Застосування мембранних біореакторів для очищення стічних вод від біорезистентної фармацевтичної продукції
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.45.14573Ключові слова:
біологічне очищення, біомембранна установка, життєвий цикл, мембранний біореактор, стічні води, фармацевтична продукція, фармацевтичні відходиАнотація
У статті розглядається негативний вплив на навколишнє середовище неліквідних фармацевтичних препаратів, які належним чином не утилізуються. Значною проблемою є те, що у країнах ЄС близько 140 тисяч тон фармацевтичних препаратів не використовуються і перетворюються на відходи, а близько 30 % з них не утилізуються належним чином. Не дивлячись на те, що законодавство ЄС вимагає створення системи збору та утилізації невикористаних препаратів при медичних установах, на сьогодні такої системи не існує. Одними з основних шляхів потрапляння фармпрепаратів у поверхневі та ґрунтові води є каналізаційні стічні води фармацевтичних заводів, міські каналізаційні стоки, стічні води лікарень, а також полігони твердих побутових відходів. Визначення концентрацій усіх фармпрепаратів у стоках не завжди є можливим. Тому проблема їх видалення зі стічних вод є на сьогодні актуальною. У статті запропоновано порівняльний аналіз ефективності відомих методів і технологій для очищення стічних та інших вод від фармацевтичних препаратів. Показано, що існуючі в Україні очисні споруди не пристосовані для ні для видалення ні для розкладання лікарських засобів. Відсутня також нормативно-правова база, що регламентує скидання у водні об’єкти органічних мікрозабруднювачів. Зроблено висновок про необхідність розгляду життєвого циклу фармпрепаратів. Стратегічний підхід до впливу фармакологічної промисловості на довкілля має визначати конкретні дії на усіх стадіях життєвого циклу, від їх дослідження, проектування й розробки до остаточної утилізації. Сформовано рекомендації щодо використання мембранних біореакторів для видалення фармпрепаратів зі стічних вод. Запропоновано блок-схему універсального двоступеневого мембранного біореактора, що призначений для проведення як процесів біосинтезу із застосуванням мікроорганізмів-продуцентів, так і процесів біоконверсії з одночасним очищенням і концентруванням цільових біологічно-активних речовин. Показано переваги застосування таких схем, а також сформовано рекомендації щодо використання методів розрахунку очисних установокПосилання
Розпорядження КМУ від 08.11.2017 № 820-р. Про схвалення Національної стратегії управління відходами в Україні до 2030 року. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/820-2017-%D1%80.
СТ-Н МОЗУ 42-4.0:2016. Лікарські засоби. Належна виробнича практика. К.: МОЗ України. 2016. 335 с.
Вовк О. О., Бойченко С. В. Причинно-наслідковий аналіз стану екологічної безпеки під час виробництва та використання фармацевтичної продукції. Наукоємні технології. 2017. Т. 33. № 1. С. 71-77. DOI: 10.18372/2310-5461.33.11562
Екологічна відповідальність: досвід ЄС та можливості для України. Аналітичний документ. Ресурсно-аналітичний центр «Суспільство і довкілля». 2018. 42 с. URL: http://www.rac.org.ua/priorities/ environmental-dimension-of-european-integration/eld-directive.
Долина Л. Ф., Савіна О. П. Очищення вод від залишків лікарських препаратів. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту. 2018. № 3 (75). С. 36–51.
Ремез Н. С., Бойко А. Г. Зменшення споживання води за рахунок альтернативного знешкодження фізіологічних відходів людини. Наукоємні технології. 2017. № 2 (34). С. 158-161. DOI: 10.18372/2310-5461.34.11614
Баренбойм Г. М., Чиганова М. А. Загрязнение поверхностных и сточных вод лекарственными препаратами. Вода: химия и экология. 2012. № 10. С. 40-46.
Баренбойм Г. М., Чигано М. А. Загрязнение поверхностных и сточных вод лекарственными препаратами. Вода: Химия и экология. 2012. №10. С. 40–46.
Dolina L. F., Mashykhina P. B., Dolina D. A. Technology for water purification from residues of drugs and plastic. Наука та прогрес транспорту. 2019. № 4. С. 26–36.
Шаманський С. Й., Бойченко С. В. Енергоефективна та екологічно безпечна технологія стабілізації осадів стічних вод авіапідприємств. Восточно-европейский журнал передовых технологий. 2015. №5/8 (77). С. 39–45.
Кудряшов В. Л. Мембранный биореактор – новое гибридное оборудование для производства пищевых БАВ, биопрепаратов и очистки стоков. Пищевая промышленность. 2018. № 1. С. 14–18.
Баландина А. Г., Хангильдин Р. И., Ибрагимов И. Г., Мартяшева В. А. Развитие мембранных технологий и возможность их применения для очистки сточных вод предприятий химии и нефтехимии. Нефтегазовое дело (электронный научный журнал). 2015 № 5 (34). С. 158-161.
Абдуллин И. Ш., Ибрагимов Р. Г., Парошин В. В., Зайцева О. В. Композиционные мембраны. Вестник Казанского технологического университета. 2012. № 15. С. 67-75.
Кулагин В. А., Ивченко О. А., Кулагина Л. В. Актуальные тенденции развития мембранных технологий. Журнал Сибирского федерального университета. Техника и технологии. 2017. № 10(1). С. 24-35.
Латыпов Э. Д., Шавалиев М. Ф. Использование мембран и мембранных технологий для биотехнологических производств. Вестник Казанского технологического университета. 2016. № 8. С. 134-138.
