UV-Anwendungen

Advanced Oxidation Prozess (AOP)

Elimination von pharmazeutischen und chemischen Wirkstoffen im Abwasser

Advanded Oxidation zum Wirkstoffabbau bei der Abwasserbehandlung

Wir stellen die gezielte Zerstörung von im Abwasser unerwünschten chemischen Verbindungen mit sehr wirtschaftlichen Advanced Oxidation Verfahren dar. Zur Wirkstoffelimination im Abwasser pharmazeutischer Hersteller und zum Abbau von Zwischenprodukten im Abwasser der Chemischen Industrie verwenden wir spezifisch ausgelegte Abwasser-AOPs. Bei diesen AOP-Verfahren (Advanced Oxidation Prozess) liefern wir verschiedene Behandlungstiefen der Abwasserbehandlung:
- Abbau der Wirkstoffe unter eine definierte Zielkonzentration im Abwasser. Wirkstoffe werden durch Advanced UV-Oxidation bis unter den PNEC abgebaut, oder so weit, dass der PNEC der Wirkstoffe im Abwasser am Ende der Abwasserbehandlung eingehalten werden kann.
- Abbau der Wirkstoffe durch erweiterte UV-Oxidation bis unter den PNEC und Zerstörung der Nebenprodukte im Abwasser. Die Abwassermatrix wird bei der Abwasserbehandlung vollständig entgiftet. Diesen Behandlungstyp setzten wir auch bei der Abwasserbehandlung von Antibiotika ein, um die Bildung von multiresistenten Keimen im Abwasser zu verhindern.
- erweiterte UV-Oxidation bis zur vollständigen Entgiftung des Abwassers und Herstellen eines Abwassers mit einer maximalen Bioabbaubarkeit der (verbleibenden) Inhaltsstoffe. Hier behandlen unsere erweiterten UV-Oxidationsverfahren Abwässer so weit, dass in der Kombination mit einer biologischen Abwasserbehandlung CSB- Anfangskonzentrationen zwischen 50 ... 100 g/L auf Konzentrationen bis ca. 30 mg/L abgebaut werden. In vielen Fällen erfolgt dann die Direkteinleitung in den Vorfluter.

Typische Verbindungsklassen, die in unseren Advanced Oxidation Prozesse bei der Abwasserbehandlung abbauen, sind:

  • Abwässer mit Antibiotika, wie z.B. Sulfamid, Penicillin, Amoxicillin...
  • Abwässer mit hochpotenten Hormonen, wie z.B. Cyproteronacetat, Letrozol, Ethinyestradiol, Levonorgestrel, ...
  • Abwässer mit hochpotetenten Zytostatika, wie z.B. Capecitabin, Vinorelbin, ...
  • Abwässer mit Inhaltsstoffen komplexer Strukturen, wie Pantopranzol, Urapidil, ...
  • Abwässer mit Lösungsvermittlern, wie z.B. Triton, Octylphenole, ...

Auf Wunsch kann eine noch weitergehendere Oxidation des Abwassers und der Abwasserinhaltsstoffe mit unseren advanced UV-Anlagen die Organik mitsamt Matrix vollständig mineralisieren.

Veröffentlichung von Anwendungsbeispielen der Abwasserbehandlung der Synthese von API und weiteren Beispielen aus der Oxidation von API.

Link zu unseren Advanced Oxidation Veröffentlichungen

Behandlung von Abwasser aus der Verarbeitung von Zytostatika

Die Verbrennung in der wässrigen Phase ist besser als Wasser zu verbrennen!

Zytostatika gehören zu den Wirkstoffem, welche die höchsten Anforderungen an die Elimination stellen. Die Wirkstoffe sind meist hochpotent und dürfen weder nicht in Kontakt mit dem Bedienpersonal kommen noch in die Umwelt gelangen. Die meisten Formulierer verbrennen mit Zytostatika belastete Abwässer zu extrem hohen Preisen und auf Kosten einer sehr schlechte CO2-Bilanz. Eine vollständige Zerstörung der Zytostakika ist auch durch die Photo-Oxidation möglich, quasi eine Verbrennung in der wässrigen Phase, aber zu viel geringeren Kosten und mit einem minimalen CO2-Abdruck.

