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化学原料药行业绿色发展痛点一:VOCs及恶臭气体治理难度大

2020-09-14 14:04

文章导读

为帮助化学原料药企业更好的进行绿色转型升级,中国工业节能与清洁生产协会绿色工厂专业委员会通过调研多家化学原料药企业、拜访多位行业专家及优秀技术服务方,梳理并深度分析了原料药企业系列共性痛点问题,绿色工厂专委会后续会发布《化学原料药行业绿色发展痛点及破解之策》,期待在各方的努力下,未来,企业绿色发展痛点逐渐被“消灭”。本文为“化学原料药行业绿色发展痛点”第一痛,后续痛点请大家持续关注公众号“工业绿色化”。

 

▲来源:工业绿色化     作者:孙小敏

 

 

化学原料药企业生产过程中产生的大气污染物主要可分为两大类:一类是生产过程产生的废气(包括储运过程),另一类是污染治理过程产生的废气。

 

根据生产工艺的不同,生产过程废气又包括化学合成工艺废气、发酵废气、提取废气、干燥废气等。废气中VOCs及恶臭气体排放量大,处理难度高。随着《挥发性有机物无组织排放标准》(GB37822-2019)和《制药工业大气污染物排放标准》(GB37823-2019)两个标准的实施,这对制药企业尤其是原料药生产企业提出更高环保要求。

 

VOCs及恶臭废气总体的处理思路:

 

一是做好清洁生产和智能化生产的技术革新工作,选用环境友好型的原材料,优化生产工艺,减少生产和物料储运环节的气体散逸,从源头上减少废气排放。

 

二是做好散逸气体的收集,选择合理有效的废气处理工艺,满足各项废气排放标准的要求,最大限度减少对企业内部和周边环境的影响。

 

对于不同环节的废气排放,具体废气特点及处理工艺如下:

 

发酵废气:

 

气量大,湿度高,浓度低。发酵前的高温灭菌工艺段废气含有大量水汽,VOCs浓度较低,主要是原料及营养物质的挥发气,持续时间短,具有间歇性。发酵废气成分复杂、浓度较高,主要为发酵代谢产物,还含有少量培养基物质,VOCs种类多,但含量不高,臭气浓度较高。发酵过程菌群代谢过程发出的气味,夹杂着发酵产物的特殊气味,有的气味很难闻,比如青霉素的气味、硫氰酸红霉素的生产发酵过程产生的气味,是令人十分厌恶的气味。

 

化学合成废气:

 

种类复杂,量大,这是因为化学合成药物生产品种多、更新快、生产工艺复杂,需要的原辅材料繁多,废气成分取决于原辅材料的使用。

 

以上两种废气可以参照化工尾气处理工艺进行处理,一般采用吸收吸附法、热氧化法进行处理并达标排放。根据VOCs的组分和浓度,合理采用冷凝、化学吸收、物理吸附、浓缩以及直燃、蓄热燃烧、催化燃烧等方式进行处理。

 

提取废气、干燥废气:

 

提取过程中会使用大量的有机溶媒,如甲醇、乙醇、乙丙醇、丙酮、乙酸乙酯等,在温度较高的条件下极易挥发,因此提取废气中含有大量的溶媒废气,提取废气处理原理是能回收的则尽量进行回收。在满足气体排放标准的同时,提高溶媒回收率,企业可极大降低生产成本。原料药在结晶干燥过程中,为了清洗掉表面附着的残留物,大部分会选用有机溶剂水溶液进行清洗,在干燥过程中有机溶剂会进行挥发,形成干燥废气,如果量多浓度大需要对母液进行回收。

 

污水处理站废气:

 

污水处理站废气制药废水大多数具有有机物浓度高、色度高、含难降解和对微生物有毒性的物质、水质成分复杂、可生化性差等特点。废水处理系统TOC的去除并非完全被微生物去除,而是通过恶臭逸散方式污染环境。制药废水处理产生H2S、VOCs等恶臭的场所非常多,如调节、厌氧、沉淀、好氧、污泥脱水等制药废水处理单元。

 

总之,不同过程产生的VOCs及恶臭气体在种类和浓度上都存在较大差异。①以发酵臭气为例,发酵过程中,原料中的蛋白质、氨基酸在微生物的作用下发生脱羧和脱氨产生异臭味,其臭气浓度一般在5000~7500之间,此外,发酵菌种代谢产物也可能具有特殊气味,发酵尾气中多种气味混合后,导致尾气的异味特征非常复杂,形成特殊的“发酵味”。②以污水处理站废气为例,污水处理站产生的VOCs和异味物质种类较多,异臭味污染较为严重,这也是很多制药废水处理设施需要密闭的原因,废气可以统一收集后进行相应的处理。

 

原辅材料不同,生产品种不同,工艺不同等因素,导致不同生产过程产生的VOCs和臭气在种类和浓度上也各不同,这都极大的提高了废气的治理难度。VOCs及臭气问题的彻底解决仍是困扰化学原料药企业发展的重要瓶颈,亟需解决。