएच मान, तापमान और अन्य कारकों के प्रति संवेदनशील होती है। यदि इनमें अधिक उतार-चढ़ाव होता है, तो अवायवीय प्रतिक्रिया सीधे प्रभावित होगी, और परिणामस्वरूप अपशिष्ट की गुणवत्ता भी प्रभावित होगी।
3.2 एरोबिक जैविक उपचार प्रौद्योगिकी
एरोबिक जैविक उपचार तकनीक एक ऐसी जैविक उपचार तकनीक है जो विघटित कार्बनिक पदार्थों को हटाने के लिए एरोबिक बैक्टीरिया के ऑक्सीडेटिव अपघटन और आत्मसात संश्लेषण का उपयोग करती है। एरोबिक जीवों की वृद्धि और चयापचय के दौरान, बड़ी संख्या में प्रजनन होता है, जिससे नया सक्रिय कीचड़ उत्पन्न होता है। अतिरिक्त सक्रिय कीचड़ अवशिष्ट कीचड़ के रूप में बाहर निकल जाता है, और साथ ही अपशिष्ट जल का शुद्धिकरण भी हो जाता है।

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