Абдуллин И. Ш., Ибрагимов Р. Г., Парошин В. В., Зайцева О. В. Модификация композиционных мембран. Вестник Казанского технологического университета. 2012. № 15. С. 76-84.
Шпаков А. Антибиотики и стероиды отравляют сточные воды: Смерть из канализации Коммерсант. 1999. URL: https://www.kommersant.ru/doc/220792. (Accessed : 04.06.2019).
Лившиц В. Лекарства как экологическая проблема URL:http://proza.ru/2013/02/27/1830 (дата звернення 19.06.2018).
Бактерии обзавелись иммунитетом. Санкт-Петербургские Ведомости. 2014. URL: https://spbvedomosti.ru/news/obshchestvo/bakterii_obzavelis_immunitetom/ (04.06.2018).
Probe: Pharmaceuticals In Drinking Water (n.d.). Retrived from URL: https://www.cbsnews.com/news/probe-pharmaceuticals-in-drinking-water/ (24.02.2020).
Антибиотики в воде! URL: http://www.vetom.com.ua/news/url/antibiotiki_v_vode (24.02.2020).
Boichenko M. S., Vovk O. O., Boichenko S. V., Shamanskyi S. I. Perspectives of wastewater purification from biorezistant pharmaceutical products and biogenic elements. Энерготехнологии и ресурсосбережение. 2018. №3. С. 62–72.
Кримець Г. В., Хондока Т. А. Advanced oxidation processes для очистки сточных вод фармацевтических предприятий от антибиотиков. Молодий вчений. 2018. №2 (54). С. 442–444.
Гала Л. О. Розроблення сучасних підходів до формування екологічної відповідальності аптечних працівників за належне знищення лікарських засобів. Фармацевтичний журнал. 2019. № 4. С. 12-22.
Бодік І., Пітер Р. Стійка санітарія в Центральній та Східній Європі відповідаючи потребам малих та середніх населених пунктів. Словакія: UVTIP Nitra, 2008. 90с.
Левандовський Л. В., Бублієнко М. О., Семенова О. І. Природоохоронні технології та обладнання. К.: НУХТ, 2013. 243 с.
Волошин М. Д., Щербак О. Л., Черненко Я. М., Корнієнко І. М. Удосконалення технології біологічної очистки стічних вод. Дніпродзержинськ: Дніпродзержинський державний технічний університет, 2009. 230 с.
Петрук В. Г., Северин Л. І., Васильківський І. В., Безвозюк І. І. Природоохоронні технології. Навчальний посібник. Ч.2 : Методи очищення стічних вод. Вінниця : ВНТУ. 2014. 258 с.
Яковлев С. В., Карюхина Т. А., Рыбаков С. А. и др. Очистка сточных вод предприятий химико-фармацевтической промышленности. М.: Стройиздат. 1985. 252 с.
Куц А. М., Шиян П. Л., Домарецький В. А., Мельник І. В. Інноваційна анаеробно-аеробна технологія очистки стічних вод та відходів підприємств харчової промисловості. Наукові праці Одеської національної академія харчових технологій. Випуск 40. Том 2. 2011. С. 83–87.
Стабніков В. П. Розробка способу анаеробного очищення стічних вод з використанням залізовідновлювальних бактерій: Автореф. дис. … канд. техн. наук: 03.00.20 «Біотехнологія». К.: Національний університет харчових технологій, 2006. 21 с.
Саблій Л. А., Кузьмінський Є. В., Жукова В. С., Бляшина М. В. Технологія біологічного очищення стічних вод української антарктичної станції академік Вернадський. Український антарктичний журнал. 2014. № 13. С. 281-287.
Лаптев А. Г., Фарахов М. И., Башаров М. М. и др. Энерго- и ресурсосберегающие технологии и аппараты очистки жидкостей в нефтехимии и энергетике. Казань.: Отечество. 2012. 410 с.
Никовская Г. Н., Калиниченко К. В. Биотехнология утилизации осадков муниципальных сточных вод. Biotechnologia Acta. 2014. Т. 7. № 3. С. 21-32. URL: http://nbuv.gov.ua.
Степанов С. В., Стрелков А. К., Сташок Ю. Е. и др. Очистка сточных вод Сызранского НПЗ в мембранном биореакторе. Водоснабжение и санитарная техника. 2012. № 3. С. 23-35.
Видякин М. Н., Поляков А. М., Соловьев С. А. Краткий анализ рынка оборудования технологии мембранного биореактора (МБР). Вода Magazine. 2009. № 6. С. 12-24.
Морозова К. М. Принципы расчета систем биологической очистки сточных вод. Водоснабжение и санитарная техника. 2009. № 1. С. 12-24.
Степанов С. В., Швецов В. Н., Морозова К. М., Беляков А. В. Исследование технологии нитри-денитрификации для очистки нефтесодержащихсточных вод. Водоснабжение и санитарная техника. 2013. № 5.
Швецов В. Н., Морозова К. М. Расчет сооружений биологической очистки сточныхвод с удалением биогенных элементов. Сборник докладов научно-техн. конф. к 100-летию журнала Водоснабжение и санитарная техника. М., 2013.
Вовк О. О., Бойченко М. С., Матвєєва І. В., Жук О. В., Бойченко С. В. Бактеріофаги: нова парадигма та переваги перед антибіотиками у лікувально-профілактичних цілях. Наукоємні технології. 2017. Т. 34. - № 2. С. 150–157. DOI: 10.18372/2310-5461.34.11613
Goldstein S., Meyerstein D., Czapski G. The Fenton reagents. Free Radical Biology and Medicine Journal. 1993. Vol. 15, No. 4. pp. 435-445.
