解析制药企业废气污染特点及治理技术

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导读:

制药企业废气污染的成分复杂、污染量大和间歇排放为废气污染治理带来了很大困难,随着废气污染对环境的损害越来越大,废气末端治理应运而生。但是传统的废气末端治理存在很多弊端,下文将为您解析制药行业的废气的特点及治理技术。其中制药企业废气末端污染之废气治理,本文主要对VOCs废气进行了说明。

一、中国制药企业分布情况

从地域分布上看,我国制药企业主要分布在东部沿海的长江三角洲地区、珠江三角洲地区、京津冀鲁辽环渤海地区的浙江、江苏、上海、广东、河北、山东、辽宁、天津等总体发展水平高,具备科研、管理或者传统产业优势的省市,其医药经济规模占全国医药经济总量的65.8%。中西部地区利用当地动植物中药材的资源优势,迅速发展中药产业,主要分布在吉林、四川、广西、贵州、江西、云南、重庆、湖南、甘肃、内蒙古以及新疆等地。

二、制药企业末端污染概述

●在制药生产过程中,原材料投入量大,产出比小,其大部分物质最终成为废弃物;

●生产一种原料药往往有几步甚至10余步反应;

●使用原材料数种,有的甚至多达三四十种;

●原料总耗有的达10kg/kg产品以上,高的超过200kg/kg产品;

●产生的“三废”量大,废物成分复杂,污染危害严重。

末端污染特点

1、间歇排放。若药品生产的规模小,则会采用间歇式生产方式,污染排放也是间歇式。间歇排放是一种短时间内高浓度的集中排放,而且污染物的排放量、浓度、瞬时差异都缺乏规律性,这给环境带来的危害要比连续排放严重得多。此外,间歇排放也给污染的治理带来了不少困难。

2、污染物量大。原材料投入大,而产出比小,则其余部分均为废弃物。

3、污染物随着产品和生产工艺的变化而变化,成分复杂。

三、末端治理概述

随着末端污染对环境的损害越来越大,末端治理应运而生。

末端治理是指在生产过程的末端,针对产生的污染物开发并实施有效的治理技术。

末端治理在环境管理发展过程中是一个重要的阶段,它有利于消除污染事件,也在一定程度上减缓了生产活动对环境污染和破坏趋势。

但是毫无疑问,末端治理的弊端也是明显的:

1.传统末端治理是问题发生后的被动做法,因此不可能从根本上避免污染发生。

2.末端治理随着污染物减少而成本越来越高,它是相当程度上抵消了经济增长带来的收益。

3.由末端治理而形成的环保市场产生虚假的和恶性的经济效益。

4.末端治理趋向于加强而不是减弱已有的技术体系,从而牺牲真正的技术革新。

5.末端治理使得企业满足于遵守环境法规而不是去投资开发污染少的生产方式。

6.末端治理没有提供全面的看法,而是造成环境与发展以及环境治理内部各领域间的隔阂。

7.末端治理阻碍发展中国家直接进入更为现代化的经济方式,加大在环境治理方面对发达国家的依赖。

四、制药企业末端污染之废气

按污染物性质归纳,大气污染物分为酸性气体和VOCs(挥发性有机物)两类。医药化工企业主要废气污染物为发酵尾气、溶剂气体和恶臭气体。我们主要针对VOCs进行说明。

(一)制药行业VOCs与恶臭气体污染问题

制药行业是产生VOCs与恶臭气体的主要行业之一,在生物发酵,化学合成,有机溶剂的运输、储存、使用和回收,产品提纯干燥及废水处理等过程中会产生各类VOCs与恶臭等污染物。其中常含有烃类化合物、含氧有机化合物、含氮化合物、含硫化合物和卤素及衍生物等。研究检测表明,在已经发现人们凭嗅觉能感受到的VOCs与恶臭物质有4000余种,其中制药行业产生涉及上百种以上,这些VOCs与恶臭气体物质不仅给人的感觉器官以刺激,使人感到不愉快和厌恶,而且大多具有毒性。


