Behandlung von Arzneimittelrückständen

Pharmazeutische Rückstände in Abwasserströmen stellen erhebliche Umweltprobleme dar. Substanzen wie Antibiotika (z.B. Amoxicillin und Ciprofloxacin), Betablocker und Medikamente wie Morphin und Codein sind in Kläranlagen aufgrund ihrer komplexen chemischen Strukturen schwierig und oft unmöglich zu behandeln. Solche Stoffe wirken sich negativ auf Fische, Pflanzen und ganze Ökosysteme aus und reichern sich mit der Zeit an, da sie nicht biologisch abbaubar sind.

Pharmazeutische Ozonbehandlung

Bakterien können auch Resistenzen gegen Antibiotika entwickeln, weshalb sie einen wesentlichen Beitrag zum wachsenden globalen Problem der nicht wirksamen Antibiotika-Behandlung beim Menschen leisten. In Krankenhäusern haben sich jodhaltige Kontrastmittel (ICM) auf herkömmliche Weise als schwierig zu behandeln erwiesen.

Es gibt heute eine Reihe von Techniken, die als Ergänzung zur sekundären, biologischen Behandlung in Kläranlagen dienen können.

Pulverförmige Aktivkohle (PAC)

PAC wirkt als effektiver Mikroschadstofffilter und kann als tertiärer Behandlungsschritt in der Abwasserreinigung eingesetzt werden. Es kann bis zu 86% der Arzneimittelrückstände durch Adsorption entfernen und sorgt nicht nur für die Umwandlung der Zielsubstanzen, sondern auch für deren Entfernung.

UV

UV ist eine kosteneffiziente Methode, um klares Abwasser zu behandeln, hat aber nur begrenzte Fähigkeit, pharmazeutische Rückstände abzubauen. Es wurde von Kovalova, et al .(2013) berichtet, dass 33% der Mikroschadstoffe im Durchschnitt durch die Anwendung dieser Technologie entfernt werden können. UV kann KM mit hohen Dosierungen wie Diatrizoat und Iopamidol effektiv entfernen.

Ozonbehandlung

Ozon ist ein starkes Oxidationsmittel, das chemische Bindungen in komplexen Molekülen effektiv auflöst und somit eine effiziente Methode zur Entfernung von Pharmazeutika im Abwasser darstellt. Ozon kann auch in Advanced Oxidation Processes (AOP) eingesetzt werden, um die Radikalbildung zusätzlich zur natürlichen Bildung durch Ozonreaktionen zu fördern. Es hat sich gezeigt, dass bis zu 100% der pharmazeutischen Mikroschadstoffe mit Ozon entfernt werden können. Üblich ist ein Anwendungsbereich von 0,3 bis 1,2 g O3/g DOC (Dissolved Organic Carbon) nach Barasel, et al. (2015).

Ozonetech hat eine Reihe von Projekten mit 100%iger Entfernung von Arzneimittelrückständen im Prozesswasser durchgeführt. Die folgende Abbildung zeigt den tatsächlichen Abbau eines üblichen Arzneimittelrückstands nach Ozon und Ozon-AOP-Verfahren.

Behandlung von Arzneimittelrückständen mit Ozon

Ozon ist hochwirksam gegen die meisten Pharmazeutika, die in Produktionsabwässern und Kläranlagen vorkommen.

Wichtigste Quellen für Arzneimittelrückstände

Krankenhäuser

Pharmazeutika finden sich in natürlichen Gewässern als Folge der Spülung von Restprodukten in Privathaushalten, aber eine große Quelle sind Krankenhäuser. Daher sollte die Ozontechnologie zur Leistungssteigerung von Krankenhauskläranlagen oder als tertiäre Behandlungsstufe in kommunalen Kläranlagen in Betracht gezogen werden. Es wurde festgestellt, dass Krankenhäuser rund 20 % der Arzneimittelbelastung in Abwasserkanälen verursachen, wie vom EU-Projekt PILLS berichtet.

Pharmazeutische Emissionen, die mit Ozonbehandlung vermieden werden können.

Pharmazeutische Industrie

In der Pharmaindustrie können Maßnahmen ergriffen werden, um Arzneimittelrückstände aus dem Abwasser des Produktionsprozesses zu entfernen. Die Industrie ist eine wichtige Quelle für pharmazeutische Mikroschadstoffe, die in kommunalen Kläranlagen identifiziert werden können. Die Forderung an die Hersteller, Arzneimittelrückstände vor der Abgabe des Prozessabwassers zu beseitigen, steigt.

Es gibt drei Hauptmethoden, um Rückstände am Produktionsstandort zu behandeln:

Methoden zur Behandlung von Arzneimittelrückständen beim Hersteller: Vorteile und Herausforderungen.

Methode Vorteile Herausforderungen
Verbrennung von mikroschadstoffhaltigem Prozessabwasser Behandlung vor Ort. Keine Kosten für Transport und Bearbeitung durch Dritte. Kostspielig. Das Erhitzen und Verdampfen von Wasser und die anschließende Verbrennung von Arzneimittelrückständen ist mit einem sehr hohen Energieverbrauch verbunden. Kann eine hohe Standfläche und eine neue mechanische Installation erfordern.
Zerstörung außerhalb des Geländes. Transport zu einem externen Recyclingunternehmen. Geplanter Versand und Vernichtung durch Dritte. Sehr hohe Kosten. Gebühren und Kosten im Zusammenhang mit der Bearbeitung durch Dritte. Erfordert Puffertank und Umgang mit Prozesswasser zwischen der Sammlung des Prozesswassers.
Ozonbehandlung von Arzneimittelrückständen Behandlung vor Ort und auf Anfrage. Systemfläche weniger als 4 qm. Sehr niedrige Betriebskosten. Sicher. Amortisation 0,5 - 2 Jahre. Neue mechanische Installation, aber mit geringem Platzbedarf.

Die Ozontechnologie bietet eine kostengünstige Alternative zur traditionellen Vernichtung durch Verbrennung. Ozonetech setzt die RENA CIP oder RENA AOP Systeme ein, um diese Mikroschadstoffe abzubauen, was große Mengen an Betriebskosten im Zusammenhang mit der Zerstörung einspart. Die folgende Abbildung zeigt Schätzungen der Betriebskosten im Vergleich zur Erwärmung und Verdampfung von Prozesswasser und zur Ozonbehandlung von Mikroschadstoffen. Bitte beachten Sie, dass die Handhabungskosten für die Verbrennung außerhalb des Standortes im folgenden Vergleich nicht enthalten sind.

Energieeinsparung: Ozon vs. Verbrennung zur Behandlung von Arzneimittelrückständen

Die Grafik zeigt die Betriebskosten für die Beseitigung pharmazeutischer Mikroschadstoffe durch Ozonbehandlung oder Verbrennung. Auch wenn der Prozessabwasserstrom in einer pharmazeutischen Anlage typischerweise zwischen 0,5 und 2 m3/Tag liegt, sind die damit verbundenen Kosten potenziell hoch. Dies kann durch eine Ozonbehandlung vermieden werden.

Anwendbarkeit

Ozon kann nachweislich Dutzende von weit verbreiteten Pharmazeutika molekular abbauen, wie z.B:

  • Paracetamol
  • Codein
  • Propofol
  • Diclophenac

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