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化學原料藥行業綠色發展痛點一:VOCs及惡臭氣體治理難度大

2020-09-14 14:04

文章導讀

為幫助化學原料藥企業更好的進行綠色轉型升級,中國工業節能與清潔生產協會綠色工廠專業委員會通過調研多家化學原料藥企業、拜訪多位行業專家及優秀技術服務方,梳理并深度分析了原料藥企業系列共性痛點問題,綠色工廠專委會后續會發布《化學原料藥行業綠色發展痛點及破解之策》,期待在各方的努力下,未來,企業綠色發展痛點逐漸被“消滅”。本文為“化學原料藥行業綠色發展痛點”第一痛,后續痛點請大家持續關注公眾號“工業綠色化”。

 

▲來源:工業綠色化     作者:孫小敏

 

 

化學原料藥企業生產過程中產生的大氣污染物主要可分為兩大類:一類是生產過程產生的廢氣(包括儲運過程),另一類是污染治理過程產生的廢氣。

 

根據生產工藝的不同,生產過程廢氣又包括化學合成工藝廢氣、發酵廢氣、提取廢氣、干燥廢氣等。廢氣中VOCs及惡臭氣體排放量大,處理難度高。隨著《揮發性有機物無組織排放標準》(GB37822-2019)和《制藥工業大氣污染物排放標準》(GB37823-2019)兩個標準的實施,這對制藥企業尤其是原料藥生產企業提出更高環保要求。

 

VOCs及惡臭廢氣總體的處理思路:

 

一是做好清潔生產和智能化生產的技術革新工作,選用環境友好型的原材料,優化生產工藝,減少生產和物料儲運環節的氣體散逸,從源頭上減少廢氣排放。

 

二是做好散逸氣體的收集,選擇合理有效的廢氣處理工藝,滿足各項廢氣排放標準的要求,最大限度減少對企業內部和周邊環境的影響。

 

對于不同環節的廢氣排放,具體廢氣特點及處理工藝如下:

 

發酵廢氣:

 

氣量大,濕度高,濃度低。發酵前的高溫滅菌工藝段廢氣含有大量水汽,VOCs濃度較低,主要是原料及營養物質的揮發氣,持續時間短,具有間歇性。發酵廢氣成分復雜、濃度較高,主要為發酵代謝產物,還含有少量培養基物質,VOCs種類多,但含量不高,臭氣濃度較高。發酵過程菌群代謝過程發出的氣味,夾雜著發酵產物的特殊氣味,有的氣味很難聞,比如青霉素的氣味、硫氰酸紅霉素的生產發酵過程產生的氣味,是令人十分厭惡的氣味。

 

化學合成廢氣:

 

種類復雜,量大,這是因為化學合成藥物生產品種多、更新快、生產工藝復雜,需要的原輔材料繁多,廢氣成分取決于原輔材料的使用。

 

以上兩種廢氣可以參照化工尾氣處理工藝進行處理,一般采用吸收吸附法、熱氧化法進行處理并達標排放。根據VOCs的組分和濃度,合理采用冷凝、化學吸收、物理吸附、濃縮以及直燃、蓄熱燃燒、催化燃燒等方式進行處理。

 

提取廢氣、干燥廢氣:

 

提取過程中會使用大量的有機溶媒,如甲醇、乙醇、乙丙醇、丙酮、乙酸乙酯等,在溫度較高的條件下極易揮發,因此提取廢氣中含有大量的溶媒廢氣,提取廢氣處理原理是能回收的則盡量進行回收。在滿足氣體排放標準的同時,提高溶媒回收率,企業可極大降低生產成本。原料藥在結晶干燥過程中,為了清洗掉表面附著的殘留物,大部分會選用有機溶劑水溶液進行清洗,在干燥過程中有機溶劑會進行揮發,形成干燥廢氣,如果量多濃度大需要對母液進行回收。

 

污水處理站廢氣:

 

污水處理站廢氣制藥廢水大多數具有有機物濃度高、色度高、含難降解和對微生物有毒性的物質、水質成分復雜、可生化性差等特點。廢水處理系統TOC的去除并非完全被微生物去除,而是通過惡臭逸散方式污染環境。制藥廢水處理產生H2S、VOCs等惡臭的場所非常多,如調節、厭氧、沉淀、好氧、污泥脫水等制藥廢水處理單元。

 

總之,不同過程產生的VOCs及惡臭氣體在種類和濃度上都存在較大差異。①以發酵臭氣為例,發酵過程中,原料中的蛋白質、氨基酸在微生物的作用下發生脫羧和脫氨產生異臭味,其臭氣濃度一般在5000~7500之間,此外,發酵菌種代謝產物也可能具有特殊氣味,發酵尾氣中多種氣味混合后,導致尾氣的異味特征非常復雜,形成特殊的“發酵味”。②以污水處理站廢氣為例,污水處理站產生的VOCs和異味物質種類較多,異臭味污染較為嚴重,這也是很多制藥廢水處理設施需要密閉的原因,廢氣可以統一收集后進行相應的處理。

 

原輔材料不同,生產品種不同,工藝不同等因素,導致不同生產過程產生的VOCs和臭氣在種類和濃度上也各不同,這都極大的提高了廢氣的治理難度。VOCs及臭氣問題的徹底解決仍是困擾化學原料藥企業發展的重要瓶頸,亟需解決。

 
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