类别

物质名称

醇类

甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、丙二醇

醚类

二乙醚

有机酸类

甲酸、乙酸

酯类

乙酸乙酯、乙酸丁酯

醛类

甲醛、乙醛、丙烯醛、丁醛

酮类

丙酮

烷烃类

正己烷、正庚烷

芳香烃类

苯、甲苯、二甲苯

卤代烃类

二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、氯苯

烷基胺类

甲胺、二甲胺、二乙胺、三乙胺、环己胺

醇胺类

乙醇胺

苯胺类

苯胺

苯酚类

苯酚

氰类

乙氰

硫醇和硫醚类

甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫

其他

石油脑


其中硫醇类、酚类可直接危害人体的健康,氯乙烯、苯、多环芳烃、甲醛等属于致癌物

(二)制药VOCs来源分析

1、发酵类制药行业

发酵类药物是通过微生物发酵的方法产生活性成分,然后经过分离、纯化、精制等得到的一类药物。发酵类药物是从抗生素的生产开始发展起来的,除抗生素外还包括维生素、氨基酸等。对于发酵类制药,VOCs主要产生于有机溶剂的使用,尤其对发酵之后的产品进行分离提纯的过程中产生的VOCs较多,而在发酵阶段还容易产生甲硫醇、甲硫醚等恶臭气体。在下表中列出了发酵类制药工艺使用的及产生的主要VOCs


甲醇

乙醇

丁醇

戊醇

乙酸乙酯

醋酸丁酯

氯仿

氯苯

二乙胺

三乙胺

正己烷

正庚烷


2、化学合成类制药行业

化学合成类药物一般是指采用生物、化学方法制造的具有预防、治疗和调节机体功能及诊断作用的化学物质。化学合成类药物主要以化学原料为起始反应物,通过化学合成药物中间体,再对药物中间体结构进行改造和修饰,得到目的产物,然后经脱保护、精制、干燥等工序得到最终产品。所以,相比于其他类制药行业,VOCs的产生除了提取过程使用的溶剂外,主要还来自于一些化学原料和化学反应的药物中间体,故化学类制药行业产生的VOCs成分更加复杂,是治理和控制的难点。在下表中列出了化学合成类制药工艺使用的及产生的主要VOCs


二乙醚

二乙胺

苯酚

石油脑

甲醇

乙醇

甲苯

二氯甲烷

乙酸乙酯

二乙胺

丙酮

异丙酮

二氯乙烷

氯仿



3、提取类制药行业

提取类药物是指运用物理的、化学的、生物化学的方法,将生物体中起重要生理作用的各种基本物质经过提取、分离、纯化等手段制造出的药物。提取类制药企业废气中的VOCs主要来源于生产工艺中使用的有机溶剂,常用的有机溶剂为乙醇、丙酮。在下表中列出了提取类制药工艺使用及产生的主要VOCs


二乙醚

二乙胺

苯酚

石油脑

甲醇

乙醇

甲苯

二氯甲烷

乙酸乙酯

二乙胺

丙酮

异丙酮

二氯乙烷

氯仿



4、生物工程类制药行业

生物制药产生的大气污染物主要来自溶剂的使用,主要产生点在于瓶子洗涤、溶剂提取、多肽合成仪等的排风以及实验的排气、制剂过程中的药尘等。其中,生物制药企业的VOCs主要来自于溶剂的使用。在下表中列出了生物工程类制药使用的有机溶剂:


名称

生产工艺

主要有机溶剂

组织纤溶酶原激活剂

基因培养

乙醇胺

疫苗

基因培养

甲酸、甲醛

HBsAg

克隆

丙酮、乙醇胺

重组人尿激酶原

基因培养

乙醇

细胞苗、鸡胚苗

基因培养

甲醛、丙二醇

抗毒素

基因培养

甲醛

细菌疫苗

基因培养

乙醇、丙酮

乙肝疫苗

基因培养

甲醛

人血蛋白制剂

生化提取、培养

乙醇

白细胞介素

基因培养

乙腈、乙酸


5、中药类制药行业

中药类制药行业是指以药用植物为主要原料,按照国家药典,生产中药饮片和中成药各种剂型产品的制药工业企业。中药饮片产生的废气主要是切制等工序产生的药物粉尘和炮制过程中产生的药烟,中成药产生的废气主要为二氧化硫、烟尘和粉尘,主要来自某些提取工段因煎煮而产生的锅炉烟气,药材粉碎等工序产生的药物粉尘,VOCs的污染不大,主要来自提取阶段使用的有机溶剂(主要是乙醇)。