Der große Vorteil der Enviolet UV Oxidation von Zytostatika sind die geringen Betriebskosten. Eine Verbrennung der Wirkstoffe ist im Vergleich um ein vielfaches teurer und gleichzeitig ist die Verbrennung von Wasser kein ökologisch sinnvoller Prozess. Die Foto-Oxidation reduziert die CO2-Emission um fast 99% gegenüber der derzeitigen Standard-Methode.

Eine neue Veröffentlichung zum Thema Elimination von Zytostatika hier hier verfügbar.

UV-Oxidation von Hormonen im CIP-Spülabwasser

Nachhaltige Abwasserbehandlung ohne kontaminierte Teilströme

Hormone können mittels UV-Oxidation sehr effizient eliminiert werden. Eine Vielzahl von enviolet-UV-Anlagen in der pharmazeutischen Industrie wird zur Elimination von hochpotenten Hormonen eingesetzt.

Der enviolet-Prozess ist sehr robust und effizient. Damit steht dem Anwender eine wenig arbeitsintensive, extrem kostengünstige und sehr zuverlässige Entsorgungsmethode zur Verfügung, die eine kurze Amortisationszeit aufweist und das Abwasser rückstandsfrei und ökologisch behandelt.

Ein besonderer Vorteil des enviolet-Prozesses ist, dass dieser keinerlei Vorbehandlung benötigt und auch keine kontaminierten Nebenströme anfallen, da die UV-Oxidation die Hormone in den Abwässern mineralisiert und danach keinerlei Verunreinigung in einer anderen Phase vorliegt, wie das bei physikalischen Prouessen wie RO oder Verdampfen der Fall ist.

Veröffentlichung zum Abbau bei Haupt Pharma.

UV-Oxidation von Antibiotika im Abwasser

Elimination von multiresistenten Keimen

Antibiotika sind für die Abwasserbehandlung problematische Verbindungen, da in Ihrer Gegenwart ein Bioabbau nicht oder nur bei geringen Antibiotika-Konzentrationen möglich ist. Da mittlerweile bekannt ist, dass bei der verdünnten Zugabe von Antibiotika in die biologische Abwasserbehandlung multi-resistente Keime entstehen, ist dieser "Behandlungsweg" nicht mehr Stand der Technik. Die erweiterte UV-Oxidation verhindert die Bildung von Multiresistenten Keimen.

Mittels Enviolet-UV-Oxidation wird bei vielen Herstellern von Antibiotika die Entgiftung des Abwassers durchgeführt. Die UV-Oxidation dient dabei meist als Vorbehandlung für die hoch belastete Mutterlauge, die dann später wegen der hohen Salzfracht mit anderen Fabrikabwässern verdünnt in die biologische Nachbehandlung gelangt.

Die UV-Oxidation von Antibiotika sind schöne Beispiele bei der Abwässer mit hohem CSB (50 - 80 g/L) und hohen Salzfrachten (bis 200 g/L) erfolgreich mit der UV-Oxidation entgiftet werden.

Dabei werden neben den Antibiotika auch andere toxische Verbindungen wie Phenole mittels Foto-Oxidation umgesetzt, und gleichzeitig die Bildung multi-resistenter Keime verhindert. Die Abbauprodukte der erweiterten UV-Oxidation sind meist natürliche Verbindungen, wie Essigsäure, Apfelsäure, Malonsäure, und andere organische Fruchtsäuren.

