İlaç Endüstrisinde Formülasyon Alt Kategorisi İçin Kaynak Bazında Atıksu Karakterizasyonu Ve Arıtılabilirlik Çalışması

Abstract

Bu çalışmanın amacı,ilaç endüstrisinin formülasyon altkategorisinden kaynak bazında oluşan atıksuların ürün esas alınarak miktarların belirlenmesi, karakterizasyon çalışmasının yürütülmesi, proses ve kirlenme profillerinin elde edilmesi; ürün cinsine bağlı olarak arıtılabilirliğinin araştırılması ve bunlara paralel olarak en uygun arıtma düzenin tanımlanmasıdır. İlaç endüstrisi formülasyon altkategorisi atıksuları birbirinden farklı yapıda çeşitli ilaçların hazırlanması sırasında meydana gelmektedir. Üretimden kaynaklanan bu atıksular ürüne bağlı olarak farklı karakter sergilemekle birlikte bunların miktar ve oluşum sıklıkları da değişim göstermektedir. Bu nedenle formülasyon altkategorisinden oluşan atıksuların ürüne bağlı olarak, kaynaklarının, miktarlarının ve karakterinin belirlenmesi önem taşımaktadır. Bu hususlar dikkate alınarak, öncelikle ilaç endüstrisi incelenmiş atıksu oluşturan prosesler belirlenmiştir. İlaç endüstrisi üretim proseslerin çoğu kesikli proseslerdir. Bu nedenle her bir ürünün üretim esnasında kullanılan prosesler değerlendirilerek, her bir proses atıksuyunu temsil edici şekilde numune alınmıştır ve debileri oranında karıştırılarak kompozit numuneler oluşturulmuştur. Ürün yapımında kullanılan hammadde ve katkı maddeleri dikkate alınarak tespit edilen kirletici parametreler çerçevesinde, her bir ürünün atıksu karakterizasyonu yapılmıştır. Atıksu karakterizasyonu yapılan numuneler ile ürün bazında arıtılabilirlilik çalışmaları planlanmıştır. Bu çalışmanın temelini biyolojik arıtma oluşturmuştur. Biyolojik arıtmaya yardımcı olacak şekilde bazı ön arıtma çalışmaları yapılmıştır. Bu ön arıtmanın ilk aşamasını basit çöktürme ouşturmuştur. AKM değeri yüksek atıksu numunelerine uygulanmıştır. Bu çalışmanın amacı, biyolojik arıtmaya verilecek atıksuyun kirlilik yükünü azaltmak ve AKM’nin biyolojik arıtma esnasında oluşturacağı problemleri ortadan kaldırmaktır. Biyolojik arıtmaya cevap vermeyen atıksulara, ozonla oksidasyon uygulanarak atıksu yapısını biyolojik olarak arıtılmaya uygun hale getirilmesi amaçlanmıştır. Sonuç olarak, kaynak bazında yapılan atıksu karakterizasyonu ve arıtılabilirlilik çalışmaları ile işletme esnasında, her bir ürünün atıksu miktarı ve yaratacağı problemler önceden belirlendiği için ona uygun çözümler üretilmesine olanak sağlayacaktır. Bu çalışma esnasında arıtılabilirlik çalışmaları üç kademede yapılmıştır. A) Direkt biyolojik arıtmaya verilen atıksular . Bu atıksuların arıtılması esnasında 0.1-0.73 g KOİ/g UAKM gün F/ M organik yüklemelerde çalıştırılan reaktörlerde %90- 95 KOİ giderimi sağlanmıştır. B) İkinci adımda ise biyolojik arıtmaya yardımcı olmak amacıyla basit çöktürmenin yararlı olacağına inanılan AKM değeri yüksek atıksulara uygulanan ön işlem sonrası biyolojik arıtma çalışmalarıdır. Çiğneme tablet atıksuyu basit çöktürme sonrası biyolojik arıtmaya verildiğinde 0.1-0.37 g KOİ/ g UAKM gün F/M organik yüklemelerde % 90 nın üzerinde KOİ giderimi sağlanmıştır. C) Son adımda biyolojik arıtmaya cevap vermeyen atıksulara ozonla kimyasal oksidasyon uygulanmıştır. Oksidasyon sonrası numuneye yapılan KOİ ve BOİ5 deneyleri değerlendirilmiştir. Başlangıçta 10.2 olan KOİ/ BOİ5 oranı oksidasyon sonrası 4.67 olmuştur. Elde edilen bu sonuçlar, oksidasyon uygulanan bu numunenin biyolojik arıtılabilirliği artığını ortaya koymuştur.

The aim of this study is to determine the source-based wastewater generation originating from formulation subcategory of a pharmaceutical industry with regard to product amount, to perform source-based conventional wastewater characterization,. to assess process and pollution profiles, to investigate the treatment alternatives according to product type and to define the appropriate treatment technology by evaluating the results obtained. Pharmaceutical industry formulation subcategory wastewaters result in production of different pharmaceuticals with variable structure. Wastewater characterization, wastewater amount and wastewater generation frequency differ due to variability of the product type. Therefore the determination of the sources, amounts and characterization of formulation subcategory wastewaters play an important part in assessing process and pollution profiles. Regarding to the systematic approach used in this study in terms of the identification of process and pollution profiles, the pharmaceutical industry was investigated and producton processes generating wastewater was established in a case study. Most of the production processes involved in the plant operation are in batch systems. Therefore, an important task is the selection of waste streams that are likely to represent the process wastewater effluent for further experimental evaluation. After sampling from every discharge representing the process wastewater effluent, flow proportional composite samples were prepared. Wastewater characterization of the effluents from each product were carried out in terms of pollution parameters that are relevant to common active and additive materials used in production. This type of an evaluation by wastewater characterization from each product also enabled the product-based treability studies. The significant part of the treatability studies was based on biological treatment. Pre-treatment alternatives were applied from the standpoint of reducing the contents pollution parameters to acceptable levels as well as to enhance biolojical treatagility before biological treatment. In the context of pre-treatment alternatives, plain settling was conducted on wastewaters with a high TSS content. The purpose of this application was to minimize the pollution load, especially originating from TSS before biological treatment. Oxidation studies using ozone were carried out on wastewaters that were found to be resistant to biological treatment, with the aim of increasing the biodegradability after chemical oxidation. As a conclusion derived from experimental results, the source-based wastewater characterization and treatability studies enable appropriate solutions for problems that can be involved in pharmaceutical industry formulation subcategory wastewaters. Wastewater produced from pharmaceutical industry was treated in 3 groups. The first group contains the sources that produce readily biodegradable wastewater. These wastewater were biologically treated to yield up to % 95 COD removal at 0.22-0.69 g COD / VSS. day of F/M ratio. The second group of wastewater treatment includes wastewaters with high TSS content. These wastewaters, were biological treated, after plain settling and achieved %94 COD removal between F/M ratios of 0.1-0.32 g COD/ g VSS. day. The last group of treatment is the wastewater found to be resistant to biological treatment. Oxidation studies using ozone were carried out on these wastewaters. After oxidation studies COD/ BOD5 of the sample was decreased. This ratio shows that after chemical oxidation the biodegradability of sample increasing.