Behandlung von Abwasser bei der Herstellung vieler verschiedener Wirkstoffe

Abwasser aus der Multiple-API-Herstellung und Formulierung wird entgiftet und bio-abbaubar

Bei der Herstellung von API in Kombination mit der Formulierung auf dem gleichen Gelände bestehen besondere Anforderungen. Zum einem müssen hohe Konzentrationsschwankungen sicher behandelt werden, zum anderen eine Vielzahl unterschiedlicher Wirkstoffe sicher unter die Zielkonzentration abgebaut werden. Da oft in eine nachgeschaltete biologische Behandlung eingeleitet wird, müssen die toxischen Inhaltsstoffe in biologisch abbaubare umgewandelt und z.B. Nitrifikationshemmer vollständig abgebaut werden.

Darüberhinaus sind in den Abwässern nach der UV-Oxidation keine Wirkstoffe mehr enthalten, bzw. liegen die Wirkstoffe der API unterhalb der zulässigen Einleitwerte.

Alle diese Anforderungen erfüllen unsere UV-AOP-Anlagen bereits heute bei einer Vielzahl pharmazeutischer Standorte.

Behandlung von Abwasser aus der Herstellung von Wirkstoffen und Intermediates

Bei der Synthese entstehen kritische Abwässer, die behandelt werden müssen

Bei der Synthese von Wirkstoffe und Intermediates entstehen Abwässer, die mit klassischen Verfahren selten behandelt werden können.

Eine gängige Lösung ist die Verbrennung, die aber teuer ist, wenig umweltfreundlich und eine sehr nachteilhafte CO2-Bilanz besitzt.

Enviolet bietet mit seinen UV-Oxidations-Anlagen für konzentriere und schwer behandelbare Abwässer eine umweltfreundliche und kostengünstige Behandlung von solchen Abwässern an:

Lösung 1: Oxidation dieser Abwässer zur Einleitung. Weitere Info.

Lösung 2: Oxidation dieser Abwässer als Vorbehandlung für eine vorhandene oder externe biologische Abwasserbehandlungsanlage.  Weitere Info.

Insbesondere in der chemischen und pharmazeutischen Industrie behandeln wir in einer Vielzahl solcher Anlagen meist Abwässer mit sehr hohen organischen Frachten und bieten dem Anwender dabei eine äusserts wirtschaftliche Lösung an. Seit kurzen profitieren die Anwender zusätzlich von einem sehr guten CO2-Abdruck dieser umweltfreundlichen Lösungen.

The Environmental Impact of Active Pharmaceutical Ingredients (APIs)

Arguments, thoughts and actions by enviolet

Hier fassen wir einie negativen Auswirkungen von Wirkstoffen in Arzneimitteln (APIs) auf die Umwelt zusammen. APIs, die wesentlichen Bestandteile von Medikamenten, die therapeutische Wirkungen erzielen, werden zunehmend in verschiedenen Umweltsegmenten nachgewiesen, was Bedenken hinsichtlich ihrer ökologischen und gesundheitlichen Auswirkungen aufwirft.

Einführung:
Die Präsenz von APIs in der Umwelt ist aufgrund der weit verbreiteten Verwendung und Entsorgung von Arzneimitteln zu einer wachsenden Sorge geworden. Einmal in die Umwelt eingeführt, können APIs bestehen bleiben, sich in der Nahrungskette anreichern und nicht-zielgerichtete Organismen beeinflussen, was zu potenziellen ökologischen Ungleichgewichten und Gesundheitsrisiken führen kann.

Quellen und Wege:
APIs gelangen über verschiedene Wege in die Umwelt, einschließlich Abfällen aus der pharmazeutischen Produktion, unsachgemäßer Entsorgung ungenutzter Medikamente, Ausscheidungen von Menschen und Tieren sowie landwirtschaftlichem Abfluss. Kläranlagen schaffen es oft nicht, diese Verbindungen vollständig zu entfernen, was zu ihrer Freisetzung in Oberflächenwasser, Grundwasser und Boden führt.

Umweltauswirkungen:
Die Umweltauswirkungen von APIs sind vielfältig. Sie können zur Antibiotikaresistenz bei Bakterien führen, endokrine Systeme bei Wildtieren stören und die Fortpflanzungs- und Entwicklungsprozesse von aquatischen Organismen beeinflussen. Die chronische Exposition gegenüber niedrigen Konzentrationen von APIs kann auch zu langfristigen ökologischen Veränderungen führen.

Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit:
APIs in der Umwelt können indirekt die menschliche Gesundheit beeinflussen. Die Entwicklung von antibiotikaresistenten Bakterien stellt eine erhebliche Sorge dar, da sie bestimmte Medikamente gegen Infektionen unwirksam machen kann. Darüber hinaus wirft die Präsenz von APIs im Trinkwasser, selbst in Spurenkonzentrationen, Fragen nach möglichen langfristigen Gesundheitsauswirkungen auf.

Regulierungs- und Managementherausforderungen:
Die aktuellen Vorschriften und Klärtechnologien sind nicht ausreichend, um das Problem der APIs in der Umwelt vollständig anzugehen. Es besteht Bedarf an verbesserten Nachweismethoden, strengeren Vorschriften für die pharmazeutische Entsorgung und Produktion sowie an fortschrittlichen Behandlungstechnologien, die APIs effektiv aus Abwasser entfernen können.

Fazit:
Die Umweltpräsenz von APIs birgt erhebliche Risiken für die ökologische und menschliche Gesundheit. Es ist unerlässlich, dieses Problem durch eine Kombination aus regulatorischen Maßnahmen, fortschrittlichen Behandlungstechnologien und öffentlichen Aufklärungsinitiativen anzugehen. Durch die Verringerung der Umweltauswirkungen von APIs können wir eine sicherere und nachhaltigere Zukunft gewährleisten.
Der Betrag von enviolet wird Entwicklung von effizienten Behandlungsmethoden und die Unterstützung der pharmazeutsichen Hersteller sein mit solch effizienten und kostengünstigen Methoden das ökologisch und ökonomisch beste Ergebnisz zur Minimierung des Austrags von APIs in die Umwelt zu erreichen.

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Abstract:
This statement summarizes the detrimental effects of Active Pharmaceutical Ingredients (APIs) on the environment. APIs, the essential components in medications that elicit therapeutic effects, have been increasingly detected in various environmental matrices, raising concerns about their ecological and human health implications.

Introduction:
The presence of APIs in the environment has become a growing concern, primarily due to pharmaceuticals' widespread use and disposal. Once introduced into the environment, APIs can persist, bioaccumulate, and affect non-target organisms, leading to potential ecological imbalances and health risks.

Sources and Pathways:
APIs enter the environment through various pathways, including pharmaceutical manufacturing waste, improper disposal of unused medications, excretion by humans and animals, and agricultural runoff. Wastewater treatment plants (WWTPs) often fail to completely remove these compounds, leading to their release into surface water, groundwater, and soil.

Environmental Impact:
The environmental impact of APIs is multifaceted. They can induce antibiotic resistance in bacteria, disrupt endocrine systems in wildlife, and affect the reproductive and developmental processes of aquatic organisms. Chronic exposure to low levels of APIs can also lead to long-term ecological changes.

Human Health Concerns:
APIs in the environment can indirectly impact human health. The development of antibiotic-resistant bacteria is a significant concern, as it can render certain medications ineffective against infections. Additionally, the presence of APIs in drinking water, even at trace levels, raises questions about potential long-term health effects.

Regulatory and Management Challenges:
Current regulations and wastewater treatment technologies are insufficient to fully address the issue of APIs in the environment. There is a need for improved detection methods, stricter regulations on pharmaceutical disposal and manufacturing, and advanced treatment technologies that can effectively remove APIs from wastewater.

Conclusion:
The environmental presence of APIs poses significant risks to both ecological and human health. It is imperative to address this issue through a combination of regulatory measures, advanced treatment technologies, and public awareness initiatives. By mitigating the environmental impact of APIs, we can ensure a safer and more sustainable future.
Therefore enviolet will constantly support and research solutions for minimizing the exposition of APIs into the environment.